JP2015519162A - 電気手術器具およびシステム - Google Patents

Abstract

手持式電気手術器具は、ハンドピース（２）と電極アセンブリ（３）とを含む。電極アセンブリが、一つ以上の電極（１２）、（１３）と、ハンドピースに対して電極アセンブリを着脱可能にするコネクタ（８）、（９）とを含む。ハンドピースは、電池（４）と、無線周波出力を発生するＲＦ発振回路（５）と、電気手術器具のユーザーによって操作可能なスイッチング手段（７）を含む。制御回路（６）はＲＦ出力を制御するために供給され、スイッチング手段（７）から信号を受信し、それに応じて一つ以上のＲＦ出力を電極アセンブリ（３）へ供給する。電極アセンブリ（３）は一つ以上の電極（１２）、（１３）に達する前記ＲＦ出力が一つ以上の電極で適切なＲＦ出力になるように変調できる構成部品を含む（１４）、（２１）。

Description

本発明は、組織の治療に使用する電気手術器具及び電気手術システムに関する。こうしたシステムは、より伝統的な「直視下」手術（「オープン」サージェリ）に使用されると同様に、内視鏡手術または「鍵穴」手術（「キーホール」サージェリ）にも使用される。

電気手術システムの多くは何らかの形の識別システムを有している。電気手術器具を電気手術用電力生成器に接続すると、電力生成器は今どのタイプの器具があるのかを検出し、場合によってはその特定の器具または器具のタイプに適する、例えば電力および電圧の設定のような設定を用いることができるようになっている。他の種類も知られてはいるが、本出願人の米国特許第６，０７４，３８６号（特許文献１参照）は、このような識別システムの一例である。

本発明は、そうした識別システムの代替を提供しようとするものである。電気手術システムの一部として用いられる電力生成器を実質的に簡素化できるようにする。これは、手持式電気手術器具を提供しようとする際に、とりわけ重要である。

手持式電気手術器具はハンドピース（手持部）と電極アセンブリとを備える。前記電極アセンブリが、一つ以上の電極と、前記ハンドピースに対して前記電極アセンブリを着脱可能なコネクタとを含み、前記ハンドピースは、
ａ）電池と；
ｂ）無線周波出力を発生するＲＦ発振回路と；
ｃ）前記電気手術器具のユーザーによって操作可能なスイッチング手段と；
ｄ）前記無線周波出力（ＲＦ出力ともいう）を制御する制御回路であって、前記スイッチング手段から信号を受信し、それに応じて前記電極アセンブリへ一つ以上のＲＦ出力を供給できる制御回路とを含み；
前記電極アセンブリは、前記ハンドピースから出てくる前記ＲＦ出力を取り込み、前記一つ以上の電極に達するＲＦ出力が前記ハンドピースから出てくるＲＦ出力とは異なるように変更できる構成部品を含む。

変化付与構成部品を電極アセンブリに含めることで、ハンドピース内の制御回路を簡素化できる。例えば、制御回路は、広い範囲の異なるＲＦ出力を生成するための回路構成を含む必要がなくなる。変化付与構成部品は、ハンドピースからの電気手術出力が電極アセンブリへ伝わる前に、電気手術出力をカスタマイズできる。こうして、ハンドピースの出力は、器具のタイプおよび実施する特定の処理に応じて、電極アセンブリでの出力を特定の状況に適するようにするためにカスタマイズされる。

上記の通り、ハンドピースは、広い範囲の電気手術出力を生成して様々な電極アセンブリおよび処理をカバーできる必要はない。ハンドピースは単に、基本となる電気手術出力を生成するだけであり、その出力は、選択された出力が生成されるように電極アセンブリ内の変化付与構成部品により変更される。思うに、ハンドピースは非常に簡素であるため、起動されると常に単一のＲＦ出力を生成し、電極アセンブリがそのＲＦ出力を変更して一つ以上の電極で所望のＲＦ出力を生成する。

好ましい態様においては、前記一つ以上の電極に達する前記ＲＦ出力を変化させられる前記構成部品が、少なくとも一次コイルと二次コイルとを含む変圧器を備える。
代替として、前記ハンドピースが一次変圧器コイルを含み、前記電極アセンブリが二次変圧器コイルを含み、前記電極アセンブリが前記ハンドピースに接続されると、前記一次コイルおよび二次コイルが接続されて、前記ＲＦ発振回路からの前記ＲＦ出力を変化させられる変圧器として作用する。

このように、例えハンドピースが生成できるＲＦ出力が単一であっても、２次コイルは関係する電極アセンブリに適する電気手術出力を生成するように出力を変更する。ハンドピースを、異なる電極を有する、又は異なる電気手術処理を意図する、様々な異なる電極アセンブリとともに用いることができることは言うまでもない。各タイプの電極アセンブリは、特定の巻数の２次コイルを具備し、ハンドピースの出力を変更してその特定の電極アセンブリに適した出力にする。

好ましい態様においては、前記電極アセンブリが、有限非ゼロ値のパラメータを有する受動電気部品を含み、前記受動電気部品は、前記一つ以上の電極に達するＲＦ出力を変化させて、前記一つ以上の電極で所望のＲＦ出力を生成するようにする。
好ましくは、前記受動電気部品が前記制御回路と共同して動作し、前記一つ以上の電極に達する前記ＲＦ出力を変更する。
受動電気部品は典型的には抵抗器または他のインピーダンスである。ただし、ハンドピースが供給する信号からエンドエフェクタが要求する信号への要求される変換に応じて、コンデンサおよびインダクタなどのリアクティブ構成部品を用いてもよい。更に、適切な伝達機能を提供するために、構成部品でできた回路網を用いてもよい。

第一のタイプの電極アセンブリ（例えば、切断ニードル）の場合、抵抗器の値は、適切な切断電圧を生成するために手持式器具の出力を変更または制御するような値である。第二のタイプの電極アセンブリ（例えば、一対の凝固ジョー（あご））の場合、抵抗器の値は、組織の凝固にとってより適する別の出力を生成するために、異なる。

電極アセンブリ内の変化付与構成部品は、ＲＦエネルギーの電力、電圧もしくは電流、ＲＦエネルギーの周波数、またはＲＦエネルギーの形式（連続バーストまたはパルス状バースト）を含む、ハンドピースからの出力に関する複数のパラメータのうちのいずれか一つ以上を変更できることが好ましい。電極アセンブリにこの能力を持たせることにより、ハンドピースは、その構造および設計を実質的に簡素化できる。

本発明の他の態様、一の実施形態における電気手術器具は、ハンドピースと、前記ハンドピースに解放可能に接続可能な電極アセンブリとを備え、前記ハンドピースが、ＲＦ信号源と、前記ハンドピースを制御して前記ＲＦ信号源により駆動された無線周波（ＲＦ）信号を出力するためにユーザーによって操作可能な制御スイッチとを備え、前記電極アセンブリが、ＲＦ治療信号が組織に適用される場合に、組織の治療のためのエンドエフェクタを形成する一つ以上の電極と、前記無線周数信号を前記ハンドピースから受信して前記エンドエフェクタにより要求される前記ＲＦ治療信号に変換するように構成された回路構成とを備える。

上記の態様によれば、先に述べたように、ハンドピースは異なる複数の波形を生成するよう要求されないので、非常に簡素な設計が可能になる。その代り、特定波形の生成は電極アセンブリ内の構成部品に委ねられ、この構成部品は、ハンドピースから受信した一般的または標準的な波形を、電極アセンブリ内の特定タイプのエンドエフェクタが要求する特定波形へ変換するように適合される。

例えば、電極アセンブリ内の構成部品が生成するＲＦ治療信号は、エンドエフェクタが切断器具である場合はＲＦ切断信号であり、エンドエフェクタが凝固器具の場合はＲＦ凝固信号である。

一の実施の形態において、回路構成は少なくとも変圧器の二次コイルを備える。この変圧器はハンドピースからのＲＦ信号出力を変化させるように構成される。特に、ハンドピースは変圧器の一次コイルを備えてもよく、この一次コイルはＲＦ信号源からの信号を受信し、ハンドピースから出力ＲＦ信号を発生するように構成される。このようにハンドピースと電極アセンブリとが協働してＲＦ信号源からＲＦ治療信号を生成する。

代替の実施の形態において、回路構成は変圧器の一次コイルをさらに備え、この一次コイルはハンドピースから出力ＲＦ信号を受信するように構成される。こうした実施の形態では、一般的または標準的な波形からＲＦ治療信号への信号変換は全て、電極アセンブリがその役割を担うことになる。

一の実施の形態において、回路構成は、無線周波信号をＲＦ治療信号に変換するために構成された電気回路網を備える。好ましくは、この電気回路網は一つ以上の抵抗、インピーダンスおよび／またはリアクタンスを備える受動回路網である。受動回路網の方が実施および操作が簡単である。

発明はさらに、ハンドピースと複数の電極アセンブリとを備える電気手術システムに及ぶ。
前記電極アセンブリが、少なくとも第一のタイプまたは第二のタイプの電極アセンブリであって、それぞれ一つ以上の電極を含み、前記ハンドピースに取り外し可能に接続可能であり、前記ハンドピースが、
ａ）電池と；
ｂ）無線周波出力を発生させるＲＦ発振回路と；
ｃ）前記電気手術器具のユーザーによって操作可能なスイッチング手段と；
ｄ）前記ＲＦ出力を制御する制御回路であって、前記スイッチング手段から信号を受信し、それに応じて前記電極アセンブリへ一つ以上の無線周波出力（ＲＦ出力ともいう）を供給できる制御回路とを備え；
前記第一のタイプの電極アセンブリが第一の部品を含み、前記第二のタイプの電極アセンブリが第二の部品を含み、前記第一および第二の部品は、前記ハンドピースから出てくるＲＦ出力を取り込み、前記第一のタイプの電極アセンブリの一つ以上の電極に達するＲＦ出力が前記第二のタイプの電極アセンブリの一つ以上の電極に達するＲＦ出力とは異なるように変更できる。

本発明を、以下の添付図面を参照し、単なる一例として詳細に説明する。
本発明による手持式電気手術器具の概略図である。 本発明による別の手持式電気手術器具の概略図である。 図１および図２の手持式電気手術器具の制御回路の概略図である。 図３の制御回路により生成された波形の図である。 図３の制御回路により生成された別の波形の図である。 図１および図２の手持式手術器具の構成部品である一次コイルおよび二次コイルの概略図である。 図１および図２の手持式手術器具の構成部品である別の一次コイルおよび二次コイルの概略図である。

図１は、全体を符号１で示され、ハンドピース２と、電極アセンブリ３とを備える手持式電気手術器具を示す。ハンドピース２は、電源、例えば電池４と、ＲＦ回路５と、制御回路６とを含む。ハンドピースは、制御回路６に指令を与えるためのハンドスイッチ７を具備する。ハンドピースは、電極アセンブリ３に担持された対応する電極アセンブリコネクタ９に係合するハンドピースコネクタ８を含む。電極アセンブリは、長尺シャフト１０と、そのシャフトの遠端にあるエンドエフェクタ１１とを含む。図１において、電極アセンブリは、エンドエフェクタ１１が一対のジョー（あご）１２を備えている。リード線（図示せず）が電極アセンブリ３のシャフト１０に沿って配線され、ＲＦ回路をエンドエフェクタ１１に接続することにより、ジョー１２が、組織を凝固できる電極を構成するようになっている。

図２は、ハンドピース２を別の電極アセンブリ３’とともに示す。電極アセンブリ３’はコネクタ９’を有し、電極アセンブリ３’のエンドエフェクタ１１’が、展開可能な切断ニードル１３を備える。ここでも、リード線（図示せず）が電極アセンブリ３’のシャフト１０’に沿って配線され、ＲＦ回路をエンドエフェクタ１１’に接続することにより、切断ニードル１３が、組織を切断可能な電極を構成するようになっている。従って、当該技術分野で周知のように、エンドエフェクタの設計およびエンドエフェクタに供給されるＲＦ信号の特性、例えば、ＲＦ信号の電力および周波数次第で、組織の切断と凝固の両方が可能である。

電極アセンブリ３上のコネクタ９は抵抗器１４を含み、抵抗１４は電極アセンブリ３をハンドピース２に接続すると、ＲＦ回路５の一部になる。図１の電極アセンブリ３内の抵抗器１４は、図２の電極アセンブリ３’の抵抗器１４’とは異なる値を有する。これは、ハンドスイッチ７を使用して図１の器具を起動する場合、ジョー１２に到達するＲＦ出力を抵抗器１４が変更して組織の凝固に適合するＲＦ出力にすることを意味する。その一方、ハンドスイッチ７を使用して図２の器具を起動する場合、抵抗器１４’は、切断ニードル１３に到達するＲＦ出力を変更し、これを組織の切断に適するＲＦ出力にする。ハンドピース２は必要であれば、どちらの場合も同じＲＦ出力を生成することができるのであるが、この変更はハンドピース２内ではなされない。その代り、出力を各器具のそれぞれの使用に適するように変更するのは、抵抗器１４および１４’である。これにより、ハンドピースの設計を可能な限り簡素に保つことができ、これは、重量とコストの両方が重大な懸案である手持式器具にとって大きな利点となる。

図３はＲＦ回路５の制御回路６を示す。この制御回路は、典型的には増幅電流信号を積分して生成される鋸歯状波形１６を発生する信号生成器１５を含む。この鋸歯状波形は比較器１７に入力され、その出力を用いてＲＦ回路５を制御する。図４は比較器１７の作用を示し、比較器１７では、鋸歯状波形１６が閾値電圧１８と比較される。閾値電圧は、抵抗器１４でできた分圧器等の回路によって設定され、閾値電圧１８のレベルは抵抗器１４の値に依拠して決まるようになっている。図４は、方形波１９を発生するために、鋸歯状波形１６が閾値１８とどのように比較されるかを示す。ここでは方形波１９のマーク対スペース比（またはデューティーサイクル）が閾値１８によって設定される。この方形波１９を用いてＲＦ回路を制御する。ＲＦ回路は、方形波が高いレベルにあるときに「オン」になり、方形波が低いレベルにあるときに「オフ」になる。従って、電極アセンブリ３に供給されるＲＦエネルギーの電力強さは、方形波１９のマーク対スペース比（デューティーサイクル）に応じて、従って抵抗器１４に応じて決まる。

図５は、より高い値を持つ抵抗器１４’がより高い閾値１８’をもたらす作用を示す。比較器は、図４の方形波に類似するが、マーク対スペース比（デューティーサイクル）がもっと小さい方形波１９’を生成する。従って、電極アセンブリ３’に供給されるＲＦエネルギーの電力は、電極アセンブリ３と比べて減少する。

図６Ａは、ハンドピース２上のコネクタ８が一次コイル２０を具備し、電極アセンブリ３上のコネクタ９が二次コイル２１を具備する、代替の実施例を示す。電極アセンブリ３をハンドピース２に接続すると、一次コイル２０と二次コイル２１は協働してＲＦ回路５のための変圧器出力の場を形成する。図２の電極アセンブリ３’をハンドピースに接続する場合、図６Ｂに示すように、コネクタ９’は、巻数の異なる二次コイル２１’を有する。従って、エンドエフェクタ１１に達するＲＦ出力は、エンドエフェクタ１１’に達するＲＦ出力とは異なる。これは、たとえハンドピースが生成する基のＲＦ出力が両方の場合で同じであってもそのようになる。

こうして、それぞれの場合で二次コイルの効能が異なることで、エンドエフェクタ１１および１１’に供給されるＲＦ出力の電圧が異なるものとなる。従って、ハンドピース自体の簡素さを維持したまま、ＲＦ出力を、ハンドピース２とともに使用する特定の電極アセンブリに適合させることができる。

ハンドピース内の一次コイル２０と、電極アセンブリ内の二次コイル２１との代替として、一次コイルと二次コイルの両方を電極アセンブリ内に置くことができる。その場合、電極アセンブリとハンドピースとの接続は非常に直接的な、単純に電力を電極アセンブリ内の一次コイル２０に供給する電力線とすることができる。

当業者は、両電極アセンブリ内にある構成部品が、抵抗器、変圧器、二次コイル、または他の構成部品であっても、ハンドピースからの出力を、対象の電極アセンブリに合わせてカスタマイズするように変更できることを理解するであろう。構成部品は、ＲＦエネルギーの電力、電圧もしくは電流、ＲＦエネルギーの周波数、またはＲＦエネルギーの形式（連続バーストまたはパルス状バースト、信号形状（例えば、方形波、正弦波、鋸歯など）、またはデューティーサイクル）を含む、ハンドピースからの出力に関する複数のパラメータのうちのいずれか一つ以上を変更できる。従って、一般的に、本発明の実施の形態は、少なくとも一つの共通な、または標準的なＲＦ出力信号、即ち、規定の周波数ならびに電力および／または振幅でＲＦ出力信号を供給するハンドピースと、ハンドピースに係合するとともに、ハンドピースからＲＦ出力信号を受信し、それを各電極アセンブリが要求する特定の信号に適合させるように構成された少なくとも一つの電極アセンブリとを提供する。上記のように、本発明の実施の形態においては、適合を担うのは、昇圧変圧器または降圧変圧器等の構成部品であり、または抵抗特性またはリアクティブ特性を有する一つ以上の受動構成部品の回路網であり、または必要な伝達機能を有する他の信号変換手段である。

さらなる実施の形態を提供するための、追加、除去、または置換による更なる変更は当業者にとっては明らかであり、そのいずれかおよび全ては付帯する請求項に包含されることになろう。

１ 手持式電気手術器具
２ ハンドピース
３，３’ 電極アセンブリ
４ 電池
５ ＲＦ回路
６ 制御回路
７ ハンドスイッチ
８ ハンドピースコネクタ
９，９' 電極アセンブリコネクタ
１０ シャフト
１１，１１’ エンドエフェクタ
１２ ジョー
１３ 切断ニードル
１４，１４’ 抵抗器
１５ 信号生成器
１６ 鋸歯状波形
１７ 比較器
１８ 閾値
１９，１９’ 閾値
２０ 一次コイル
２１，２１’ 二次コイル

Claims (14)

1. ハンドピース（手持部）と電極アセンブリとを備える手持式電気手術器具であって、前記電極アセンブリが、一つ以上の電極と、前記ハンドピースに対して前記電極アセンブリを着脱可能なコネクタとを含み、前記ハンドピースは、
   ａ）電池と；
   ｂ）無線周波出力を発生するＲＦ発振回路と；
   ｃ）前記電気手術器具のユーザーによって操作可能なスイッチング手段と；
   ｄ）前記無線周波出力を制御する制御回路であって、前記スイッチング手段から信号を受信し、それに応じて前記電極アセンブリへ一つ以上の無線周波出力を供給できる制御回路とを含み；
   前記電極アセンブリは、前記ハンドピースから出てくる無線周波出力を取り込み、前記一つ以上の電極に達する無線周波出力が前記ハンドピースから出てくる無線周波出力とは異なるように変更できる構成部品を含む；
   手持式電気手術器具。
2. 前記一つ以上の電極に達する前記ＲＦ出力を変更できる前記構成部品が、少なくとも一次コイルと二次コイルとを含む変圧器を備える；
   請求項１に記載の電気手術器具。
3. 前記ハンドピースが一次変圧器コイルを含み、前記電極アセンブリが二次変圧器コイルを含み、前記電極アセンブリが前記ハンドピースに接続されると、前記一次コイルおよび二次コイルが接続されて、前記ＲＦ発振回路からの前記無線周波出力を変更する変圧器として作用する；
   請求項１に記載の電気手術器具。
4. 前記電極アセンブリが、有限非ゼロ値のパラメータを有する受動電気部品を含み、前記受動電気部品は、前記一つ以上の電極に達する前記無線周波出力を変更して、前記一つ以上の電極で所望の無線周波を生成するようにする；
   請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の電気手術器具。
5. 前記受動電気部品が、前記制御回路と共同して動作し、前記一つ以上の電極に達する前記無線周波出力を変更する；
   請求項４に記載の電気手術器具。
6. 前記受動電気部品が抵抗器である；
   請求項４または請求項５に記載の電気手術器具。
7. ハンドピースと複数の電極アセンブリとを備える電気手術システムであって；
   前記電極アセンブリが、少なくとも第一のタイプまたは第二のタイプの電極アセンブリであって、それぞれ一つ以上の電極を含み、前記ハンドピースに取り外し可能に接続可能であり、前記ハンドピースが、
   ａ）電池と；
   ｂ）無線周波出力を発生するＲＦ発振回路と；
   ｃ）前記電気手術器具のユーザーによって操作可能なスイッチング手段と；
   ｄ）前記無線周波出力を制御する制御回路であって、前記スイッチング手段から信号を受信し、それに応じて前記電極アセンブリへ一つ以上の無線周波出力を供給できる制御回路とを備え；
   前記第一のタイプの電極アセンブリが第一の部品を含み、前記第二のタイプの電極アセンブリが第二の部品を含み、前記第一および第二の部品は、前記ハンドピースから出てくる無線周波出力を取り込み、前記第一のタイプの電極アセンブリの一つ以上の電極に達する無線周波出力が前記第二のタイプの電極アセンブリの一つ以上の電極に達する無線周波出力とは異なるように変更できる；、
   電気手術システム。
8. ハンドピースと、前記ハンドピースに解放可能に接続できる電極アセンブリとを備える電気手術器具であって；
   前記ハンドピースが、
   ＲＦ信号源と；
   前記ハンドピースを制御して前記ＲＦ信号源により駆動された無線周波（ＲＦ）信号を出力するためにユーザーによって操作可能な制御スイッチとを備え；
   前記電極アセンブリが、
   ＲＦ治療信号が組織に適用される場合に、組織の治療のためのエンドエフェクタ（先端施術部）を形成する一つ以上の電極と；
   前記無線周波信号を前記ハンドピースから受信して前記エンドエフェクタにより要求されるＲＦ治療信号に変換するように構成された回路構成とを備える；
   電気手術器具。
9. 前記ＲＦ治療信号は、前記エンドエフェクタが切断器具である場合はＲＦ切断信号であり、前記エンドエフェクタが凝固器具である場合はＲＦ凝固信号である；
   請求項８に記載の電気手術器具。
10. 前記回路構成が、前記ハンドピースからの前記ＲＦ信号出力を変更させるために構成された変圧器の二次コイルを少なくとも備える；
    請求項８または請求項９に記載の電気手術器具。
11. 前記ハンドピースは前記変圧器の一次コイルを備え；
    前記一次コイルは、前記ＲＦ信号源からの信号を受信し、前記ハンドピースから前記出力ＲＦ信号を発生するように構成された；
    請求項１０に記載の電気手術器具。
12. 前記回路構成は前記変圧器の一次コイルをさらに備え、前記一次コイルは前記ハンドピースから前記出力ＲＦ信号を受信するように構成された；
    請求項１０に記載の電気手術器具。
13. 前記回路構成が、前記無線周波信号を前記ＲＦ治療信号に変換するように構成された電気回路網を備える；
    請求項８または請求項９に記載の電気手術器具。
14. 前記電気回路網が一つ以上の抵抗、インピーダンスおよび／またはリアクタンスを備える受動回路網である；
    請求項１３に記載の電気手術器具。

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