JP2012166057A

JP2012166057A - 組織を分割するためのエネルギーの送達を制御するための方法およびシステム

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Publication number: JP2012166057A
Application number: JP2012108451A
Authority: JP
Inventors: Gray M Couture; エム．クーチュールゲイリー; Kristin D Johnson; ディー．ジョンソンクリスティン; Robert Sharp; シャープロバート; Jeff Unger; アンガージェフ; Craig Weinberg; ウェインバーグクレイグ; Robert H Wham; エイチ．ワムロバート
Original assignee: Covidien AG
Current assignee: Covidien AG
Priority date: 2006-01-24
Filing date: 2012-05-10
Publication date: 2012-09-06
Also published as: US20070173811A1; US8882766B2; JP2007195981A; JP5095229B2; EP1810627B1; CA2574864A1; AU2007200270A1; EP1810627A1; CA2574864C; JP5538474B2; AU2007200270B2; JP2012183329A

Abstract

【課題】組織を分割するためのエネルギー出力を制御するための方法およびシステムを提供する。
【解決手段】組織を分割するためのエネルギーの送達を制御するためのシステム１０であって、電気エネルギーを印加可能な電極３４を有する電気外科器具１２であって、電極は、組織にエネルギーを伝達する、電気外科器具およびエネルギーを電気外科器具に供給するための発電機１６であって、発電機は、組織に、第一のパルスでエネルギーを供給して、組織と反応させ、組織のインピーダンスが所定の閾値に達するまで遅いパルスでエネルギーを供給して、乾燥ラインを作製し、そして速いパルスでエネルギーを供給して、乾燥線に沿って組織を分割する発電機を備える。
【選択図】図１

Description

本開示は、電気外科発電機に関し、そしてより特定すると、組織分割手順のために使用される電気外科発電機のための、制御システムに関する。

電気外科発電機は、外科医によって、電気外科器具と組み合わせて、種々の外科手順（組織分割を含む）を実施するために使用される。電気外科発電機は、電気外科器具によって組織に印加される電気エネルギーを発生させ、そして調節する。電気外科器具は、単極であっても双極であってもいずれでもよく、そして開胸手順または内視鏡手順のために構成され得る。

単極電気外科において、ソース電極または能動電極は、無線周波数のエネルギーを、電気外科発電機から組織へと送達し、そしてリターン電極は、電流を発電機に戻すように運ぶ。単極電気外科において、ソース電極は、代表的に、外科医によって保持される外科用器具の一部であり、そして処置されるべき組織に適用される。

双極電気外科は、従来、電気外科鉗子型のデバイスを使用して実施されている。このデバイスにおいて、能動電極およびリターン電極は、対向する鉗子の顎に収容される。このリターン電極は、能動電極（例えば、電流供給電極）に近接して配置され、その結果、電気回路が、これらの２つの電極（例えば、電気外科用鉗子）の間に形成される。この様式で、印加される電流は、これらの電極の間に位置する身体組織に制限される。

組織を分割するためのエネルギー出力を制御するための方法およびシステムが、必要とされている。さらに、外部入力（ユーザ入力ならびに／または状態（例えば、組織の電気特性および／もしくは物理的特性）をモニタリングするセンサからの入力が挙げられる）に応答して、エネルギーを制御することが必要とされている。

（要旨）
組織を分割するためのエネルギーの送達を制御するためのシステムおよび方法が、開示される。このシステムは、電気エネルギーを電気外科器具に供給するための発電機を備える。この電気外科器具は、電気エネルギーを印加可能な切断要素を備え、この切断要素は、このエネルギーを組織に伝達して、この組織を分割する。エネルギーは、数段階で印加される。第一の段階において、第一のエネルギーのパルスが供給されて、組織と反応する。第二の段階において、エネルギーは、インピーダンスの閾値に達するまで「遅い」パルスで供給され、この組織に乾燥線を作製する。第三の段階において、エネルギーは、「速い」パルスで供給され、この乾燥線に沿って、この組織を分割する。この分割は、この組織の完全な分離が確認されると終了する。この分割プロセスの間、組織のインピーダンスおよび温度、ならびに電圧および電流の位相、ならびに電力のレベルが測定される。得られた測定値が所定の閾値を越える場合、その分割プロセスは完了しており、そしてエネルギー供給が止められる。

本開示の１つの実施形態によれば、組織を分割するためのエネルギーの送達を制御するためのシステムが開示される。このシステムは、電気外科器具および発電機を備える。この電気外科器具は、電気エネルギーを印加可能な切断要素を有し、この要素は、組織にエネルギーを伝達する。この発電機は、このエネルギーを電気外科器具に供給し、この発電機は、この組織に、第一のパルスでエネルギーを供給して、この組織と反応させ、組織のインピーダンスが閾値に達するまで遅いパルスで該エネルギーを供給して、乾燥線を作製し、そして速いパルスでエネルギーを供給して、この乾燥線に沿って組織を分割する。

本開示の別の実施形態によれば、組織を分割するためのエネルギーの送達を制御するための方法が開示される。この方法は、エネルギーを、電気外科器具に供給する工程を包含する。この電気外科器具は、発電機から組織へとエネルギーを伝達する、電気エネルギーを印加可能な切断要素を有する。この方法はまた、このエネルギーを、この組織に、第一のパルスで伝達してこの組織と反応させる工程、組織のインピーダンスが閾値に達するまで、このエネルギーを遅くパルス化して乾燥線を作製する工程、およびこのエネルギーを速くパルス化して、この乾燥線に沿って組織を分割する工程を、さらに包含する。

本開示のさらなる実施形態によれば、組織の分割を実施するための電気外科エネルギーの印加を調節するための方法が、開示される。この方法は、第一の電気外科エネルギーの波形を印加して組織を調整する工程、この組織が調整されたか否かを決定する工程、および第二の電気外科エネルギーの波形を印加して、この調整された組織を分割する工程を包含する。

本開示の最後の実施形態によれば、組織の分割を実施するための電気外科エネルギーの印加を調節するためのシステムが、開示される。このシステムは、第一の電気外科エネルギーの波形を印加して組織を調整するように構成された発電機を備え、この発電機は、この組織が調整されたか否かを決定するための制御モジュールを備え、この発電機は、第二の電気外科エネルギーの波形を印加して、この調整された組織を分割するように、さらに構成される。

上記目的を達成するために、本発明は、例えば、さらに以下を提供する。

（項目Ａ１）
組織を分割するためのエネルギーの送達を制御するためのシステムであって、
電気エネルギーを印加可能な電極を有する電気外科器具であって、該電極は、該組織にエネルギーを伝達する、電気外科器具；および
該エネルギーを該電気外科器具に供給するための発電機であって、該発電機は、該組織に、第一のパルスで該エネルギーを供給して、該組織と反応させ、該組織のインピーダンスが所定の閾値に達するまで遅いパルスで該エネルギーを供給して、乾燥ラインを作製し、そして速いパルスで該エネルギーを供給して、該乾燥線に沿って該組織を分割する、発電機、を備える、システム。

（項目Ａ２）
前記電気外科器具が、遠位端に配置されたエンドエフェクタアセンブリを備える双極鉗子であり、該エンドエフェクタアセンブリは、第一の位置と、少なくとも１つの引き続く位置との間で可動である顎部材を備え、該第一の位置において、該顎部材は、互いに対して間隔を空けた関係にあり、そして該引き続く位置において、該顎部材は、協働して、該顎部材の間に組織を把持し、該エンドエフェクタアセンブリは、電気エネルギーを印加可能な切断要素をさらに備える、項目Ａ１に記載のシステム。

（項目Ａ３）
前記双極鉗子が、内視鏡手術および開胸手術のうちの少なくとも１つのために構成されている、項目Ａ２に記載のシステム。

（項目Ａ４）
前記電気外科器具が、単極器具である、項目Ａ１に記載のシステム。

（項目Ａ５）
前記所定の閾値が、約５０Ω〜約２５００Ωである、項目Ａ１に記載のシステム。

（項目Ａ６）
項目Ａ１に記載のシステムであって、
組織特性およびエネルギー特性のうちの少なくとも１つを測定するための、センサモジュール；ならびに
前記組織がいつ分割されたかを、該組織特性の関数として決定するためのプロセッサ、をさらに備える、システム。

（項目Ａ７）
前記組織特性および前記エネルギー特性が、インピーダンス、温度、電圧、電流、および電力からなる群より選択される、項目Ａ６に記載のシステム。

（項目Ａ８）
組織の分割を実施するための電気外科エネルギーの印加を調節するためのシステムであって、
該組織を調整するための第一の電気外科エネルギー波形を印加するように構成された発電機であって、該発電機は、該組織が調整されたか否かを決定するための制御モジュールを備え、該発電機は、該調整された組織を分割するための第二の電気外科エネルギー波形を印加するようにさらに構成されている、発電機、
を備える、システム。

（項目Ａ９）
前記発電機は、組織特性およびエネルギー特性を感知するセンサモジュールをさらに備える、項目Ａ８に記載のシステム。

（項目Ａ１０）
前記制御モジュールは、前記組織特性およびエネルギー特性を受信し、そして分析する、項目Ａ８に記載のシステム。

（項目Ａ１１）
前記組織特性およびエネルギー特性が、温度、インピーダンス、電圧、電流および電力からなる群より選択される、項目Ａ９に記載のシステム。

（項目Ａ１２）
前記制御モジュールが、少なくとも１つの事象の発生を認識し、そして該認識された少なくとも１つの事象に従って、前記第一の電気外科エネルギー波形を変化させるように構成されている、項目Ａ８に記載のシステム。

（項目Ａ１３）
前記少なくとも１つの事象が、時間に関連する事象および所定の組織応答からなる群より選択される、項目Ａ１２に記載のシステム。

（項目Ａ１４）
前記制御モジュールが、電力、周波数、電流、電圧および波形からなる群より選択される電気外科エネルギーのパラメータを調節するようにさらに構成されている、項目Ａ８に記載のシステム。

（項目Ａ１５）
パルス、少なくとも１つのスパイク、少なくとも１つの傾斜および連続曲線からなる群より選択される少なくとも１つの特徴を有するように、前記電気外科エネルギーの波形を前記制御モジュールが調節し、該制御モジュールは、波形の形状、パルス幅、デューティーサイクル、波高率および反復速度からなる群より選択される、波形のパラメータを調節するようにさらに構成されている、項目Ａ１４に記載のシステム。

（項目Ｂ１）
組織を分割するためのエネルギーの送達を制御するためのシステムであって、
電気エネルギーを印加可能な電極を有する電気外科器具であって、該電極は、該組織にエネルギーを伝達する、電気外科器具；および
該エネルギーを該電気外科器具に供給する発電機であって、該発電機は、該組織に、該エネルギーを第一のパルスで供給して該組織と反応させ、該組織のインピーダンスが所定の閾値に達するまで、遅いパルスで該エネルギーを供給して乾燥線を作製し、そして該エネルギーを速いパルスで供給して、該乾燥線に沿って該組織を分割する、発電機、
を備える、システム。

（項目Ｂ２）
上記電気外科器具が、遠位端に配置されたエンドエフェクタアセンブリを備える双極鉗子であり、該エンドエフェクタアセンブリは、第一の位置から少なくとも１つの引き続く位置へと可動である顎部材を備え、該第一の位置において、該顎部材は、互いに対して間隔を空けた関係にあり、該引き続く位置において、該顎部材は、協働して、該顎部材の間に組織を把持し、該エンドエフェクタアセンブリは、電気エネルギーを印加可能な切断要素をさらに備える、項目Ｂ１に記載のシステム。

（項目Ｂ３）
上記双極鉗子が、内視鏡手術のために構成されている、項目Ｂ２に記載のシステム。

（項目Ｂ４）
上記双極鉗子が、開胸手術のために構成されている、項目Ｂ２に記載のシステム。

（項目Ｂ５）
上記電気外科器具が、単極器具である、項目Ｂ１に記載のシステム。

（項目Ｂ６）
上記所定の閾値が、約５０Ω〜約２５００Ωである、項目Ｂ１に記載のシステム。

（項目Ｂ７）
項目Ｂ１に記載のシステムであって、
組織特性およびエネルギー特性のうちの少なくとも１つを測定するための、センサモジュール；ならびに
上記組織がいつ分割されたかを、該組織特性の関数として決定するためのプロセッサ、をさらに備える、システム。

（項目Ｂ８）
上記組織特性が、インピーダンスおよび温度からなる群より選択される、項目Ｂ７に記載のシステム。

（項目Ｂ９）
上記エネルギー特性が、電圧の位相、電流の位相、および電力からなる群より選択される、項目Ｂ７に記載のシステム。

（項目Ｂ１０）
組織を分割するためのエネルギーの送達を制御するための方法であって、該方法は、
電気外科器具にエネルギーを供給する工程であって、該電気外科器具は、該エネルギーを、発電機から該組織へと伝達する、電気エネルギーを印加可能な電極を有する、工程；
該エネルギーを、第一のパルスで該組織に伝達して、該組織と反応させる工程；
該エネルギーを遅くパルス化させて、該組織が所定の閾値に達するまで、乾燥線を作製する工程；および
該エネルギーを速くパルス化させて、該乾燥線に沿って該組織を分割する工程、
を包含する、方法。

（項目Ｂ１１）
上記電気外科器具が、遠位端に配置されたエンドエフェクタアセンブリを備える双極鉗子であり、該エンドエフェクタアセンブリは、第一の位置と、少なくとも１つの引き続く位置との間で可動である顎部剤を備え、該第一の位置において、該顎部材は、互いに対して間隔を空けた関係にあり、該引き続く位置において、該顎部材は、協働して、該顎部材の間に組織を把持し、該エンドエフェクタアセンブリは、電気エネルギーを印加可能な要素をさらに備える、項目Ｂ１０に記載の方法。

（項目Ｂ１２）
上記双極鉗子が、内視鏡手術のために構成されている、項目Ｂ１１に記載の方法。

（項目Ｂ１３）
上記双極鉗子が、開胸手術のために構成されている、項目Ｂ１１に記載の方法。

（項目Ｂ１４）
上記電気外科器具が、単極器具である、項目Ｂ１０に記載の方法。

（項目Ｂ１５）
上記所定の閾値が、約５０Ω〜約２５００Ωである、項目Ｂ１０に記載の方法。

（項目Ｂ１６）
項目Ｂ１０に記載の方法であって、
組織特定およびエネルギー特性のうちの少なくとも１つを測定する工程；ならびに
上記組織がいつ分割されたかを、該組織特性の関数として決定する工程、
をさらに包含する、方法。

（項目Ｂ１７）
上記組織特性が、インピーダンスおよび温度からなる群より選択される、項目Ｂ１６に記載の方法。

（項目Ｂ１８）
上記エネルギー特性が、電圧の位相、電流の位相、および電力からなる群より選択される、項目Ｂ１６に記載の方法。

（項目Ｂ１９）
組織の分割を実施するための電気外科エネルギーの印加を調節するための方法であって、該方法は、
第一の電気外科エネルギーの波形を印加して、該組織を調整する工程；
該組織が調整されたか否かを決定する工程；および
第二の電気外科エネルギーの波形を印加して、該調整された組織を分割する工程、
を包含する、方法。

（項目Ｂ２０）
組織特性およびエネルギー特性を感知する工程をさらに包含する、項目Ｂ１９に記載の方法。

（項目Ｂ２１）
上記決定する工程が、上記組織特性およびエネルギー特性を受信し、そして分析する工程をさらに包含する、項目Ｂ１９に記載の方法。

（項目Ｂ２２）
上記組織特性およびエネルギー特性が、温度、インピーダンス、電圧、電流および電力からなる群より選択される、項目Ｂ２１に記載の方法。

（項目Ｂ２３）
上記決定する工程が、
少なくとも１つの事象の発生を認識する工程；および
該認識された少なくとも１つの事象に従って、上記第一の電気外科エネルギーの波形を変化させる工程、
をさらに包含する、項目Ｂ１９に記載の方法。

（項目Ｂ２４）
上記少なくとも１つの事象が、時間に関連する事象および所定の組織応答からなる群より選択される、項目Ｂ２３に記載の方法。

（項目Ｂ２５）
上記調節する工程が、電力、周波数、電流、電圧および波形からなる群より選択される電気外科エネルギーのパラメータを調節する工程をさらに包含する、項目Ｂ２３に記載の方法。

（項目Ｂ２６）
上記電気外科エネルギーの波形を調節する工程が、
パルス、少なくとも１つのスパイク、少なくとも１つの傾斜および連続曲線からなる群より選択される少なくとも１つの特徴を有するように、上記波形を調節する工程；ならびに
波形の形状、パルス幅、デューティーサイクル、波高率、および反復速度からなる群より選択される、該波形のパラメータを調節する工程、
を包含する、項目Ｂ２５に記載の方法。

（項目Ｂ２７）
組織の分割を実施するための電気外科エネルギーの印加を調節するためのシステムであって、該システムは、
発電機であって、該発電機は、第一の電気外科エネルギーの波形を印加して、該組織を調整するように構成されており、該発電機は、該組織が調整されたか否かを決定するための制御モジュールを備え、該発電機は、第二の電気外科エネルギーの波形を印加して、該調整された組織を分割するようにさらに構成されている、発電機、
を備える、システム。

（項目Ｂ２８）
上記発電機が、組織特性およびエネルギー特性を感知するためのセンサモジュールをさらに備え織る、項目Ｂ２７に記載のシステム。

（項目Ｂ２９）
上記制御モジュールが、上記組織特性およびエネルギー特性を受信し、そして分析する、項目Ｂ２７に記載のシステム。

（項目Ｂ３０）
上記組織特性およびエネルギー特性が、温度、インピーダンス、電圧、電流および電力からなる群より選択される、項目Ｂ２９に記載のシステム。

（項目Ｂ３１）
上記制御モジュールが、少なくとも１つの事象の発生を認識するように、そして該認識された少なくとも１つの事象に従って上記第一の電気外科エネルギーの波形を変化させるように、構成されている、項目Ｂ２９に記載のシステム。

（項目Ｂ３２）
上記少なくとも１つの事象が、時間に関連する事象および所定の組織応答からなる群より選択される、項目Ｂ３１に記載のシステム。

（項目Ｂ３３）
上記制御モジュールが、電力、周波数、電流、電圧および波形からなる群より選択される、電気外科エネルギーのパラメータを調節するようにさらに構成されている、項目Ｂ３１に記載のシステム。

（項目Ｂ３４）
パルス、少なくとも１つのスパイク、少なくとも１つの傾斜および連続曲線からなる群より選択される少なくとも１つの特徴を有するように、上記電気外科エネルギーの波形を上記制御モジュールが調節し、そして該制御モジュールが、波形の形状、パルス幅、デューティーサイクル、波高率、および反復速度からなる群より選択される波形のパラメータを調節するようにさらに構成されている、項目Ｂ３３に記載のシステム。

組織を分割するためのエネルギー出力を制御するための方法およびシステムが提供される。さらに、外部入力（ユーザ入力ならびに／または状態（例えば、組織の電気特性および／もしくは物理的特性）をモニタリングするセンサからの入力が挙げられる）に応答して、エネルギーを制御することが提供される。

種々の実施形態が、図面を参照しながら本明細書中に記載される。
図１は、本開示に従う、組織の電気的分割（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｄｉｖｉｓｉｏｎ）のために構成された内視鏡用鉗子を備える例示的な電気外科手術用システムの斜視図である。図２は、図１に示される電気外科手術用システムの制御システムのブロック図である。図３は、本開示に従う外科手術手順の間に印加されるエネルギーの時間に対する電力のグラフである。図４は、本開示に従う手順の間に電気外科手術エネルギーの印加を調節するための方法を図示するフローチャートである。図５は、本開示に従う電気外科手順の間に電気外科手術エネルギーの印加を調節するための方法を図示するフローチャートである。図６は、本開示に従う電気外科手術手順の間に印加されるエネルギーの時間に対するインピーダンスのグラフである。図７は、本開示に従う組織の電気的分割のために構成された開放系の鉗子の斜視図である。

（詳細な説明）
図面に対して参照がなされ、ここで類似の参照番号は、種々の図面全体にわたって類似の要素に言及する。本開示の好ましい実施形態は、添付の図面を参照しながら、本明細書中以下に記載される。以下の詳細な説明において、周知の機能または構築物は、不必要に詳細に本開示を不明瞭にするのを避けるために、詳細には記載されない。

組織を加熱する際に起こる組織切断または組織分割は、細胞内流体および／または細胞外流体の拡大をもたらし、これには、組織中の乾燥線に沿った細胞蒸発、乾燥、破砕（ｆｒａｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ）、崩壊および／または収縮が付随し得る。乾燥線に沿って電気外科手術エネルギーを集中させ、かつ加熱することによって、この細胞反応は、溝を作るように局在する。切断効果の局在および最大化は、種々の幾何学的電極および絶縁体構成のうちの１つ以上を利用し、組織に送達される電気外科手術エネルギーを調節することによって達成される。さらに、組織状態が調節され得、エネルギー送達が、発電機およびフィードバックアルゴリズムを利用することによって制御され得る。

本明細書の目的に関して、用語「切断効果（ｃｕｔｅｆｆｅｃｔ）」または「切断効果（ｃｕｔｔｉｎｇｅｆｆｅｃｔ）」とは、以下に記載される電気的なもしくは電気機械的な方法もしくは機構のうちの１つ以上による、実際の組織分割をいう。用語「切断ゾーン（ｃｕｔｔｉｎｇｚｏｎｅ）」または「切断ゾーン（ｃｕｔｚｏｎｅ）」とは、組織切断が起こる組織の領域をいう。用語「切断プロセス」とは、組織分割の前、その間および／またはその後に行われる工程であって、切断効果を達成することの一部として組織に影響を及ぼす傾向があるものをいう。

図１は、組織を切断または分割するための電気外科手術エネルギーを手術部位において患者に送達するために内視鏡用電気外科手術器具１２を有する、本明細書に開示される電気外科手術用システム１０の一実施形態の模式図を示す。電気外科手術用発電機１６がまた提供され、この発電機は、電気外科手術エネルギーを発生させるための発電機モジュール２０、および電気外科手術エネルギー出力を変調し、発電機モジュール２０を制御するための制御システム１８を有する。この変調された電気外科手術エネルギーは、その後、発電機１６によって電気外科手術器具１２へと提供される。

この電気外科手術器具１２は、内視鏡用鉗子器具であり、この内視鏡用鉗子器具は、組織に影響を及ぼす（例えば、組織を把持する、切除するおよび／またはクランプする）ための適切な構造体を有するエンドエフェクターアセンブリ２２を備える。当業者は、本明細書中以下に開示される切断プロセスがまた、開放系の電気外科手術器具に適用され得ることを認識する。このエンドエフェクターアセンブリ２２は、顎部材３０、３２および電気外科手術エネルギーを組織に伝えるための少なくとも１つの送達デバイス（例えば、電気外科手術エネルギーを患者に送達するための少なくとも１つの電極を有する電極アセンブリ３４）を備える。機械的作用（例えば、クランプすること）がまた、外科手術効果を得るために、電気外科手術エネルギーの印加に加えて、電気外科手術器具１２によって使用され得ることが想定される。認識され得るように、この電極アセンブリ３４は、単極性、双極性または大きな双極性として構成され得る。さらに、この電気外科手術器具は、内視鏡による外科手術または開放系の外科手術を行うのに適切であるように構成され得る。

上記顎部材３０および３２の各々は、それぞれ、組織接触表面３６および３８を備える。これら表面は、切断の間に組織と係合するように一緒に協同する。上記顎部材のうちの少なくとも一方（例えば、顎部材３２）は、その中に配置された少なくとも１つの電気的にエネルギー印加可能な切断要素４０を備える。ここでこの切断要素４０は、電極アセンブリ３４の一部である。この切断要素４０は、他の外科手術手順のためのさらなる電極（例えば、組織接触表面３６および３８で導電性表面として設けられ得るシール電極の組み合わせ）をさらに備え得る。絶縁体は、導電性要素間の絶縁を提供するために設けられ得る。この切断要素４０は、導電性材料であっても、非導電性材料であっても、導電性コーティングが配置された絶縁材料から作られていてもよいし、これらの組み合わせであってもよい。組織を切断およびシールするための電気外科手術器具は、米国特許第５，７０２，３９０号に記載される。組織の電気的切断は、米国特許出願第１０／９３２，６１２号（Ｊｏｈｎｓｏｎによる２００４年９月２日出願の発明の名称、ＶＥＳＳＥＬＳＥＡＬＩＮＧＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＷＩＴＨＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬＣＵＴＴＩＮＧＭＥＣＨＡＮＩＳＭ（その内容は、全体が本明細書に参考として援用される）に記載される。

上記電極アセンブリ３４は、切断効果を引き起こすかまたは高めるために、電極、切断要素４０、絶縁体、部分的導電性物質および半導体の種々の幾何学的構成を利用し得る。例えば、電極および絶縁体の幾何学的構成は、いわゆる「切断効果」を引き起こすために構成され得、この効果は、組織中のある地点での蒸発もしくは破砕の量、または組織中のある地点に印加される電力密度、温度密度および／または機械的応力に直接関連し得る。さらに、電極および絶縁体の幾何学的構成が、シールプロセスもしくは切断プロセスの間に組織内でかつ組織の周りに熱効果を及ぼすために、電気シンクまたは絶縁体のように作用するように設計され得ることが想定される。

切断要素４０、組織接触表面３６および３８、ならびに絶縁体の特定の幾何学的構成は、切断効果を引き起こし、および／または隣接する組織に電流が漂遊する（これは、最終的に隣接する組織構造体に損傷を与え得る）可能性を低下させるために、高い電力密度領域に電流を集中させるように設計され得る。切断要素４０、ならびに組織接触表面３６および３８の種々の極性の構成は、切断を高めるかまたは容易にするために利用され得る。さらに、異なる極を有する電極の表面領域は、その組織において電気エネルギーを集中させるための電極（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｐｏｌｅ）の間に選択された表面積割合を確立するために構成され得る。この電力密度（ｐｏｗｅｒｄｅｎｓｉｔｙ）および／または電流集中（ｃｕｒｒｅｎｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ）は、リターン電極（例えば、組織接触表面３６および／または３８）に対して切断要素４０が近くにあることによってさらに影響を受ける。さらに、対向する顎部材は、鏡像として構成されてもよいし、異なる幾何学的構成を含んでいてもよいし、異なる物質から作られてもよい。

この電気外科手術器具１２は、切断に加えて、種々の電気外科手術手順（例えば、組織シールまたは組織凝固）を行うために構成され得る。従って、この切断要素４０は、外科医が、他の外科的または電気外科手術手順を（組織を機械的に切断する切断要素４０なしの電気外科手術器具１２を用いて）行うために自由に組織を操作し、把持しそしてクランプするように、実質的に鈍であり得る。この鈍な切断要素４０は、切断以外の手順の間に（例えば、シール段階の間に）シール表面３６、３８の間に均一な間隙を提供し得、電極アセンブリ３４が電気外科手術手順の間に（例えば、シール段階および切断段階の間に）短絡しないようにし得る。このようにして、組織は、最初にシールされ、その後、組織を再度把持する必要なく切断される。

上記電気外科手術用発電機１６は、電気外科手術エネルギーを発生させる。このエネルギーは、ＲＦ（無線周波数）エネルギー、マイクロ波エネルギー、超音波エネルギー、赤外線エネルギー、紫外線エネルギー、レーザーエネルギー、熱エネルギーまたは他の電気外科手術エネルギーであり得る。図１に示される例示的な電気外科手術用モジュール２０は、ＲＦエネルギーを発生させ、エネルギーを発生させるための電源５０および変調されたエネルギーの患者への送達のために、送達デバイス（例えば、電極アセンブリ３４）に提供されるエネルギーを変調する出力段５２を備える。一実施形態において、上記電源５０は、電気外科手術電流を発生させるための高電圧ＤＣ電源または高電圧ＡＣ電源である。ここで制御システム１８によって発せられた制御シグナルが、電圧および電流出力のパラメーター（例えば、大きさおよび周波数）を調節する。出力段５２は、波形パラメーター（例えば、波形形状、パルス幅、デューティーサイクル、波高率、および／または反復速度）を調節するために、制御システム１８によって発せられるシグナルに基づいて、例えば、波形発電機を介して出力エネルギーを変調する。上記制御システム１８は、発電機モジュール２０への制御シグナルを提供するために、有線接続および／または無線接続を含み得る接続によって、発電機モジュール２０に連結される。この制御システム１８は、閉鎖ループまたは開放ループ制御システムであり得る。

発電機１６が、例えば、ネットワーク（例えば、インターネット）を介して、オフサイトサーバーおよび／またはデータベース（これは、器具操作情報、マッピング、アルゴリズムおよび／またはプログラムのような情報を提供する）に遠隔で接続され得ることも企図される。更新された情報が、定期的に提供され得、必要時におよび／または外科手術前に、発電機にダウンロードされ得る。認識され得るように、このことは、ユーザーが、器具の操作、電気的パラメーター、および電気外科手術切断手順を最適化するための理想的曲線に関する更新された情報を得ることを可能にする。さらに、これはまた、上記発電機の製造業者が、定期的に更新された情報を提供することを可能にする。ユーザーが、ユーザーによって要事に、外科手術前に、または予定されたダウンロードの間に自動的にのいずれかで、利用されている器具および／または発電機に関して、このように遠隔的に診断を受容することができることは企図される。

好ましくは、上記発電機１６は、連続、パルス状、スパイク状および／または傾斜状を含む種々の波形において組織にエネルギーを送達する。パルシングとは、特定の持続時間の間の出力のバリエーションをいう。「高」パルスおよび「低」パルスを有するいくつかのパルス対は、連続して提供され得る。「高」パルスおよび「低」パルスの持続時間は、対内でまたは対間で変動し得る。「高」パルスとは、代表的には、高い方の電力送達の状態をいい、「低」パルスとは、代表的には、低い方の電力送達の状態をいう。スパイク状とは、短期間にわたって印加される高レベルのエネルギーをいう。エネルギー傾斜は、エネルギーの増大するレベルまたは減少するレベルをいう。

ＲＦパルシングが、切断プロセスの特定の段階の間に、組織をより効率的に切断するために使用され得ることも決定されている。例えば、エネルギーが、その手順の初期段階の間にパルス状になっていない場合、この組織は、最初に切断されないかもしれないが、乾燥され得る。なぜなら、組織インピーダンスは、切断の初期段階の間で高いままであるからである。短く高いエネルギーパルスでエネルギーを提供することによって、組織が切断される可能性がより高いことが分かった。さらに、組織特性（例えば、組織にわたる組織温度、組織インピーダンス、電流）を感知するセンサによって発生したシグナルのフィードバックループは、切断効果を最大限にし、望ましくない組織効果（例えば、焦げおよび熱拡散）を減少させるために、エネルギーのパラメーター（例えば、強度およびパルス数）を自動的に調節するために提供され得る。インピーダンスセンサによって制御される発電機を有する電気外科手術用システムの例が示され、これは、共有に係る米国特許第６，２０３，５４１号（発明の名称「ＡｕｔｏｍａｔｉｃＡｃｔｉｖａｔｉｏｎｏｆＥｌｅｃｔｒｏｓｕｒｇｉｃａｌＧｅｎｅｒａｔｏｒＢｉｐｏｌａｒＯｕｔｐｕｔ」、これは、本明細書にその全体が参考として援用される）に記載される。

図２を参照すると、制御システム１８が示される。この制御システムは、プロセッサ２０２上で実行可能な制御モジュール２０４を有するプロセッサ２０２、ならびに１つ以上の周辺デバイス２０８（この場合、「周辺」とは、少なくとも１つのプロセッサ２０２および／または電気外科手術器具１２に対して周辺にあるとして使用される）と連絡するための１つ以上の入力／出力（Ｉ／Ｏ）ポート２０６を備える。この周辺デバイス２０８は、プロセッサ２０２と有線連絡または無線連絡した状態にあり、そしてユーザーインターフェースデバイス２１０、周辺プロセッサ２１２、センサモジュール２１４、および記憶媒体２１６を備える。周辺デバイス２０８の構成要素およびそこで発揮される機能は、発電機１６内に組み込まれ得ることが想定される。

この制御モジュール２０４は、情報を処理し、そして／または周辺デバイス２０８によってプロセッサ２０２に入力を伝達し、そして入力情報および／またはシグナルに従って、電気外科手術エネルギーを調節するための制御シグナルを発する。周辺デバイス２０８を介して入力される情報としては、電気外科手術手順の前に入力される外科手術前データ、またはセンサモジュール２１４を通して電気外科手術手順の間に入力および／もしくは得られる情報が挙げられる。この情報は、要求、指示、理想的マッピング（例えば、ルックアップテーブル、連続マッピングなど）、感知された情報および／またはモード選択を含み得る。

この制御モジュール２０４は、発電機１６（例えば、電源５０および／または電気外科手術手順の間に患者に送達される電気外科手術エネルギーの種々のパラメーターを調節する出力段５２）を調節する。調節され得る、送達される電気外科手術エネルギーのパラメーターとしては、例えば、電圧、電流、抵抗、強度、電力、周波数、振幅、および／または波形パラメーター（例えば、出力および／または有効エネルギーの波形の形状、パルス幅、デューティーサイクル、波高率、および／または反復速度）が挙げられる。

この制御モジュール２０４は、好ましくは、アルゴリズムをおよび／または周辺デバイス２０８によって受容されたデータを処理するため、ならびに発電機モジュール２０への制御シグナルを出力するためのプロセッサ２０２によって実行可能なソフトウェア指示を含む。このソフトウェア指示は、記憶媒体（例えば、プロセッサ２０２に対して内部にあるメモリおよび／またはプロセッサ２０２によってアクセス可能なメモリ（例えば、外部メモリ（例えば、外部ハードドライブ、フロッピー（登録商標）ディスケット、ＣＤ−ＲＯＭなど）））に格納され得る。

発電機１６を制御するための制御モジュール２０４からの制御シグナルは、プロセッサ２０２に備えられ得るまたはプロセッサの外部にあり得るデジタル・アナログコンバーター（ＤＡＣ）によってアナログシグナルに変換され得る。プロセッサ２０２は、周辺デバイス２０８によって入力された情報を処理して、発電機１６に提供されるべき制御シグナルを決定するための回路（例えば、アナログデバイス）を備え得ることが企図される。さらに、音声または視覚的なフィードバックモニターまたはインジケーター（示さず）が、電気外科手術用システムの構成要素または電気外科手術手順の状態に関して、外科医に情報を送るために使用され得る。

発電機モジュール２０に提供される制御シグナルは、周辺デバイス２０８によって入力された情報および／もしくはシグナルを用いることを包含し得る、処理すること（例えば、アルゴリズムを実行すること）によって決定される。さらに、この制御シグナルは、制御モジュール２０４によって格納されるかまたはアクセス可能な、さらなる情報および／もしくは望ましい値にアクセスすることによって（例えば、データベースにアクセスするおよび／またはマッピング（例えば、理想的曲線、ルックアップテーブルなど）を見ることによって）決定され得る。

上記制御モジュール２０４は、好ましくは、切断手順の種々の段階を自動的に認識する。ここでこの切断手順は、多くの段階（例えば、（ａ）切断プロセスの前の（例えば、切断を開始する前に）少なくとも１つの段階（これは、シールおよび／または焼灼段階を含み得る）；（ｂ）切断プロセスの間の少なくとも１つの段階（例えば、破砕段階、溶解段階および／または組織再水和段階）；ならびに／あるいは（ｃ）切断プロセス後の少なくとも１つの段階（例えば、分割認識および破砕クリーンアップ））を含み得る。段階の完了または新たな段階の開始の認識は、感知された情報（例えば、組織応答を感知するセンサモジュール２１４のセンサからの）および／またはタイミング情報に従い得る。段階状態の情報はまた、オペレーターによって入力され得る。

上記制御モジュール２０４は、エネルギーが組織を分割するために適しているように、発電機１６の出力を制御する。この制御は、切断プロセスの間に切断ゾーンにおいて電気外科手術エネルギーを局在または集中させると同時に、周辺組織へのエネルギー効果を最小限にすること；切断プロセスの間に切断ゾーンにおいて電力密度を集中させること；切断プロセス（例えば、組織内で起こる加熱または熱源で組織を直接加熱）の間に切断ゾーンにおいて上昇した温度の領域を作り出すこと；組織切断により都合のよい条件を作り出すために、切断ゾーンにおいてまたは切断ゾーンの周りの組織容積を最小にすること；エネルギーおよび電力の送達が、切断プロセスを高めるおよび／または寄与するために蒸発を可能にするように制御すること（例えば、切断ゾーン内の細胞内流体および／または細胞外流体および／または他の細胞物質ならびに外来の流体両方を蒸発させるように、エネルギー送達を制御すること）；切断ゾーンにおける組織分割を高めるために切断プロセスの間の組織または細胞物質を破砕すること；切断ゾーンにおける組織分割を高めるために、切断プロセスの間に組織物質または細胞物質を溶解もしくは崩壊させること（例えば、組織断裂を誘導するために、組織内で内部応力を作り出すために、組織を融解すること）；ならびに切断ゾーンにおいて組織分割を高めるために、切断プロセスの間に組織温度、アーク、電力密度および／または電流密度を制御することを含む。

上記の制御を達成するための方法は、切断ゾーンにおけるまたは切断ゾーンの周りの組織に影響を及ぼすために、エネルギー送達をパルシングする工程；切断プロセスの間に、切断ゾーンにおけるまたは切断ゾーンの周りの組織に影響を及ぼすことを意図して、エネルギー送達をスパイクする工程（例えば、短期間の間に高エネルギー印加の瞬間的状態を作り出す工程）；組織応答を制御するために、エネルギー出力レベルを変動させることによって、漸増エネルギーまたは漸減エネルギー（例えば、エネルギー傾斜）を印加する工程；切断のためのより都合のよい組織状態を作り出すために、切断プロセスの前、その間および／またはその後に組織を調節する工程；組織状態フィードバックに基づいて、エネルギー送達を制御するためのアルゴリズムをいつ、どのように進めるかを決定する工程；所定の時間定数に基づいて、エネルギー送達を制御するためのアルゴリズムをいつ、どのように進めるかを決定する工程；ならびに／あるいは所定の時間間隔が過ぎるかまたは組織状態が達成されるまで一定エネルギー量を印加する工程を包含する。

組織を調節する工程は、例えば、切断プロセス前の組織前加熱段階および切断プロセスの間の組織再水和段階を包含し得る。切断手順の現行の段階を決定する工程は、望ましい状態が達成された場合に、組織応答フィードバックから決定する工程を包含し得る。

さらに、この制御モジュール２０４は、切断プロセスを増強するために組織への種々の機械的要素の適用（例えば、圧力、張力および／または応力）（内部または外部のいずれかに）；組織切断を高めるために、切断プロセスの前またはその間に種々の他の組織処置（例えば、組織シール、焼灼および／または凝固）を送達および制御する工程をさらに制御し得る。例えば、上記電極アセンブリ３４は、切断要素４０および／または導電性シール表面３６、３８を独立して作動させるか、またはユーザーの要求または自動的に（例えば、アルゴリズムまたは感知されたフィードバックに従って（例えば、シール段階または切断段階が完了したことを感知する際に）応答して、切断要素４０および／または導電性シール表面３６、３８からのエネルギー出力のパラメーターをそれぞれ独立して制御するために制御され得る。例示的な切断手順において、上記切断要素４０は、最初の電気位置エネルギー「＋」で印加され、対向するシール表面３６および３８、またはその選択された部分が、第２の電気位置エネルギー「−」で印加される。

上記制御モジュール２０４は、フィードバック情報（例えば、手術部位におけるまたは手術部位付近の組織状態に関連した情報）に応答して、電気外科手術エネルギーを調節する。このフィードバック情報の処理は、フィードバック情報における変化；フィードバック情報の変化率；および／または選択されたモード、制御変数および理想的曲線に従ってこの手順の開始前に感知した対応する値（手術前値）に対するフィードバック情報の関連性を決定する工程を包含し得る。次いで、上記制御モジュール２０４は、例えば、電源５０および／または出力段５２を調節するために、制御シグナルを発電機モジュール２０に送る。オペレーターが、制御モジュール２０４によって提供される制御情報を停止するユーザーインターフェース２１０を介して、要求を入力し得ることが企図される。

電気外科手術エネルギーまたは組織応答の特定のパラメーターの調節は、事象の認識（例えば、一定期間の経過または上昇、低下、水準化（ｌｅｖｅｌｉｎｇ）の認識、標的値の達成、標的変化の達成、標的変化率の達成および／または感知した特性（例えば、切断部位におけるインピーダンス）の変化率の標的変化の達成を包含し得る。事象の認識は、どの手順の段階または選択された理想的マッピングの段階が、理想的マッピングに沿ってその特性を駆動するために達したかを決定するために使用される。当該分野で公知の他の方法が、発電機１６を制御して、電気外科手術エネルギーを調節するために、制御モジュール２０４によって使用され得ることが想定される。

このユーザーインターフェースデバイス２１０は、外科医が、１つ以上の組織接触表面３６、３８または切断要素４０を、互いに独立して、選択的に作動させることを可能にするために、スイッチを備え得る。認識され得るように、これは、外科医が、最初に組織をシールし、次いで、単純にスイッチを入れることによって、切断要素を作動させることを可能にし得る。このセンサモジュール２１４が、スマートセンサアセンブリ（例えば、スマートセンサ、スマート回路、コンピューター、および／またはフィードバックループなど）を備え、特定の条件を満たす際に、「シール」モードと「切断」モードとの間で変化するようにスイッチを自動的に入れるために、スイッチと協同し得ることがまた想定される。例えば、このスマートセンサは、組織シールが、以下のパラメーター：組織温度、シールにおける組織インピーダンス、経時的な組織インピーダンスの変化および／または経時的に組織に印加される電力または電流の変化のうちの１つ以上に基づいて完了する場合に示す、フィードバックループを備え得る。聴覚的なまたは視覚的なフィードバックモニターが、全体的なシールの質または有効な組織シールの完了に関して外科医に情報を伝えるために使用され得る。有利なことには、外科医は、必ずしも、切断するために組織を再度把持する必要はない。なぜなら、この切断要素は、シールの理想的な中心切断ラインの近くに既に配置されているからである。

センサーモジュール２１４は、作動部位において、種々の電気的および／もしくは物理的パラメータまたは特性を検知し、そして制御モジュール２０４と連絡して電気外科的出力エネルギーを調節する。センサーモジュール２１４が、例えば作動部位においてまたは作動部位に近接して、種々の電気的、物理的および／または電気機械的状態を測定（すなわち、「検知」）するように構成され得ることが想定され、それらとしては、組織インピーダンス、組織温度、漏れ電流、印加電圧、印加電流、組織厚、電気外科的器具の顎の間の組織体積、組織光透過率、反射および／または吸収特性、組織含水量、組織エラストマー特性、組織生存度、手術部位を囲む組織に対する切迫した損傷もしくは実際の損傷の指標、ならびに／あるいは組織反応圧が挙げられる。例えば、センサーモジュール２１４のセンサーとしては、光学センサー、近接センサー、圧力センサー、組織湿度センサー、温度センサー、および／またはリアルタイムおよびＲＭＳ電流および電圧検知システムが挙げられ得る。好ましくは、センサーモジュール２１４は、制御モジュール２０４がリアルタイムで持続的に電気外科的出力を調節し得るように、これらの状態の１つ以上を連続的またはリアルタイムに測定する。検知に対応するアナログ信号がセンサーモジュール２１４によって提供される場合では、それらのアナログ信号は、アナログ−デジタル変換器を介してデジタル信号に変換され、デジタル信号は順に制御モジュール２０４に提供される。

特定の特性を検知するためのセンサーモジュールの１つより多くのセンサーが、異なる位置に（例えば、電気外科的器具の顎部材に沿って）提供され得ることがさらに想定される。例えば、顎部材に沿って数箇所の異なる位置に配置された近接センサーは、その顎部材に沿って種々の組織厚を検知し得る。

サンプリングは、特性を検知するためにセンサーモジュール２１４によって利用され得る。センサーモジュール２１４による検知に対応する信号は、例えば、それらの信号をデジタルに変換するプロセスの間にサンプリングされ得、そして／またはそのサンプリングされた信号に従って発電機１６を調節するために制御モジュールによってサンプリングされ得る。

少なくとも１つの記憶媒体２１６は、器具作動情報、診断情報、ある手順の特定の段階におけるパラメータを最適化するために理想的なマッピング、アルゴリズムまたはプログラム（これらはアップデートされ得る）を保存し得、これらは、必要に応じて、そして／または手術前に発電機および／または制御モジュール２０４に提供され得る（例えば、アクセス可能であるかまたはダウンロードされ得る）。

本開示に従って電気外科的発電機を制御するための方法は、図３および図４に関連して記載される。工程４０２では、制御モジュール２０４は、入力された任意の手術前データを処理する。工程４０４では、電気外科的器具１２は、顎部材３０と３２との間で組織を把持することによって組織とインターフェースをとり、そして制御モジュール２０４は、発電機１６を制御し、電気外科的手順の第Ｉ段階（第Ｉ段階は、図３中の参照番号３０２で示されている）のためにエネルギー出力を調節する。第Ｉ段階は、電気外科的器具１２が組織とインターフェースをとるときに、ＲＦエネルギーの発生によって開始される。第Ｉ段階の目的は、顎部材３０と３２との間に保持された組織を、その組織のインピーダンスが特定のレベル（約１オーム〜約２００オームの範囲（最小値を超える））に上昇する点に達するまで、そして／または組織液の気化点まで加熱するようにエネルギーを供給することである。その点に達した後（例えば、第Ｉ段階の終わり）、エネルギー供給は停止される。また、第Ｉ段階の終わりに、エネルギーの供給が、そのエネルギー供給を完全に止めることなくエネルギー送達および加熱を最小限にするように十分に減少され、その結果、供給されるいくらかの電気エネルギーはフィードバックセンサーを通して組織状態を正確に測定するのに十分であることが想定される。

特定の状況において、第Ｉ段階が短縮または省略され得ることがさらに想定される。より具体的には、組織が融合状態および／またはシール状態に置かれる別のプロセスを通して組織が予め処理されている状況、あるいは組織が加熱されている状況などである。

工程４０６では、望ましい反応のような所定の条件が達成された場合（例えば、第一の所定の組織状態が検知されたとき）に決定がなされる。第一の所定の条件が達成されていない場合、制御モジュール２０４は、電気外科的エネルギーの第Ｉ段階適用のために発電機を制御し続ける。制御モジュール２０４は、例えば、電気外科的出力エネルギーの電圧、電流および／または電力を調節し得る。組織コンディショニングは、電気外科的手順の次の段階の間の最適な効果のために組織を準備する。第Ｉ段階の終わりに、細胞内液および細胞間液は、切断領域において気化し始める。しかし、エネルギーを反応点後もはや組織に影響を及ぼさないように停止または有意に減少させることによって、切断組織に隣接する組織は、水和を維持し、気化は最小限に保たれる。

第Ｉ段階の終わりに、分割が生じ、そして／または最小限の物理的力で分割が可能になるように組織が十分に壊された場合、電気外科的エネルギー供給は停止され、分割プロセスが完了する。第Ｉ段階中に分割が生じなかった場合、エネルギー送達プロセスは第ＩＩ段階に入る。この第ＩＩ段階の目的は、エネルギー送達を局所領域に集中し、切断ゾーンの組織を壊すことであり、これは、分割を開始し、そして／または終了する。

第一の所定の条件が達成されたと決定された後、工程４０８が実行され、この工程では、制御モジュール２０４は、電気外科的手順の第ＩＩ段階（第ＩＩ段階は、図３中の参照番号３０４で示されている）のために電気外科的エネルギー出力を調節するように発電機１６を制御し始める。第ＩＩ段階の間の好ましいエネルギー送達様式は、オンパルス（ｏｎ−ｐｕｌｓｅ）期とオフパルス（ｏｆｆ−ｐｕｌｓｅ）期とからなるパルスシリーズである。なぜなら、パルシングを通して、十分なエネルギーが組織に供給されて、組織の分解および流体の気化を促進し得るからである。組織の分解および他の関連する変化は、切断ゾーンを規定する小さな局所領域に隔離された状態に保たれ得る。したがって、パルシングを通して、切断ゾーンに隣接する組織の状態は、水和した状態に保たれる。水和は、組織における低いインピーダンスを維持し、エネルギーパルスの間に組織を通じて最大のエネルギーが移動すること、および影響を受ける切断ゾーンへのエネルギーの集中を可能にする。さらに、エネルギーパルシングの間に、切断ゾーンの組織は、破砕点に壊される。

また、第ＩＩ段階の間のエネルギー送達が、エネルギー送達が組織の切断ゾーン内に集中されることを可能にする非パルシング様式または他の様式であり得ることが想定される。非パルシング様式の一例としては、リアルタイムまたは所定の間隔値（例えば、組織特性値（例えば、インピーダンス、電流、温度など））に基づいて向けられる送達が挙げられ得る。したがって、リアルタイムまたはその後の所定のパスで生じる値の微分計算または積分計算が、エネルギーが切断ゾーンに集中するように第ＩＩ段階の間に非パルシング様式で時間とともにエネルギーレベルを向けるために使用され得る。

工程４１０では、第二の所定の条件が有効なフィードバックから達成された場合に、決定がなされ、これはインピーダンスに基づく。他のフィードバックが第二の所定の条件（例えば、電流、電圧、温度など）を同定するために利用され得ることが想定される。フィードバックは、エネルギーが組織に供給される間に、オフパルス期前の組織インピーダンスのその特定の上昇、および／または絶対値、および／または相対値、および／または最小インピーダンス値について、連続的にモニタリングすることを通して収集される。第ＩＩ段階の間のオンパルスおよびオフパルスについて、値および範囲は、定常値から以前の情報の非線形的組み合わせの範囲のほとんど無限大の可能性を有し、組織型に特有であり電力レベルに直接関連する。オンパルス段階は複数の方法（例えば、その期間が一定の期間、所定の閾値が達成されるまで、電流、電圧、電力、温度などをモニタリングし続けることを可能にする方法）で制御され得ることが想定される。オフパルス期の継続期間は、複数の方法（例えば、その期間が一定の期間、所定の閾値が達成されるまで、電流、電圧、電力、温度などをモニタリングし続けることを可能にする方法）で決定される。オンパルスモニタリングおよびオフパルスモニタリングの両方の目的は、組織が切断ゾーンへの繰り返しエネルギー送達を可能にするために適切なレベルにあることを確認することである。

第ＩＩ段階は、第二の所定の条件が満たされるまで継続し、これは時間に関連する事象であり得、そして／またはフィードバック情報（例えば、組織にわたって検知されたインピーダンス、ならびに／あるいは手術部位での電流、電圧および／または電力）に関連する事象であり得る。第二の所定の条件および／または適用された電気外科的エネルギーのパラメータは、電気外科的手順の第Ｉ段階および／または第ＩＩ段階の間に集められた情報にしたがって決定され得る。

第ＩＩ段階の終わりに、分割が生じ、そして／または分割が最小限の物理的力で可能になるように組織が十分に壊れた場合、電気外科的エネルギー供給が停止され、分割プロセスが完了する。第ＩＩ段階の間に分割が生じなかった場合、エネルギー送達プロセスは第ＩＩＩ段階に入る。

第二の所定の条件が達成されていない場合、制御モジュール２０４は、電気外科的エネルギーの第ＩＩ段階適用のために発電機を制御し続ける。制御モジュール２０４は、例えば、電気外科的出力エネルギーの電圧、電流および／または電力を調節し続ける。

また、第ＩＩ段階が、連続的な波形あるいはパルス、スパイクおよび／またはランプを有する波形の形式での電気外科的エネルギーの適用を含み得ることが想定される。波形の振幅は、変化しても一定に維持されてもよい。

第二の所定の条件が達成されたことが決定されるとき、工程４１２が実行され、この工程では、制御モジュール２０４は、電気外科的手順の第ＩＩＩ段階のために電気外科的エネルギー出力を調節するように発電機１６を制御し続ける。第ＩＩＩ段階は、図３中の参照番号３０６で示されている。

第ＩＩＩ段階は、「迅速な（ｑｕｉｃｋ）」オンパルスとオフパルスとによって規定される一連の速い（ｒａｐｉｄ）パルスを含む。速いパルス列は、組織を「疲労させる」役割を果たし、破砕および任意の残りの組織液の持続的な気化を促進する。第ＩＩＩ段階パルシングの制御は、オン期とオフ期との所定の期間、所定のレベルについての電流、電圧、電力、インピーダンスなどのモニタリングの所定の期間に基づく。所定の期間に加えて、これらの急速なパルスが、インピーダンス、電流、電圧、温度などのいずれかを介する組織からのリアルタイムフィードバックに基づくことが想定される。

第ＩＩＩ段階の間のエネルギー送達についてのさらなる様式としては、フィードバックを通じて決定されたレベルでの一定エネルギー送達が挙げられる。分割が完了するか、または最小限の力で分割が達成され得るように組織が効率的に壊された後、エネルギー送達が停止する。

工程４１４では、第三の所定の条件が達成された場合に決定がなされる。第三の所定の条件が達成されていない場合、制御モジュール２０４は、電気外科的エネルギーの第ＩＩＩ段階適用のために発電機を制御し続ける。制御モジュール２０４は、例えば、電気外科的出力エネルギーの電圧、電流および／または電力を調節し得る。第ＩＩＩ段階は、連続的な波形、あるいはパルス、スパイクおよび／またはランプを有する波形の形式での電気外科的エネルギーの適用を含み得る。波形の振幅は、変化しても一定に維持されてもよい。第ＩＩＩ段階の間、エネルギー適用は、最終的または完全な組織分割を生じるために構成される。第ＩＩＩ段階の終わりに、組織は完全に分割されるかまたは最小限の力の適用で分割が達成されるような程度に壊される。

第三の所定の条件は、時間に関連する事象であり得、そして／またはフィードバック情報（例えば、組織にわたって検知されたインピーダンス、ならびに／あるいは手術部位で測定される電流、電圧および／または電力）に関連する事象であり得る。第三の所定の条件および／または適用された電気外科的エネルギーのパラメータは、電気外科的手順の第Ｉ段階、第ＩＩ段階および／または第ＩＩＩ段階の間に集められる情報に従って決定され得る。

第三の所定の条件が達成されたことが決定されるとき、電気外科的手順は終了する。電気外科的手順が１もしくは２つの段階、または３つを超える段階を有し得ることが想定される。また、それらの段階のいずれかが下位段階（ｓｕｂ−ｐｈａｓｅ）を含み得ることが企図される。

制御エネルギー送達フィードバックパルシングの目標は、電力および熱を局所領域に集中させ、分割のために組織を破壊することである。制御エネルギー送達を達成するための方法は、エネルギーを３つの異なる段階に適用する工程を包含する。第Ｉ段階、第ＩＩ段階、第ＩＩＩ段階は、適切な分割のためにエネルギーを適用するための種々の技術を含み得、本開示の別の実施形態にしたがって、エネルギー適用の関連する方法が開示される。

第一の段階の間、活性化が起こり、これは組織接触表面３６、３８を組織と接触させることを含む。組織は、エネルギーが組織接触表面３６、３８に適用されるとき組織接触表面３６、３８と反応する。第二の段階の間、組織が反応した後、エネルギーは、約５０Ω〜約２５００Ω（最小値を超える）の所定の閾値が達成されるまでパルスされ、乾燥の細い線が生じる。パルスは、外部変数（例えば、インピーダンス、電流、電力、電圧、温度など）によって規定され得、この外部変数は、切断プロセスの間にセンサーモジュール２１４によってモニタリングされても、手術前データから抽出されてもよい。第三の段階の間、最後のエネルギーバーストが、組織を分割するために急速なサイクルで組織に供給される。

本開示に従う切断プロセスは、ここで、図３および図４を参照して議論される。図５は、電気外科的エネルギーの適用を調節するための方法を説明するフローチャートを示し、図６は、インピーダンス対時間のグラフである。工程３００では、電気外科的器具１２は、組織を分割するために手術部位に配置される。組織は、顎部材３０、３２によって把持され、エネルギーを印加可能な切断要素４０が組織に接触される。さらに、エネルギーが、組織が反応するようにエネルギーを印加可能な切断要素４０を通して組織に供給され、これは、切断ゾーンを予熱することを含む。

図６は、組織が本開示の方法に従って分割されるときの時間に対するインピーダンスのグラフである。組織でのインピーダンス測定は、検知電流を使用することによって達成され得る。組織のインピーダンスが変化するにつれて、検知電流は、電圧が一定である場合、反比例して変化する。これは、オームの法則：Ｖ＝ＲＩによって定義され、ここで、Ｖは、電極にわたる電圧（単位ボルト）であり、Ｉは、電極（および組織）を通る電流（単位ミリアンペア）であり、そしてＲは、測定される組織の抵抗もしくはインピーダンス（単位オーム）である。この等式によって、組織インピーダンスが増加すると電流が低下し、逆に組織インピーダンスが減少すると電流が増大することが容易に理解され得る。したがって、検知電流の変化を測定することによって、インピーダンスがセンサーモジュール２１４によって測定され得る。

工程３０２では、制御システム１８が、図６に示されるように組織が反応したかどうかを決定し、これは約５０ミリ秒〜約７秒で起こる。反応は、細胞内液または細胞間液のいずれかもしくは両方の気化、および／または組織乾燥プロセスの開始、ならびに／あるいは分子変性によって同定可能な組織における状態変化を包含する。センサーモジュール２１４は、インピーダンスを測定し、制御モジュール２０４に測定を伝送し、制御モジュール２０４は、その測定と所定の閾値（例えば、１０００オーム）とを比較する。測定値が閾値を上回る場合、制御システム１８は、図６中の平坦な線によって表されるようにエネルギー供給を停止し、ここで、線はインピーダンスの上昇が存在しないことを示す。

工程３０４では、乾燥線が、切断要素４０に供給されるエネルギーを「ゆっくり」パルシングすることによって、組織を完全に分割することなく作製される。パルシングは、エネルギーを一定流の代わりに周期的に供給することによって達成される。制御システム１８は、電力を組織に短時間（例えば、０．５秒間）供給し、次いで同じ期間（例えば、０．５秒間）供給を停止し、それによって、エネルギーをパルシングする。「遅い」パルスは、図６に示され、約７秒で開始し、約１０秒で終わる。ここで、インピーダンスの上昇は、エネルギーが供給される間の期間に対応し、インピーダンスの下降は、エネルギーカットオフと一致する。エネルギーの「遅い」パルシングは、組織の加熱および再水和を生じ、これは徐々に組織を壊し、乾燥の細い線を生成する。

第ＩＩ段階の「遅い」パルシングは、アルゴリズムでこの段階において使用されるパルシングに基づくフィードバックを介して達成される。フィードバックパルシングは、リアルタイムインピーダンス測定を用いて、各パルスの間でいつエネルギーを停止するかを決定している。したがって、各々のオンパルス期間は、その段階全体にわたって異なるかもしれず、エネルギー送達の間の組織反応の速度およびコード関係によって規定される。オンパルスの停止点を同定するために使用されるオンパルスインピーダンス値は、第Ｉ段階のオフインピーダンスおよび論理的に構築された等式から計算される。その等式は、線形関係または非線形関係のいずれかの形式をとり得る。さらに、これらのパルスに関係するオフタイムは、３００ミリ秒で固定されるが、最適な範囲が１０ミリ秒〜５秒に存在することが認識される。さらに、オフパルスが、オンパルスのように、現在のところ未知であるある関係とともにリアルタイムインピーダンス値に基づくことが想定される。

「遅い」パルシングは、第二の閾値に達するまで続く。各パルスは、特定の量まで組織のインピーダンスを上昇させ、そして工程３０６では、各パルスの後、制御システム１８が、第二のインピーダンス閾値に達したかどうかを決定する。図６において閾値が約１５００オームであることが図示されているように、「遅い」パルシング段階に対する閾値は、約５０Ω〜約２５００Ω（最小値を超える）に存在し得る。閾値に達していない場合、「遅い」パルシングは継続し、閾値に達したとき、工程３０８では、単一のエネルギーパルスが組織に適用される。単一のエネルギーパルスは、図６において、「遅い」パルシングの直後の上向きの傾斜した線によって表される。工程３１０では、「速い」パルシングが、以前に「遅い」パルシングの間に作製された乾燥線に沿って組織を分割するために開始される。「遅い」パルスが約０．５秒間エネルギーを適用するのに対して、「速い」パルスは、約０．０５秒間エネルギーを適用する。速いパルシングのオンタイムは、約１ミリ秒〜約１秒の範囲であり、オフタイムは、約１ミリ秒〜約２秒の範囲である。「速い」パルシングは、組織が分割されるまで約２秒間続く。

工程３１２では、制御システム１８が、分割が完了したかどうかを決定する。これは、インピーダンス、電圧および電流の位相、電力、ならびに温度のうちの１つまたはそれらの任意の組み合わせを測定することによって達成され得る。これらの測定は、センサーモジュール２１４によって行われる。インピーダンス測定は、検知電流を組織を通して伝送すること、およびそのインピーダンスを測定することによって行われる。次いで、そのインピーダンスは、プロセッサ２０２によって、そしてより具体的には、制御モジュール２０４によって、電気外科的システム１０の開放回路インピーダンスと比較される。測定されたインピーダンスが開放回路インピーダンスと等しい場合、分割は完了し、エネルギー供給が停止される。

位相検出は、電圧と電流との間の位相変化を測定し、分離が生じたときを決定することによって達成される。分割プロセスの間、電圧および電流は同相であり、一旦プロセスが完了すると電圧および電流は位相がずれる（ｏｕｔ−ｏｆ−ｐｈａｓｅ）。したがって、位相変化が生じるときを検出することは、分割プロセスが完了するときを決定することを可能にする。位相測定は、センサーモジュール２１４によって行われ、電圧および電流の位相の分析は、プロセッサ２０２によって、より具体的には、制御モジュール２０４によって行われる。位相は、インピーダンス位相、および電流と電圧との間の位相角を包含する。

電力送達をモニタリングすることは、分割プロセスが完了したときを決定するための別の方法である。分割プロセスが進行するにつれて、切断要素４０間の組織接触が減少する。結果として、所要電力は減少し、インピーダンスは増大する。一旦、電力レベルがセンサーモジュール２１４によって測定されるように約０Ｗ〜約４０Ｗの特定の閾値に到達すると、分割プロセスが完了する。電力レベルの比較および分析は、プロセッサ２０２によって、そしてより具体的には制御モジュール２０４によって行われる。

温度をモニタリングすることは、分割プロセスが完了したときを決定するための別の方法である。センサーモジュール２１４は、切断要素４０または組織のいずれかにおける温度を測定する。次いで、その温度は、その温度が所定の閾値（例えば、約１００℃〜約１２０℃）にあるか、または所定の閾値よりも高いかどうかを決定するために、プロセッサ２０２によって、そしてより具体的には制御モジュール２０４によって比較される。切断要素４０または組織における温度が閾値にあるかまたはそれ以上である場合、分割プロセスは完了し、エネルギー供給は終了する。

分割プロセスが完了していない（例えば、上記の測定のうちの１つが所定の閾値にもなく所定の閾値より上でもない）場合、プロセスは、工程３１０に戻り、ここで、「速い」パルシングが、測定が再びそのプロセスが完了したかどうかを決定するようになるまで続く。

当業者は、上で議論されるインピーダンス値およびパルス周期が例証であること、および実際の値が複数の因子（例えば、組織の型、含水量など）に依存して変化し得ることを理解する。

上記からそして種々の図面を参照して、当業者は、特定の改変もまた本開示の範囲から逸脱することなく本開示に対してなされ得ることを理解する。エンドエフェクターの鉗子および／または電極アセンブリは、それらが完全にまたは部分的に使い捨てであるかまたは「休息可能である（ｒｅｐｏｓａｂｌｅ）」（すなわち、新しいかもしくは異なる電極アセンブリ（または電極アセンブリおよびシャフト）が、必要に応じて古い電極アセンブリと選択的に置き換わる）ように設計され得ることが想定される。さらに、再利用可能な鉗子が様々な組織型に対して様々な電極アセンブリを備えるキットとして販売され得ることが想定される。外科医は、単純に、特定の組織型に対して適切な電極アセンブリを選択する。さらに、本明細書に開示されるいずれのパルシング技術、方法および機構も、単極の電気外科的器具または開放鉗子（例えば、図７に開示される開放鉗子４００）で使用され得ることが企図される。

鉗子４００は、エンドエフェクターアセンブリ６００を備え、これは、それぞれシャフト５１２ａの遠位端５１６ａおよびシャフト５１２ｂの遠位端５１６ｂに取り付けられる。エンドエフェクターアセンブリ６００は、対向する顎部材６１０と６２０との対を備え、これらは、ピボットピン６６５の周りに回転可能に接続され、そして管および／または組織を把持するように互いに対して移動可能である。電気的にエネルギーを印加可能な切断要素（例えば、図１〜図４に関して記載される切断要素４０）は、エンドエフェクター６００に配置され得る。さらに、鉗子４００に電力を供給する発電機（示さず）は、エネルギーをパルス状にして上で議論された様式と同じ様式で組織を分割するように構成され得る。

各々のシャフト５１２ａおよび５１２ｂは、それぞれ、ハンドル５１５および５１７を備え、このハンドルは、そのシャフトの近位端５１４ａおよび５１４ｂに配置され、その近位端は、それぞれ、それらを通して使用者の指を受容する指穴５１５ａおよび５１７ｂを規定する。指穴５１５ａおよび５１７ａは、互いに対してシャフト５１２ａおよび５１２ｂの運動を容易にし、これは換言すると、開いた位置（ｏｐｅｎｐｏｓｉｔｉｏｎ）（ここで、顎部材６１０および６２０が互いに間隔を空けた関係で配置される）から、クランプする位置または閉じた位置（ｃｌｏｓｅｄｐｏｓｉｔｉｏｎ）（ここで、顎部材６１０および６２０がそれらの間に組織または管を把持するように協働する）まで、顎部材６１０および６２０が回転する。ある特定の開放鉗子に関するさらなる詳細は、共有に係る米国特許出願番号第１０／９６２，１１６号（２００４年１０月８日出願、発明の名称「ＯＰＥＮＶＥＳＳＥＬＳＥＡＬＩＮＧＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＷＩＴＨＣＵＴＴＩＮＧＭＥＣＨＡＮＩＳＭＡＮＤＤＩＳＴＡＬＬＯＣＫＯＵＴ」）に開示されている。その全内容は、本明細書に参考として援用される。

組織を分割するためのエネルギーの送達を制御するためのシステムおよび方法が開示される。このシステムは、電気外科器具および発電機を備える。この電気外科器具は、電気エネルギーを印加可能な切断要素を有し、この要素は、組織にエネルギーを伝達する。この発電機は、このエネルギーを電気外科器具に供給し、この発電機は、この組織に、第一のパルスでエネルギーを供給して、この組織と反応させ、組織のインピーダンスが閾値に達するまで遅いパルスで該エネルギーを供給して、乾燥線を作製し、そして速いパルスでエネルギーを供給して、この乾燥線に沿って組織を分割する。

目的の電気外科的発電機が好ましい実施形態に関して記載されているが、変更および改変が目的のデバイスの精神および範囲から逸脱することなく目的の電気外科的発電機に対してなされ得ることが付随することが、当業者に容易に明らかである。また、電気外科的発電機が、組織を処置するように、一方もしくは両方の顎部材を利用して、任意の公知の双極性機能または単極性機能（例えば、電気焼灼器、止血および／または乾燥）を果たすように制御され得ることが想定される。

本開示の数種の実施形態が図面に示されているが、その開示はそれらに限定されることを意図されないが、その開示がその分野が認める限り広い範囲であること、および本明細書が同様に読まれることが意図される。したがって、上記の説明は、限定として解釈されるべきではないが、単に好ましい実施形態の例示として解釈されるべきである。当業者は、添付の特許請求の範囲および精神の範囲内の他の改変を想定する。

Claims

明細書に記載の発明。