JP2015198917A - 電気外科用発電機の同時作動からの放出を最適にするシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】同時作動からの放出を最適にするモジュラー電気外科用発電機プラットフォームを提供する。【解決手段】モジュラー電気外科用発電機プラットフォーム100は、電力を出力するように構成されている電力供給モジュール110と、エネルギーモジュール120と、発電機プラットフォーム100によって提供されるエネルギー様式のタイプおよび数を制御するように構成されているホストコントローラーモジュール130と、複数のサブ期間のうちの1つ以上において第1の波形の第1の位相を第2の波形の第2の位相と比較するためのコンパレーターと、コンパレーターから得られる結果に基づいて第1の波形と第2の波形との間の相対位相を調整するための調整モジュール150とを含む。【選択図】図1
Description
背景
1.技術分野
本開示は、電気外科用発電機の同時作動からの放出を最適にするシステムおよび方法に関する。
1.技術分野
本開示は、電気外科用発電機の同時作動からの放出を最適にするシステムおよび方法に関する。
2.関連技術の背景
電気外科用発電機は、患者の組織を切断、凝固、乾燥、および/または密封するための電気外科用器具とともに、外科医によって用いられる。高周波数の電気エネルギー(例えば、無線周波数(RF)エネルギー)は、電気外科用発電機によって生み出され、電気外科用ツールによって組織に印加される。単極構成および双極構成の両方が、一般的に電気外科手順中に使用される。
電気外科用発電機は、患者の組織を切断、凝固、乾燥、および/または密封するための電気外科用器具とともに、外科医によって用いられる。高周波数の電気エネルギー(例えば、無線周波数(RF)エネルギー)は、電気外科用発電機によって生み出され、電気外科用ツールによって組織に印加される。単極構成および双極構成の両方が、一般的に電気外科手順中に使用される。
電気エネルギーは、通常、その波形を有し、この波形は、組織を切断、凝固、または密封するその能力を高めるような形状にされている。異なる波形は、発電機の異なる動作モードに対応し、各モードは、外科医に様々な動作上の利点を与える。モードとしては、切断、凝固、ブレンド、乾燥、またはスプレーが挙げられ得るが、これらに限定されない。外科医は、外科手術手順が進行するにつれて、異なる動作モードを容易に選択し、かつ変更し得る。
各動作モードにおいて、患者に送達される電気外科用電力は、適切な外科手術効果を達成するように調節される。必要より多くの電気外科用電力を印加することは、組織の破壊をもたらし、治癒を延ばす。適切な量の電気外科用電力よりも少ない電力を印加することは、外科手術手順を妨げる。
電気外科技術および器具は、小さい直径の血管を凝固させるため、または大きな直径の脈管もしくは組織(例えば、静脈および/または軟組織構造(例えば、肺、および腸))を密封するために使用され得る。外科医は、電極間に、および組織を通して印加される電気外科用エネルギーの強度、周波数、および持続時間を制御することによって、焼灼、凝固/乾燥させ得、および/または出血を単純に低減するか、もしくは遅くする。本明細書中の目的のために、用語「焼灼」は、組織を破壊するための熱の使用として規定される(「ジアテルミー」または「エレクトロジアテルミー」とも呼ばれる)。用語「凝固」は、組織を乾燥させるプロセスとして規定され、ここで組織細胞は、断裂させられ、乾燥させられる。
「脈管密封」または「組織融合」は、組織中のコラーゲンおよびエラスチンを液化するプロセスとして規定され、それは、融合された塊に再編成され、対向している組織構造(管腔の対向している壁)間に著しく低減された境界を有する。小さな脈管の凝固は、通常、それらを永久に閉じるために十分であるが、より大きな脈管または組織は、永久的な閉鎖を確実にするために密封される必要がある。電気外科用エネルギーの異なる波形が、異なる外科手術作用(affect)(例えば、切断、凝固、密封、ブレンドなど)に適していることは公知である。例えば、「切断」モードは、代表的に、250kHz〜4MHzの周波数範囲において、1.4〜2.0の範囲における波高因子で、連続的な正弦波形を発生させることを伴っている。「ブレンド」モードは、代表的に、25%〜75%の範囲におけるデューティサイクルおよび2.0〜5.0の範囲における波高因子で、周期的なバースト波形を発生させることを伴っている。「凝固」モードは、代表的に、約10%以下のデューティサイクルおよび5.0〜12.0の範囲における波高因子で、周期的なバースト波形を発生させることを伴っている。
外科手術部位における組織の望まれない炭化をもたらすことも、隣接する組織に対する付帯的な損傷(例えば、熱の広がり)をどうあってももたらすこともなく、密封または組織融合を最適にするために、電気外科用発電機からの出力(例えば、電力、波形、電圧、電流、パルス速度など)を正確に制御する必要がある。その結果として、電気外科用発電機の出力電力の正確な測定が、大いにその設計、製造、および使用のためになる。従って、組織へのエネルギーの送達を改善する引き続きの必要性が存在する。
概要
本開示の局面に従って、電気外科手順を実施する方法が示されている。上記方法は、第1の発電機を介して第1のエネルギーを第1の標的組織に送達するステップであって、第1のエネルギーは、第1の位相を有する第1の波形として表される、ステップと、第2の発電機を介して第2のエネルギーを第2の標的組織に送達するステップであって、第2のエネルギーは、第2の位相を有する第2の波形として表される、ステップと、第1のエネルギーモードにおける第1のエネルギーを所定の時間期間において印加するステップと、第2のエネルギーモードにおける第2のエネルギーを所定の時間期間において印加するステップとを含む。上記方法は、複数のサブ期間(sub−period)のうちの1つ以上において第1のエネルギー波形の第1の位相を第2のエネルギー波形の第2の位相と比較するステップと、第1のエネルギー波形と第2のエネルギー波形との間の相対位相を比較ステップに基づいて調整するステップも含む。
本開示の局面に従って、電気外科手順を実施する方法が示されている。上記方法は、第1の発電機を介して第1のエネルギーを第1の標的組織に送達するステップであって、第1のエネルギーは、第1の位相を有する第1の波形として表される、ステップと、第2の発電機を介して第2のエネルギーを第2の標的組織に送達するステップであって、第2のエネルギーは、第2の位相を有する第2の波形として表される、ステップと、第1のエネルギーモードにおける第1のエネルギーを所定の時間期間において印加するステップと、第2のエネルギーモードにおける第2のエネルギーを所定の時間期間において印加するステップとを含む。上記方法は、複数のサブ期間(sub−period)のうちの1つ以上において第1のエネルギー波形の第1の位相を第2のエネルギー波形の第2の位相と比較するステップと、第1のエネルギー波形と第2のエネルギー波形との間の相対位相を比較ステップに基づいて調整するステップも含む。
本開示の局面に従って、調整するステップは、第1の位相を第2の位相から所定の量だけずらすことを含む。
本開示のさらなる局面に従って、ずらすことは、第1のエネルギー波形と第2のエネルギー波形との相殺的干渉をもたらす。あるいは、ずらすことは、第1のエネルギー波形と第2のエネルギー波形との建設的干渉を含む。
本開示のさらなる局面に従って、第1の発電機は、第1のマイクロカテーテルに連結されており、第2の発電機は、第2のマイクロカテーテルに連結されている。第1のマイクロカテーテルは、第1のエネルギーを第1の標的組織に印加し、第2のマイクロカテーテルは、第2のエネルギーを第2の標的組織に印加する。
本開示の別の局面に従って、モジュラー電気外科用発電機プラットフォームが示されている。モジュラー電気外科用発電機プラットフォームは、電力を出力するように構成されている電力供給モジュールと、電力を受け取り、その電力を第1の位相を有する第1の波形に変換することと、第1のエネルギーモードにおいて電力を送達することとを行うように構成されている第1のエネルギーモジュールと、電力を受け取り、その電力を第2の位相を有する第2の波形に変換することと、第2のエネルギーモードにおいて電力を送達することとを行うように構成されている第2のエネルギーモジュールと、発電機プラットフォームによって提供されるエネルギー様式のタイプおよび数を制御するように構成されているホストコントローラーモジュールと、複数のサブ期間のうちの1つ以上において第1の波形の第1の位相を第2の波形の第2の位相と比較するためのコンパレーターと、コンパレーターから得られる結果に基づいて第1の波形と第2の波形との間の相対位相を調整するための調整モジュールとを含む。
1つの局面において、第1のエネルギーモードは、切断モードであり、第2のエネルギーモードは、凝固モードである。別の局面において、第1のエネルギーモードは、凝固モードであり、第2のエネルギーモードは、ブレンドモードである。さらなる局面において、第1のエネルギーモードは、ブレンドモードであり、第2のエネルギーモードは、止血を伴う分割モードである。さらに別の局面において、第1のエネルギーモードは、止血を伴う分割モードであり、第2のエネルギーモードは、高周波療法モードである。別の局面において、第1のエネルギーモードは、高周波療法モードであり、第2のエネルギーモードは、スプレーモードである。さらに別の局面において、第1のエネルギーモードは、スプレーモードであり、第2のエネルギーモードは、切断モードである。さらに別の局面において、第1のエネルギーモードは、連続エネルギーモードであり、第2のエネルギーモードは、不連続エネルギーモードである。
本開示の局面に従って、コンピューター実行可能な命令を記憶するための非一時的コンピューター読み取り可能な記憶媒体が示されており、このコンピューター実行可能な命令は、コンピューターによって実行される場合、コンピューターに、モジュラー電気外科用発電機プラットフォームための情報処理装置としての機能を果たさせ、このモジュラー電気外科用発電機プラットフォームは、電力入力を提供するように構成されている電力供給モジュールと、電力入力を受け取り、その電力入力を第1のエネルギーに変換することと、第1のエネルギーモードにおいて第1の位相を有する第1の波形として表される第1のエネルギーを送達することとを行うように構成されている第1のエネルギーモジュールと、電力入力を受け取り、その電力入力を第2のエネルギーに変換することと、第2のエネルギーモードにおいて第2の位相を有する第2の波形として表される第2のエネルギーを送達することとを行うように構成されている第2のエネルギーモジュールと、発電機プラットフォームによって提供されるエネルギー様式のタイプおよび数を制御するように構成されているホストコントローラーモジュールと、複数のサブ期間のうちの1つ以上において第1のエネルギー波形の第1の位相を第2のエネルギー波形の第2の位相と比較するためのコンパレーターと、コンパレーターから得られる結果に基づいて第1の発電機と第2の発電機との間の相対位相を調整するための調整モジュールとを含む。
1つの局面において、調整モジュールは、第1の位相を第2の位相から所定の量だけずらす。
別の局面において、ずらすことは、第1のエネルギー波形と第2のエネルギー波形との相殺的干渉をもたらす。
さらに別の局面において、ずらすことは、第1のエネルギー波形と第2のエネルギー波形との建設的干渉をもたらす。
1つの局面において、エネルギー様式は、切断、凝固、ブレンド、止血を伴う分割、高周波療法、スプレー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。
別の局面において、第1および第2のエネルギーモジュールは、RFステージと、センサーステージと、コントローラーステージと、コネクターモジュールステージとを含む。
さらに別の局面において、RFステージは、インバーターとプリアンプとを含む。
1つの局面において、モジュラー電気外科用発電機プラットフォームは、2つのエネルギーモードの同時作動を支持する。
別の局面において、ホストコントローラーモジュールは、要求を管理し、エネルギータイプの作動を制御する。
さらに別の局面において、相対位相は、予め規定された周波数において調整される。
本開示の局面に従って、非一時的コンピューター読み取り可能な記憶媒体が示されており、この記憶媒体は、コンピューターに方法を実施させるための命令のコンピューター実行可能なプログラムを記憶するためのものであり、上記方法は、第1の発電機を介して第1のエネルギーを第1の標的組織に送達することであって、第1のエネルギーは、第1の位相を有する第1の波形として表される、ことと、第2の発電機を介して第2のエネルギーを第2の標的組織に送達することであって、第2のエネルギーは、第2の位相を有する第2の波形として表される、ことと、第1のエネルギーモードにおける第1のエネルギーを所定の時間期間において印加することと、第2のエネルギーモードにおける第2のエネルギーを所定の時間期間において印加することと、複数のサブ期間のうちの1つ以上において第1のエネルギー波形の第1の位相を第2のエネルギー波形の第2の位相と比較することと、第1のエネルギー波形と第2のエネルギー波形との間の相対位相を比較ステップに基づいて調整することとを含む。
1つの局面において、調整するステップは、第1の位相を第2の位相から所定の量だけずらすことを含む。
別の局面において、ずらすことは、第1のエネルギー波形と第2のエネルギー波形との相殺的干渉をもたらす。
さらに別の局面において、ずらすことは、第1のエネルギー波形と第2のエネルギー波形との建設的干渉をもたらす。
1つの局面において、エネルギーモードは、双極モード、単極モード、連続モード、および不連続モードのうちの少なくとも1つである。
別の局面において、少なくとも1つの様式は、切断、凝固、ブレンド、止血を伴う分割、高周波療法、スプレー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。
本開示の局面に従って、非一時的コンピューター読み取り可能な記憶媒体が示されており、この記憶媒体は、コンピューターに方法を実施させるための命令のコンピューター実行可能なプログラムを記憶するためのものであり、上記方法は、第1の波形として表される第1のエネルギーを第1の外科手術器具を介して第1の標的組織に送達することと、第2の波形として表される第2のエネルギーを第2の外科手術器具を介して第2の標的組織に送達することと、第1の波形を第2の波形と比較することと、第1の波形と第2の波形との相対位相を調整して、建設的干渉を相殺することとを含む。
1つの局面において、比較するステップは、第1の波形のゼロクロッシングを第2の波形のゼロクロッシングと比較して、第1の波形と第2の波形との間の相対位相を決定することを含む。
別の局面において、比較するステップは、第1および第2の波形のゼロクロッシングを取り囲んでいる領域において、第1および第2の波形のサンプリングを実施することを含む。
さらに別の局面において、第1および第2の波形のゼロクロッシングを取り囲むサンプリングデータは、第1の波形と第2の波形との間の相対位相をコンピューター計算するために、ソフトウェアアルゴリズムに提供される。
本開示の適用性のさらなる範囲は、以下に与えられる詳細な説明から明らかになる。しかし、詳細な説明および特定の例は、本開示の例示的実施形態を示しているが、本開示の趣旨および範囲内の様々な変更および改変がこの詳細な説明から当業者に明らかになるので、例示としてのみ与えられることが理解されるべきである。
本発明は、例えば以下の項目を提供する。
(項目1)
モジュラー電気外科用発電機プラットフォームであって、該モジュラー電気外科用発電機プラットフォームは、
電力を出力するように構成されている電力供給モジュールと、
該電力を受け取り、該電力を第1の位相を有する第1の波形に変換することと、第1のエネルギーモードにおいて該電力を送達することとを行うように構成されている第1のエネルギーモジュールと、
該電力を受け取り、該電力を第2の位相を有する第2の波形に変換することと、第2のエネルギーモードにおいて該電力を送達することとを行うように構成されている第2のエネルギーモジュールと、
該発電機プラットフォームによって提供されるエネルギー様式のタイプおよび数を制御するように構成されているホストコントローラーモジュールと、
複数のサブ期間のうちの1つ以上において該第1の波形の該第1の位相を該第2の波形の該第2の位相と比較するためのコンパレーターと、
該コンパレーターから得られる結果に基づいて該第1の波形と該第2の波形との間の相対位相を調整するための調整モジュールと
を含む、モジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
(項目2)
上記調整モジュールは、上記第1の位相を上記第2の位相から所定の量だけずらす、上記項目に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
(項目3)
上記ずらすことは、上記第1の波形と上記第2の波形との相殺的干渉をもたらす、上記項目のうちのいずれか一項に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
(項目4)
ずらすことは、上記第1の波形と上記第2の波形との建設的干渉をもたらす、上記項目のうちのいずれか一項に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
(項目5)
上記エネルギー様式は、切断、凝固、ブレンド、止血を伴う分割、高周波療法、スプレー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、上記項目のうちのいずれか一項に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
(項目6)
上記第1および第2のエネルギーモジュールは、RFステージと、センサーステージと、コントローラーステージと、コネクターモジュールステージとを含む、上記項目のうちのいずれか一項に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
(項目7)
上記RFステージは、インバーターとプリアンプとを含む、上記項目のうちのいずれか一項に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
(項目8)
上記発電機プラットフォームは、2つのエネルギーモードの同時作動を支持している、上記項目のうちのいずれか一項に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
(項目9)
上記ホストコントローラーモジュールは、要求を管理し、エネルギーモードの作動を制御する、上記項目のうちのいずれか一項に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
(項目10)
上記相対位相は、予め規定された周波数において調整される、上記項目のうちのいずれか一項に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
(項目11)
上記第1の波形は、第1のエネルギーモードにおいて印加され、上記第2の波形は、第2のエネルギーモードにおいて印加される、上記項目のうちのいずれか一項に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
(項目12)
上記第1のエネルギーモードは、切断モードであり、上記第2のエネルギーモードは、凝固モードである、上記項目のうちのいずれか一項に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
(項目13)
上記第1のエネルギーモードは、凝固モードであり、上記第2のエネルギーモードは、ブレンドモードである、上記項目のうちのいずれか一項に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
(項目14)
上記第1のエネルギーモードは、ブレンドモードであり、上記第2のエネルギーモードは、止血を伴う分割モードである、上記項目のうちのいずれか一項に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
(項目15)
上記第1のエネルギーモードは、止血を伴う分割モードであり、上記第2のエネルギーモードは、高周波療法モードである、上記項目のうちのいずれか一項に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
(項目1)
モジュラー電気外科用発電機プラットフォームであって、該モジュラー電気外科用発電機プラットフォームは、
電力を出力するように構成されている電力供給モジュールと、
該電力を受け取り、該電力を第1の位相を有する第1の波形に変換することと、第1のエネルギーモードにおいて該電力を送達することとを行うように構成されている第1のエネルギーモジュールと、
該電力を受け取り、該電力を第2の位相を有する第2の波形に変換することと、第2のエネルギーモードにおいて該電力を送達することとを行うように構成されている第2のエネルギーモジュールと、
該発電機プラットフォームによって提供されるエネルギー様式のタイプおよび数を制御するように構成されているホストコントローラーモジュールと、
複数のサブ期間のうちの1つ以上において該第1の波形の該第1の位相を該第2の波形の該第2の位相と比較するためのコンパレーターと、
該コンパレーターから得られる結果に基づいて該第1の波形と該第2の波形との間の相対位相を調整するための調整モジュールと
を含む、モジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
(項目2)
上記調整モジュールは、上記第1の位相を上記第2の位相から所定の量だけずらす、上記項目に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
(項目3)
上記ずらすことは、上記第1の波形と上記第2の波形との相殺的干渉をもたらす、上記項目のうちのいずれか一項に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
(項目4)
ずらすことは、上記第1の波形と上記第2の波形との建設的干渉をもたらす、上記項目のうちのいずれか一項に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
(項目5)
上記エネルギー様式は、切断、凝固、ブレンド、止血を伴う分割、高周波療法、スプレー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、上記項目のうちのいずれか一項に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
(項目6)
上記第1および第2のエネルギーモジュールは、RFステージと、センサーステージと、コントローラーステージと、コネクターモジュールステージとを含む、上記項目のうちのいずれか一項に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
(項目7)
上記RFステージは、インバーターとプリアンプとを含む、上記項目のうちのいずれか一項に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
(項目8)
上記発電機プラットフォームは、2つのエネルギーモードの同時作動を支持している、上記項目のうちのいずれか一項に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
(項目9)
上記ホストコントローラーモジュールは、要求を管理し、エネルギーモードの作動を制御する、上記項目のうちのいずれか一項に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
(項目10)
上記相対位相は、予め規定された周波数において調整される、上記項目のうちのいずれか一項に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
(項目11)
上記第1の波形は、第1のエネルギーモードにおいて印加され、上記第2の波形は、第2のエネルギーモードにおいて印加される、上記項目のうちのいずれか一項に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
(項目12)
上記第1のエネルギーモードは、切断モードであり、上記第2のエネルギーモードは、凝固モードである、上記項目のうちのいずれか一項に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
(項目13)
上記第1のエネルギーモードは、凝固モードであり、上記第2のエネルギーモードは、ブレンドモードである、上記項目のうちのいずれか一項に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
(項目14)
上記第1のエネルギーモードは、ブレンドモードであり、上記第2のエネルギーモードは、止血を伴う分割モードである、上記項目のうちのいずれか一項に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
(項目15)
上記第1のエネルギーモードは、止血を伴う分割モードであり、上記第2のエネルギーモードは、高周波療法モードである、上記項目のうちのいずれか一項に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
(摘要)
モジュラー電気外科用発電機プラットフォームが示されており、このモジュラー電気外科用発電機プラットフォームは、電力を出力するように構成されている電力供給モジュールと、電力を受け取り、その電力を第1の位相を有する第1の波形に変換することと、第1のエネルギーモードにおいて電力を送達することとを行うように構成されている第1のエネルギーモジュールと、電力を受け取り、その電力を第2の位相を有する第2の波形に変換することと、第2のエネルギーモードにおいて電力を送達することとを行うように構成されている第2のエネルギーモジュールとを含む。モジュラー電気外科用発電機プラットフォームはまた、エネルギー様式のタイプおよび数を制御するためのホストコントローラーモジュールと、複数のサブ期間のうちの1つ以上において第1の波形の第1の位相を第2の波形の第2の位相と比較するためのコンパレーターと、コンパレーターから得られる結果に基づいて第1の波形と第2の波形との間の相対位相を調整するための調整モジュールとを含む。
モジュラー電気外科用発電機プラットフォームが示されており、このモジュラー電気外科用発電機プラットフォームは、電力を出力するように構成されている電力供給モジュールと、電力を受け取り、その電力を第1の位相を有する第1の波形に変換することと、第1のエネルギーモードにおいて電力を送達することとを行うように構成されている第1のエネルギーモジュールと、電力を受け取り、その電力を第2の位相を有する第2の波形に変換することと、第2のエネルギーモードにおいて電力を送達することとを行うように構成されている第2のエネルギーモジュールとを含む。モジュラー電気外科用発電機プラットフォームはまた、エネルギー様式のタイプおよび数を制御するためのホストコントローラーモジュールと、複数のサブ期間のうちの1つ以上において第1の波形の第1の位相を第2の波形の第2の位相と比較するためのコンパレーターと、コンパレーターから得られる結果に基づいて第1の波形と第2の波形との間の相対位相を調整するための調整モジュールとを含む。
本対象のシステムおよび方法の様々な実施形態は、図面を参照して本明細書中に記載される。
図面は、例示の目的のみのために、本開示の好ましい実施形態を示している。当業者は、本明細書中に例示される構造および方法の代替の実施形態が、本開示の原理から外れることなく用いられ得ることを以下の詳細な説明から容易に認識する。
詳細な説明
次に、本開示の実施形態が詳細に参照される。本開示の特定の実施形態が記載されるが、それらの記載される実施形態に対して、本開示の実施形態を限定することが意図されないことが理解される。それと反対に、本開示の趣旨から外れることなく、様々な改変、再構成、および置換がなされ得ることは、当業者に容易に明らかである。さらに、本開示の実施形態に対する参照は、添付の特許請求の範囲によって規定される場合、本開示の実施形態の趣旨および範囲内に含まれ得るものとして、代替物、改変、および等価物を含むことが意図される。
次に、本開示の実施形態が詳細に参照される。本開示の特定の実施形態が記載されるが、それらの記載される実施形態に対して、本開示の実施形態を限定することが意図されないことが理解される。それと反対に、本開示の趣旨から外れることなく、様々な改変、再構成、および置換がなされ得ることは、当業者に容易に明らかである。さらに、本開示の実施形態に対する参照は、添付の特許請求の範囲によって規定される場合、本開示の実施形態の趣旨および範囲内に含まれ得るものとして、代替物、改変、および等価物を含むことが意図される。
図1を参照すると、高レベルモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム100が示されている。電気外科用発電機プラットフォーム100は、電力供給モジュール110と、エネルギーモジュール120と、ホストコントローラーモジュール130と、バックプレーン140と、周辺装置150とを含み得る。
電力供給モジュール110は、必要とされる電力レベルでエネルギーモジュール120に電力を供給する。エネルギーモジュール120は、電力供給モジュール110から入力を得て、それを、例えば、400kHz〜500kHzの間の周波数における治療のエネルギーに変換する。バックプレーン140は、全てのサブモジュールを受け取ることと、サブモジュール間に全ての信号を伝えることとを行う固定された回路基板モジュールであり得る。バックプレーン140は、ホストコントローラーモジュール130と通信して、サブモジュールの管理を容易にする。周辺装置150は、例えば、フットスイッチであり得る。
図2を参照すると、電気外科用システム200は、第1の発電機210、第2の発電機220、選択モジュール230、コンパレーター240、および調整モジュール250を含み得る。
図3を参照すると、エネルギーモジュール120は、4つの異なるステージを含み得る。第1のステージは、RFステージ310であり得、第2のステージは、センサーステージ320であり得、第3のステージは、コントローラーステージ330であり得、第4のステージは、コネクターモジュールステージ340であり得る。
RFステージ310は、波形発生器311と、インバーター312と、プリアンプ314とを含む。センサーステージ320は、患者に送達されるべき電圧および電流を監視するために使用される。コントローラーステージ330は、センサーからのデータを読み取り、データを処理し、予め規定された電力曲線に基づいて、RFステージ310の設定を修正することにより、電力レベルを調整する。コネクターモジュールステージ340は、適合可能な器具プラグへの接続を可能にするレセプタクルを含む。コネクターステージモジュール340は、器具の認識のために使用されるバーコードスキャナーまたは同じ目的のためのRFID、ならびに、器具が完全に挿入されたかどうかを決定するための挿入検出のための手段を含み得るが、これらに限定されない。もちろん、当業者は、器具の認識のための任意のタイプの手段を企図し得る。本明細書中に記載される例示的実施形態のうちのどれも、バーコードまたはRFID認識に限定されない。
図4を参照すると、複数のエネルギーモジュール120が、ホストコントローラーモジュール130に接続されている。システム400は、2つのエネルギーモジュール120の同時作動を支持し得る。システム400が2つよりも多くのエネルギーモジュール120を支持し得ることが企図される。ホストコントローラーモジュール130は、エネルギーに対する要求の管理およびエネルギーの作動を制御し、従って、どのモジュールが同時に作動させられ得るかを制御する。各エネルギーモジュール120は、例えば、PCIeバス135を介してホストコントローラーモジュール130と通信する。PCIeバスは、その高速性、少ない待ち時間、および複数の中央処理装置(CPU)との使用可能性に基づいて選択され得る。エネルギーモジュール120は、外科手術器具410に接続され得る。
ホストコントローラーモジュール130は、システムにインストールされているエネルギー様式のタイプおよび数を決定することと、エネルギーモジュール120と通信することと、作動要求を受け取ると、いつエネルギーを提供すべきかをエネルギーモジュール120に通知し、同時に作動させられ得るエネルギーモジュールの数を制限することとを行う。さらに、ホストコントローラーモジュール130は、エラーハンドリング、および例えば、グラフィカルユーザーインターフェイス(GUI)(示されない)を介したユーザーへの通信を制御する。ホストコントローラーモジュール130はまた、例えば、無線接続を介して、病院ネットワークと通信し得る。さらに、ホストコントローラー130は、データ記憶を管理する責任に関与する場合もある。
さらに、波形発生器311が、RFインバーター312にPWM信号を供給するように構成されている。
図5を参照すると、システム500は、2つの外科手術器具530、540(例えば、第1および第2のマイクロカテーテル)に接続されている電気外科用発電機210、220を含む。電気外科用器具530、540は、手術室におけるテーブル510の上に横たわっている患者520において実施される外科手術手順中に使用される。2つの電気外科用器具530、540は、同じエネルギー様式で動作させられ得る。しかし、2つの電気外科用器具530、540が異なる様式で動作させられ得ることも企図される。システム500において例示されるように、特定の外科手術手順中、2つの異なる部位における同時介入が必要とされ得る。従って、システム500は、デュアルチャネルの同時作動能力を有する。
図6を参照すると、較正手順を実行する方法を例示しているフローチャート600が示されている。
フローチャート600は、以下のステップを含む。ステップ610において、較正手順が開始される。ステップ620において、次の同時様式の組み合わせが作動させられる。ステップ630において、エネルギー放出が測定され、この様式の組み合わせのための理想的なずれ時間が計算される。エネルギー放出は、V、I、EM場、E場もしくはH場、または近接場ゾーン(near−field zone)であり得る。ステップ640において、時間的ずれが、例えば1つのサブ期間だけ、第2のチャネルの波形に適用される。ステップ650において、全てのサブ期間が網羅され、同調状態に戻っているかどうかが決定される。いいえの場合、プロセスは、ステップ630に進む。はいの場合、プロセスは、ステップ660に進む。ステップ660において、全ての同時様式の組み合わせが網羅されているかどうかが決定される。いいえの場合、プロセスは、ステップ620に進む。はいの場合、プロセスは、ステップ670に進み、ここで較正手順が終了する。プロセスは、次に、第1のサイクルまたは第1の繰り返しを終了する。しかし、プロセスは、連続的な繰り返しプロセスであり得る。換言すると、プロセスのステップは、ある数のサイクルまたは繰り返しの間、反復し得、ここで、ステップは、絶えず反復される。
さらに、較正手順は、2つのデバイス530、540が差し込まれた後、発電機において行われ得ることに留意のこと。あるいは、較正手順は、製造業者によって行われ得、発電機210、220(または第1および第2のエネルギーモジュール)のメモリーに記憶され得る。
図7A〜図14Fに関して、特定の周波数における放出エネルギーの低減を提供するために、1つのチャネルが別のチャネルに対して、どのように時間においてずらされるかが示されている。時間的ずれの量は、アナログまたはディジタルで決定され得る。ディジタルドメインにおいて、各波形期間または反復サイクルは、整数のサブ期間に分割され、サブ期間は、有限の長さの時間を表している。第1のチャネルについての波形の開始は、第2のチャネルの波形を「n」サブ期間後に開始させることによってずれを生じさせられ得、従って放出を低減する時間的ずれを提供する。較正手順は、同時作動の波形間の時間的ずれを調整することによって、同時作動を「調和させる」ように開発され得る(上に記載される図6を参照のこと)。
さらに、第2のチャネルの第2の波形は、最適な相殺的干渉を可能にするために、ある時間期間(例えば、医学的に重要ではない時間期間)、第1のチャネルの第1の波形に対して遅らせられ得ることに留意のこと(下の図7A〜図14Fを参照のこと)。最適な相殺的干渉は、第1および第2の波形が、互いに対して180°位相が異なる場合に起きる。
図7A〜図7Cを参照すると、建設的干渉を例示している波形が示されている。図7Aは、第1のチャネル700Aを示し、SINE波710を例示しているのに対して、図7Bは、第2のチャネル700Bを示し、SINE波720を例示している。SINE波710は、第1の発電機210(図5を参照のこと)を介して第1の標的組織に送達される第1のエネルギーを表している。SINE波720は、第2の発電機220(図5を参照のこと)を介して第2の標的組織に送達される第2のエネルギーを表している。
第1の発電機210が、第1のエネルギーモジュールであり得、第2の発電機220が、第2のエネルギーモジュールであり得ることに留意のこと。換言すると、第1および第2のエネルギーモジュールは、発電機であり得、それら自体は、共通のバックプレーン140(図1を参照のこと)から電力を引く。従って、用語「発電機」は、特定の例示的実施形態について、用語「エネルギーモジュール」と交換可能であり得る。
図7Cは、波形710、720の加算からもたらされる波形を例示している。示されるように、第1の波形710は、2Vの振幅を有し、第2の波形720は、2Vの振幅を有する。得られた波形730は、4Vの振幅を有する。換言すると、外科手術器具530、540(図5を参照のこと)の両方が、患者520において同時に使用され、波形710、720が互いに対して同相である場合、全ての周波数におけるエネルギーは加算的であり、それは、建設的干渉をもたらす。
干渉は、2つの波が重なり、より大きな振幅またはより低い振幅の結果として生じる波を形成する現象である。干渉は、波が同じ源から生じることに起因して、または波が同じ周波数もしくはほぼ同じ周波数を有することに起因して、互いに相関しているまたはコヒーレントである波の相互作用を指す。波の重ね合わせの原理によれば、類似のタイプの2つ以上の伝搬している波が、同一点上で起きる場合、その点における総変位は、個々の波の変位のベクトル和と等しい。同一点において、波の波高が、同一周波数の別の波の波高と同時に起きる場合(すなわち、同相)、変位の大きさは、個々の大きさの和である。これは、建設的干渉と称される。1つの波の波高が別の波の谷と同時に起きる場合(すなわち、位相が異なる)、変位の大きさは、個々の大きさにおける違いと等しい。これは、相殺的干渉として公知である(下の図8A〜図8Bを参照のこと)。位相間の違いが、これらの2つの極値の間の中間である場合、合計された波の変位の大きさは、最小値と最大値との間である。
従って、本開示の例示的実施形態において、それぞれの同時チャネルの(波形間の)相対位相は、高調波におけるエネルギーの放出ベースの加算的性質(または建設的干渉)が最小になるように変動させられる。用語「位相」は、本明細書中で用いられる場合、他の何かに対するものである。例えば、用語「位相」は、図7A〜図14Fに関して記載される場合、別の「波形」に対して使用される。
異なる言い方をすれば、本開示のシステムは、相殺的干渉を最大にするか、またはある所定の最大値内に建設的干渉を保持する。これは、全てのモードに対して、ならびにモードの混合物(図13A〜図14Fを参照のこと)に対して適用可能である。サブ期間は、全てのモードの最小共通分母であり得る。ソフトウェアプログラムは、特定の周波数における放出エネルギーの低減を提供するために、いくつかのサブ期間において、同時波形間に相対位相を指令するようにプログラムされ得る。2つの波形間の位相における変化(例えば、最適な時間的シフト)は、異なる建設的干渉および相殺的干渉の効果を提供する。ソフトウェアは、高調波最小化(minimizer)アルゴリズムを含み得る。
図8A〜図8Cを参照すると、部分的な建設的干渉を例示している波形が示されている。図8Aは、第1のチャネル800Aを示し、SINE波810を例示しているのに対して、図8Bは、第2のチャネル800Bを示し、SINE波820を例示している。SINE波810は、第1の発電機210(図5を参照のこと)を介して第1の標的組織に送達される第1のエネルギーを表している。SINE波820は、第2の発電機220(図5を参照のこと)を介して第2の標的組織に送達される第2のエネルギーを表している。図8Cは、波形810、820の加算からもたらされる波形を例示している。示されるように、第1の波形810は、2Vの振幅を有し、第2の波形820は、2Vの振幅を有する。しかし、得られた波形830は、各波高またはピークにおいて、必ずしも4Vの振幅を有するわけではない。換言すると、外科手術器具530、540(図5を参照のこと)の両方が、患者520において同時に使用され、波形810、820が、互いに対して、図8Bに822として示されている時間距離だけ位相が異なる(または同調していない)場合、周波数のうちのいくつかにおけるエネルギーは加算的であるのに対して、周波数のうちのいくつかにおけるエネルギーは減算的であり、従って、選んだ点において、部分的な建設的干渉/相殺的干渉をもたらす。
例えば、波部分835は、波形810、820の加算的性質を例示しているのに対して、波部分837は、波形810、820の減算的性質を例示している。外科手術器具530、540(図5を参照のこと)の両方が、患者520において同時に使用される場合、できるだけ多くの波形810、820の相殺的干渉を作り出すことが望ましい。これを達成するために、第1のエネルギーは、第1のエネルギーモードにおいて所定の時間期間に印加され、第2のエネルギーは、第2のエネルギーモードにおいてその所定の時間期間に印加される。複数のサブ期間は、次に、その所定の時間期間において選択され得る。次に、第1の波形810の第1の位相は、複数の所定のサブ期間のうちの1つ以上において、第2の波形820の第2の位相と比較される。第1の発電機210および第2の発電機220(または第1および第2のエネルギーモジュール)の波形間の相対位相は、次に、より多くの相殺的干渉を作り出すために、比較ステップに基づいて調整される。調整するステップは、各外科手術器具530、540の選択された動作モードに基づいて、異なる相殺的干渉効果を生み出すために、第1の位相を第2の位相から(波形間で)所定の量だけずらすことを含む。波形間の相対位相はまた、特定の予め規定された周波数において調整され得る。波形間の相対位相は、時間的シフトを最適にするために、ソフトウェアによって変動させられる。波形は、搬送周波数によってシフトされる。搬送周波数の源は、FETの切換えのためにRFインバーター構成要素に送信される1組のPWM信号である。1組のPWM信号は、指定されるサブ期間量によって時間的シフトされる。
図8D〜図8Fは、本開示の1つの局面に従って、完全な相殺的干渉(すなわち、波形間で180°位相が異なる)を例示している波形である。
図8Dは、第1のチャネル800Dを示し、第1の波形840を例示しているのに対して、図8Eは、第2のチャネル800Eを示し、第1の波形840と180°位相が異なっている第2の波形850を例示している。図8Fは、第1の波形840と第2の波形850との加算からもたらされる波形を例示している。波形860は、波形840、850の加算からもたらされる完全な相殺的干渉を例示している。結果として、波形860は、0Vの振幅を有し、x軸に沿って延びている。換言すると、外科手術器具530、540(図5を参照のこと)の両方が、患者520において同時に使用され、波形840、850が、図8Eに855として示されている時間距離だけ位相が異なる場合、全ての周波数におけるエネルギーは減算的であり、従って、完全な相殺的干渉をもたらす。
部分的または完全な相殺的干渉の1つの目的は、外科手術部位の近くの外科医または患者または援助スタッフに対するE場またはH場またはEM場を低くすることである。さらに、図8A〜図8Fに例示されている全ての波形は、電圧(V)または電流(I)または放射RF(V/m、A/m、または出力密度(例えば、mW/cm2))を表し得る。
図9A〜9Bを参照すると、ブレンドモードについて、建設的干渉を例示している波形が示されている。図9Aは、第1のチャネル900Aを示し、波910を例示しているのに対して、図9Bは、第2のチャネル900Bを示し、波920を例示している。波910は、第1の発電機210(図5を参照のこと)を介して第1の標的組織に送達される第1のエネルギーを表している。波920は、第2の発電機220(図5を参照のこと)を介して第2の標的組織に送達される第2のエネルギーを表している。図9Cは、波形910、920の加算からもたらされる波形を例示している。示されるように、第1の波形910は、2Vの振幅を有し、第2の波形920は、2Vの振幅を有する。得られた波形930は、4Vの振幅を有する。換言すると、外科手術器具530、540(図5を参照のこと)の両方が、患者520において同時に使用され、波形910、920が同相である場合、全ての周波数におけるエネルギーは加算的であり、それは、建設的干渉をもたらす。この状況は、図10A〜図10Cに示されるように、他方の波形に対して位相が異なる(または同調していない)少なくとも1つの波形を提供することによって、避けられることが望ましい。
図10A〜図10Cを参照すると、部分的な建設的干渉を例示している波形が示されている。図10Aは、第1のチャネル1000Aを示し、波1010を例示しているのに対して、図10Bは、第2のチャネル1000Bを示し、波1020を例示している。波1010は、第1の発電機210(図5を参照のこと)を介して第1の標的組織に送達される第1のエネルギーを表している。波1020は、第2の発電機220(図5を参照のこと)を介して第2の標的組織に送達される第2のエネルギーを表している。図10Cは、波形1010、1020の加算からもたらされる波形を例示している。示されるように、第1の波形1010は、2Vの振幅を有し、第2の波形1020は、2Vの振幅を有する。しかし、得られた波形1030は、各波高またはピークにおいて、必ずしも4Vの振幅を有するわけではない。換言すると、外科手術器具530、540(図5を参照のこと)の両方が、患者520において同時に使用され、波形1010、1020が、図10Bに1022として示されている距離だけ位相が異なる(または同調していない)場合、周波数のうちのいくつかにおけるエネルギーは加算的であるのに対して、周波数のうちのいくつかにおけるエネルギーは減算的であり、従って、特定の点において、少なくともいくらかの建設的干渉/相殺的干渉をもたらす。
例えば、波部分1035は、波形1010、1020の加算的性質を例示しているのに対して、波部分1037は、波形1010、1020の減算的性質を例示している。外科手術器具530、540(図5を参照のこと)の両方が、患者520において同時に使用される場合、ブレンドモードにおいて外科手術器具530、540の両方を同時に動作させるために、波形1010、1020のできるだけ多くの相殺的干渉を作り出すことが望ましい。これを達成するために、第1のエネルギーは、第1のエネルギーモードにおいて所定の時間期間に印加され、第2のエネルギーは、第2のエネルギーモードにおいてその所定の時間期間に印加され、第1および第2のエネルギーモードは同じである。複数のサブ期間が、次に、その所定の時間期間において選択され得る。次に、第1の波形1010の第1の位相は、複数の所定のサブ期間のうちの1つ以上において、第2の波形1020の第2の位相と比較される。第1の発電機210(またはエネルギーモジュール)と第2の発電機220(またはエネルギーモジュール)との間の相対位相は、次に、より多くの相殺的干渉を作り出すために、比較ステップに基づいて調整される。調整するステップは、各外科手術器具530、540の選択された動作モードに基づいて、異なる相殺的干渉効果を生み出すために、第1の位相を第2の位相から所定の量だけずらすことを含む。相対位相はまた、特定の予め規定された周波数において調整され得る。
図10D〜図10Fは、本開示の1つの局面に従って、建設的干渉がないことを例示している波形である。
図10Dは、第1のチャネル1000Dを示し、第1の波形1040を例示しているのに対して、図10Eは、第2のチャネル1000Eを示し、第1の波形1040と180°位相が異なる第2の波形1050を例示している。図10Fは、第1の波形1040と第2の波形1050との加算からもたらされる波形を例示している。波形1060は、波形1040、1050の加算からもたらされる建設的干渉がないことを例示している。結果として、波形1060は、2Vの振幅を有し、x軸に沿って延びている。換言すると、外科手術器具530、540(図5を参照のこと)の両方が、患者520において同時に使用され、波形1040、1050が、図10Eに1055として示されている時間距離だけ位相が異なる場合、全ての周波数におけるエネルギーは、建設的干渉をもたらさない。
部分的または完全な相殺的干渉の1つの目的は、外科手術部位の近くの外科医または患者または援助スタッフに対するE場またはH場またはEM場を低くすることである。さらに、図10A〜図10Fに例示されている全ての波形は、電圧(V)または電流(I)または放射RF(V/m、A/m、または出力密度(例えば、mW/cm2))を表し得る。
図11A〜図11Bを参照すると、凝固駆動モードについて、建設的干渉を例示している波形が示されている。図11Aは、第1のチャネル1100Aを示し、波1110を例示しているのに対して、図11Bは、第2のチャネル1100Bを示し、波1120を例示している。波1110は、第1の発電機210(図5を参照のこと)を介して第1の標的組織に送達される第1のエネルギーを表している。波1120は、第2の発電機220(図5を参照のこと)を介して第2の標的組織に送達される第2のエネルギーを表している。図11Cは、波形1110、1120の加算からもたらされる波形を例示している。示されるように、第1の波形1110は、2Vの振幅を有し、第2の波形1120は、2Vの振幅を有する。得られた波形1130は、4Vの振幅を有する。換言すると、外科手術器具530、540(図5を参照のこと)の両方が、患者520において同時に使用され、波形1110、1120が同相である場合、全ての周波数におけるエネルギーは加算的であり、それは、建設的干渉をもたらす。この状況は、図12A〜図12Cに示されるように、他方の波形に対して位相が異なる(または同調していない)少なくとも1つの波形を提供することによって、避けられることが望ましい。
図12A〜図12Cを参照すると、部分的または不完全な相殺的干渉を例示している波形が示されている。図12Aは、第1のチャネル1200Aを示し、波1210を例示しているのに対して、図12Bは、第2のチャネル1200Bを示し、波1220を例示している。波1210は、第1の発電機210(図5を参照のこと)を介して第1の標的組織に送達される第1のエネルギーを表している。波1220は、第2の発電機220(図5を参照のこと)を介して第2の標的組織に送達される第2のエネルギーを表している。図12Cは、波形1210、1220の加算からもたらされる波形を例示している。示されるように、第1の波形1210は、2Vの振幅を有し、第2の波形1220は、2Vの振幅を有する。しかし、得られた波形1230は、各波高またはピークにおいて、必ずしも4Vの振幅を有するわけではない。換言すると、外科手術器具530、540(図5を参照のこと)の両方が、患者520において同時に使用され、波形1210、1220が、位相が異なる(または同調していない)場合、その結果、全ての周波数におけるエネルギーは減算的であり、従って、部分的な相殺的干渉をもたらす。
例えば、波形1210は、3つのSINE波部分1、2、3を含むのに対して、波形1220は、4つのSINE波部分4、5、6、7を含む。SINE波部分1、2、3は、4つのSINE波部分4、5、6、7に対して位相が異なっている(または同調していない)。従って、図12Cにおいて、波形1210、1200が加算される場合、建設的干渉は存在せず、全てのSINE波部分1〜7のピークまたは波高は、2V未満の帯または領域内に維持される。
図12D〜図12Fは、本開示の1つの局面に従って、建設的干渉がないことを例示している波形である。
図12Dは、第1のチャネル1200Dを示し、第1の波形1240を例示しているのに対して、図12Eは、第2のチャネル1200Eを示し、第1の波形1240と180°位相が異なる第2の波形1250を例示している。図12Fは、第1の波形1240と第2の波形1250との加算からもたらされる波形を例示している。波形1260は、波形1240、1250の加算からもたらされる建設的干渉がないことを例示している。結果として、波形1260は、2Vの振幅を有し、x軸に沿って延びている。換言すると、外科手術器具530、540(図5を参照のこと)の両方が、患者520において同時に使用され、波形1240、1250が、180°位相が異なる場合、全ての周波数におけるエネルギーは、建設的干渉をもたらさない。
部分的または完全な相殺的干渉の1つの目的は、外科手術部位の近くの外科医または患者または援助スタッフに対するE場またはH場またはEM場を低くすることである。さらに、図12A〜図12Fに例示されている全ての波形は、電圧(V)または電流(I)または放射RF(V/m、A/m、または出力密度(例えば、mW/cm2))を表し得る。
図13A〜図13Bを参照すると、混合された動作モードについて、建設的干渉を例示している波形が示されている。図13Aは、第1のチャネル1300Aを示し、ブレンドモードにおいて動作している波1310を例示しているのに対して、図13Bは、第2のチャネル1300Bを示し、凝固駆動において動作している波1320を例示している。波1310は、第1の発電機210(図5を参照のこと)を介して第1の標的組織に送達される第1のエネルギーを表している。波1320は、第2の発電機220(図5を参照のこと)を介して第2の標的組織に送達される第2のエネルギーを表している。図13Cは、波形1310、1320の加算からもたらされる波形を例示している。示されるように、第1の波形1310は、2Vの振幅を有し、第2の波形1320は、2Vの振幅を有する。得られた波形1330は、4Vの振幅を有する。換言すると、外科手術器具530、540(図5を参照のこと)の両方が、患者520において同時に使用され、波形1310、1320が同相である場合、全ての周波数におけるエネルギーは加算的であり、それは、建設的干渉をもたらす。この状況は、図14A〜図14Cに示されるように、他方の波形に対して位相が異なる(または同調していない)少なくとも1つの波形を提供することによって、避けられることが望ましい。
図14A〜図14Cを参照すると、部分的または不完全な相殺的干渉を例示している波形が示されている。図14Aは、第1のチャネル1400Aを示し、波1410を例示しているのに対して、図14Bは、第2のチャネル1400Bを示し、波1420を例示している。波1410は、第1の発電機210(図5を参照のこと)を介して第1の標的組織に送達される第1のエネルギーを表している。波1420は、第2の発電機220(図5を参照のこと)を介して第2の標的組織に送達される第2のエネルギーを表している。図14Cは、異なるエネルギーモードを有する波形1410、1420の加算からもたらされる波形を例示している。示されるように、第1の波形1410は、2Vの振幅を有し、第2の波形1420は、2Vの振幅を有する。しかし、得られた波形1430は、各波高またはピークにおいて、必ずしも4Vの振幅を有するわけではない。換言すると、外科手術器具530、540(図5を参照のこと)の両方が、患者520において同時に使用され、波形1410、1420が、位相が異なる(または同調していない)場合、周波数のうちのいくつかにおけるエネルギーは加算的であるのに対して、周波数のうちのいくつかにおけるエネルギーは減算的であり、従って、部分的な相殺的干渉をもたらす。
例えば、波形1410は、3つのSINE波部分1、2、3を含むのに対して、波形1420は、2つのSINE波部分4、5を含む。SINE波部分1、2、3は、2つのSINE波部分4、5に対して位相が異なっている(または同調していない)。従って、図14Cにおいて、波形1410、1420が加算される場合、建設的干渉は存在せず、全てのSINE波部分1〜5のピークまたは波高は、4V未満の帯または領域内に維持される。
図14D〜図14Fは、本開示の1つの局面に従って、建設的干渉がないことを例示している波形である。
図14Dは、第1のチャネル1400Dを示し、第1の波形1440を例示しているのに対して、図14Eは、第2のチャネル1400Eを示し、第1の波形1440と180°位相が異なる第2の波形1450を例示している。図14Fは、第1の波形1440と第2の波形1450との加算からもたらされる波形を例示している。波形1460は、波形1440、1450の加算からもたらされる建設的干渉がないことを例示している。結果として、波形1460は、2Vの振幅を有し、x軸に沿って延びている。換言すると、外科手術器具530、540(図5を参照のこと)の両方が、患者520において同時に使用され、波形1440、1450が、180°位相が異なる場合、全ての周波数におけるエネルギーは減算的であり、全ての周波数におけるエネルギーは、建設的干渉をもたらさない。
部分的または完全な相殺的干渉の1つの目的は、外科手術部位の近くの外科医または患者または援助スタッフに対するE場またはH場またはEM場を低くすることである。さらに、図14A〜図14Fに例示されている全ての波形は、電圧(V)または電流(I)または放射RF(V/m、A/m、または出力密度(例えば、mW/cm2))を表し得る。
従って、図7A〜図14Fに関して、ソフトウェアプログラムがどのように実行されるかに基づいて、2つの外科手術器具530、540(例えば、マイクロカテーテル)が患者520の異なる領域または標的部位において同時に使用される場合、建設的干渉は低減され得るか、または完全に排除され得る。もちろん、当業者は、任意のタイプの外科手術器具を使用することを企図し得る。用語「マイクロカテーテル」は、単に、読む人のための例示として使用される。従って、用語「外科手術器具」は、それらに限定されない。
理想的には、2つの波形は、建設的干渉効果を完全に排除するために、180°位相が異なっている(図8D〜図8F、図10D〜図10F、図12D〜図12F、および図14D〜図14Fを参照のこと)。ソフトウェアプログラムは、特定の周波数における放出エネルギーの低減を提供するために、いくつかのサブ期間において、連続して、かつリアルタイムで2つの波形間の相対位相が調整されるように指令する。結果として、外科医、臨床医、および患者に対する放射線曝露の低減、ならびに外科手術部位の近くの他の医学的デバイスまたは機器への干渉の低減が達成され得る。従って、ヒトへの曝露の問題は、本開示の例示的実施形態に関して本明細書中で取り組まれている。
各外科手術器具のエネルギー放出は、手術室において、または遠隔に、連続的にコンピューター計算され、ディスプレースクリーン上に表示され得ることも企図される。さらに、組み合わせられたエネルギー放出も、エネルギー放出がどのくらい低減されたかを決定するために、各波形のエネルギー放出と並行してディスプレースクリーン上に表示され得ることが企図される。従って、実際のエネルギー低減は、リアルタイムで提供され得、表示され得る。
図15Aを参照すると、サンプリング1500Aの2つの波形1502、1504の例示が少数のサンプルに分けられて示されており、少数のサンプルは、適切な相殺的干渉効果を達成するための位相シフトを決定するために使用される。例えば、第1のチャネルの第1の波形1502は、2つのゼロクロッシング1510を有する。サンプリングは、ゼロクロッシング1510のちょうど前、およびちょうど後に起こり得る。サンプル1512、1514、1516、1518は、第1の波形1502から抽出され得る。同様に、第2のチャネルの第2の波形1504は、2つのゼロクロッシング1520を有する。サンプリングは、ゼロクロッシング1520のちょうど前、およびちょうど後に起こり得る。サンプル1522、1524、1526、1528は、第2の波形1504から抽出され得る。ゼロクロッシング1510近くの第1の波形1502のサンプルおよびゼロクロッシング1520近くの第2の波形1504のサンプルは分析され、それらの間の関係が明らかにされる。このサンプリングデータは、波形1502と波形1504との間の相対位相を決定するために、ソフトウェアアルゴリズムに提供される。もちろん、これは、単に、発電機210、220(図5を参照のこと)によって作り出される任意のタイプの波形に適用され得るサンプリングの例示である。
図15Aと同様に、図15Bは、サンプリング1500Bの2つの波形1502、1504の例示であり、2つの波形は、少数のサンプルに分けられて示されており、少数のサンプルは、適切な相殺的干渉効果を達成するための位相シフトを決定するために使用される。しかし、図15Bにおいて、波形1502、1504は、波形1502、1504が互いに対して180°未満位相が異なっていることが示されている図15Aとは対照的に、互いに対して180°位相が異なっていることが示されている。
当業者は、サンプリングデータをソフトウェアアルゴリズムに提供するために、波形の任意の部分(すなわち、必ずしもゼロクロッシングの近くである必要はない)からサンプルを抽出し得る。従って、サンプリングデータは、適切な範囲内または許容可能な範囲内に波形の振幅を維持するため、波形間の相対位相を決定するために使用される。さらに、サンプリングは、非常に高速(例えば、1秒当たり2000万回を超える)で起こり得る。当業者は、任意の適切なサンプリング速度を使用し得る。サンプリングはまた、発電機210、220、またはエネルギーモジュール(図5を参照のこと)内で起こり得る。
上に記載される例示されているデバイスまたは方法は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、またはそれらの組み合わせにおいて実装され得る。本明細書中で議論されるステップは、言及された順番で実施される必要はない。ステップのうちのいくつかは、互いに並行して実施され得る。さらに、所望される場合、上に記載されるステップのうちの1つ以上は、任意選択であり得るか、または本開示の範囲から外れることなく組み合わせられ得る。従って、本開示の特徴および局面は、任意の適切なソフトウェア、ファームウェア、および/またはハードウェアを用いることによって、任意の適切な仕方で実装され得る。
例えば、本開示の様々な要素が、実行可能な命令を介して実装される場合、本開示の様々な要素は、本質的には、そのような様々な要素の動作を規定するコードである。実行可能な命令またはコードは、読み取り可能な媒体(例えば、ハードドライブ媒体、光学媒体、EPROM、EEPROM、テープ媒体、カートリッジ媒体、フラッシュメモリー、ROM、メモリースティックなど)から得られ得るか、または通信媒体(例えば、インターネット)からデータ信号を介して通信され得る。実際には、読み取り可能な媒体は、情報を記憶し得るか、または情報を移動させ得る任意の媒体を含み得る。
コンピューター手段、またはコンピューター計算手段、または処理手段は、アセンブリと動作可能に関連付けられ得、第1の制御画像を有する第1の出力信号と、第2の制御画像を有する第2の出力信号とを比較するために、ソフトウェアによって指示される。ソフトウェアは、診断の出力を生み出すようにコンピューターにさらに指示する。さらに、診断の出力を検証デバイスのオペレーターに伝送する手段が含まれる。従って、本開示の多くの適用が考案され得る。本明細書中に開示される例示的なネットワークは、データを交換するための、または取引を行うための任意のシステムを含み得る(例えば、インターネット、イントラネット、エクストラネット、WAN(広域ネットワーク)、LAN(ローカルエリアネットワーク)、衛星通信など)。ネットワークが他のタイプのネットワークとして実装され得ることに留意のこと。
さらに、本明細書中で用いられる場合の「コード」、または本明細書中で用いられる場合の「プログラム」は、タスクを実施するためにコンピューターもしくは実行デバイスによって使用され得る任意の複数の二進法の値または任意の実行可能な解釈されたコードもしくはコンパイルされたコードであり得る。このコードまたはプログラムは、いくつかの公知のコンピューター言語のうちの任意の1つで書き込まれ得る。「コンピューター」は、本明細書中で用いられる場合、データ上の類似の動作を記憶するか、処理するか、ルート設定する(route)か、操作するか、または実施する任意のデバイスを意味し得る。「コンピューター」は、1つ以上のプロセッサーを動作させることにより、トランスポンダー認識アルゴリズムを動かすために、1つ以上のトランスポンダー認識および収集システムまたはサーバー内に組み込まれ得る。さらに、コンピューター実行可能な命令は、例えば、汎用コンピューター、特別な目的のコンピューター、または特別な目的の処理デバイスが特定の機能もしくは一群の機能を実施することをもたらす命令およびデータを含む。コンピューター実行可能な命令は、プログラムモジュールも含み、このプログラムモジュールは、スタンドアローン環境またはネットワーク環境において、コンピューターによって実行され得る。一般に、プログラムモジュールは、特定のタスクを実施するか、または特定の抽象データタイプを実装するルーチン、プログラム、オブジェクト、構成要素、およびデータ構造などを含む。
エネルギーモードは、双極モード、単極モード、連続モード、および不連続モードのうちの少なくとも1つであることに留意のこと。様式は、切断、凝固、ブレンド、止血を伴う分割、高周波療法、スプレー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択されることにさらに留意のこと。もちろん、当業者は、異なる所望の適用に基づいて、いくつかの他のエネルギーモードおよび/または様式を企図し得る。
本明細書にわたって、「1つの実施形態」、「実施形態」、または同様の言語に対する参照は、実施形態に関連して記載される特定の特徴、構造、または特性が、本開示の少なくとも1つの実施形態に含まれることを意味する。従って、本明細書にわたって、句「1つの実施形態」、「実施形態」、および同様の言語の出現は、必ずしもそうとは限らないが、全て、同じ実施形態、異なる実施形態、または同じかもしくは異なって例示されている開示の構成要素部分を指し得る。さらに、2つ以上の特徴、要素などについての表現「実施形態」などに対する参照は、これらの特徴が、関連している、似ていない、同じであるということなどを意味しない。用語「実施形態」、または同様の表現の使用は、単に、特許請求される場合に、本開示の一部であっても、そうでなくてもよい任意選択の特徴を示すための便利な句である。独立した実施形態は、特許請求の範囲および/または当該分野が直接的または間接的に、暗示的または明示的に指示し得る場合、全体的または部分的に、概して組み合わせることができると考えられる。
さらに、表現「実施形態」などが、本明細書中の各文章の始まりにおいて出現しない(例えば、数人の専門家の実践である)という事実は、単に、読む人の明瞭さに対する便宜である。しかし、論理的に可能であり、適切である場合に、本明細書中の各文章の始まりにおいて、言い回し「実施形態」などを参考として援用することは、本願の意図である。
前述の例は、本開示の様々な局面および本開示の方法の実践を例示している。例は、本開示の多くの異なる実施形態の網羅的な記載を提供することを意図しない。従って、前述の本開示は、明瞭さおよび理解の目的のための例示および例として、いくらか詳細に記載されてきたが、本開示の趣旨および範囲から外れることなく、多くの変更および改変がこれらに対してなされ得ることを当業者は容易に理解する。
本開示のいくつかの実施形態が図面に示されてきたが、本開示は当該分野が許容するのと同じくらい範囲が広いこと、および本明細書が同様に読まれることが意図されるので、本開示はそれらの実施形態に限定されることが意図されない。従って、上の記載は、限定するものではなく、単に特定の実施形態の例証と解釈されるべきである。当業者は、本明細書に添付される特許請求の範囲の趣旨および範囲内で他の改変を想定する。
Claims (15)
- モジュラー電気外科用発電機プラットフォームであって、該モジュラー電気外科用発電機プラットフォームは、
電力を出力するように構成されている電力供給モジュールと、
該電力を受け取り、該電力を第1の位相を有する第1の波形に変換することと、第1のエネルギーモードにおいて該電力を送達することとを行うように構成されている第1のエネルギーモジュールと、
該電力を受け取り、該電力を第2の位相を有する第2の波形に変換することと、第2のエネルギーモードにおいて該電力を送達することとを行うように構成されている第2のエネルギーモジュールと、
該発電機プラットフォームによって提供されるエネルギー様式のタイプおよび数を制御するように構成されているホストコントローラーモジュールと、
複数のサブ期間のうちの1つ以上において該第1の波形の該第1の位相を該第2の波形の該第2の位相と比較するためのコンパレーターと、
該コンパレーターから得られる結果に基づいて該第1の波形と該第2の波形との間の相対位相を調整するための調整モジュールと
を含む、モジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。 - 前記調整モジュールは、前記第1の位相を前記第2の位相から所定の量だけずらす、請求項1に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
- 前記ずらすことは、前記第1の波形と前記第2の波形との相殺的干渉をもたらす、請求項2に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
- ずらすことは、前記第1の波形と前記第2の波形との建設的干渉をもたらす、請求項2に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
- 前記エネルギー様式は、切断、凝固、ブレンド、止血を伴う分割、高周波療法、スプレー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
- 前記第1および第2のエネルギーモジュールは、RFステージと、センサーステージと、コントローラーステージと、コネクターモジュールステージとを含む、請求項1に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
- 前記RFステージは、インバーターとプリアンプとを含む、請求項6に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
- 前記発電機プラットフォームは、2つのエネルギーモードの同時作動を支持している、請求項1に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
- 前記ホストコントローラーモジュールは、要求を管理し、エネルギーモードの作動を制御する、請求項8に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
- 前記相対位相は、予め規定された周波数において調整される、請求項1に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
- 前記第1の波形は、第1のエネルギーモードにおいて印加され、前記第2の波形は、第2のエネルギーモードにおいて印加される、請求項1に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
- 前記第1のエネルギーモードは、切断モードであり、前記第2のエネルギーモードは、凝固モードである、請求項11に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
- 前記第1のエネルギーモードは、凝固モードであり、前記第2のエネルギーモードは、ブレンドモードである、請求項11に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
- 前記第1のエネルギーモードは、ブレンドモードであり、前記第2のエネルギーモードは、止血を伴う分割モードである、請求項11に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
- 前記第1のエネルギーモードは、止血を伴う分割モードであり、前記第2のエネルギーモードは、高周波療法モードである、請求項11に記載のモジュラー電気外科用発電機プラットフォーム。
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