JP2016506841A - 拡張された機能性を有する電気外科用ハンドヘルド器具 - Google Patents

Abstract

本発明は、接続側（Ａ）と処置側（Ｂ）とを有するハンドピース（１０）と、前記ハンドピース（１０）の前記接続側（Ａ）に電気的に接続されかつ高周波電流発生器（２００）に電気的に接続可能である接続プラグ（３０）とを備えた電気外科器具（１００）に関している。この電気外科器具（１００）は、制御ユニット（２０）を有し、前記制御ユニット（２０）は、前記ハンドピース（１０）の前記処置側（Ｂ）に出力される高周波エネルギーの電圧波形を能動的に制御するように構成されている。

Description

本発明は、接続側と処置側とを有するハンドピースと、前記ハンドピースの前記接続側に電気的に接続されかつ高周波電流発生器に電気的に接続可能である接続プラグとを備えた電気外科用ハンドヘルド器具に関している。

米国特許出願第２０１１００７１５２０号明細書には、ハンドピース内に、マイクロプロセッサと接続された、高周波電流発生器との双方向通信のための送受信ユニットが統合されている電気外科用ハンドヘルド器具が開示されている。

同じように従来技術からは、器具認識部を含んだ汎用ソケットを備えた高周波電流発生器が公知である。この器具認識部は、高周波電流発生器におけるハンドヘルド器具のためのパラメータを設定するために用いられている。これについては製造過程中に複数のパラメータがハンドヘルド器具のプラグ内の不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）に格納され、高周波電流発生器に器具を接続した際に接続ソケットを介して読み出されて設定される。

本発明の課題は、とりわけ多機能な電気外科用ハンドヘルド器具を提供することにある。

前記課題は本発明により、前記電気外科器具は、制御ユニットを有し、前記制御ユニットは、前記ハンドピースの前記処置側に出力される高周波エネルギーの電圧波形を能動的に制御するように構成されて解決される。

本発明は、新規に開発された電気外科用ハンドヘルド器具が、既存の高周波電流発生器よりも広い機能範囲を有し得るが、多くの場合、十分に活用しきれないという欠点があると認識している。その訳は、新たに開発された電気外科用ハンドヘルド器具を操作するために必要とされる、高周波電流発生器への新たな機能の統合には、一般に高価なハードウエアの変更や高周波電流発生器の新規の開発が余儀なくされるため、高周波電流発生器からハンドヘルド機器の開発までに相当な時間がかかってしまうことが予想されるからである。

また本発明には、ハンドヘルド器具や高周波電流発生器のためのアプリケータが受動的な器具として存在しているという前提も含まれている。そのため例えばバイポーラハンドヘルド器具に対応する２つの端子を備えた接続プラグが設けられ、電圧が２本のケーブルを介して電極に印加される。すべての機能は、例えば信号波形を介して高周波電流発生器の機能レベルと接続性に依存している。能動的な電圧適合化や切り替えは、ハンドヘルド器具内で行われるのではなく、高周波電流発生器からの機能的な出力によって行われる。そのためこれらの機能性はそれぞれの高周波電流発生器のソケットにも依存する。

公知の高周波電流発生器は器具認識機能を有しているが、しかしながらこれは単にパラメータの読み出しや設定のために使用されるだけである。従って高周波電流発生器とハンドヘルド器具との間で高度な機能を提供するための能動的な通信は行われていない。

本発明は、高周波外科用手術システム（ハンドヘルド器具および高周波電流発生器）の新たな高周波利用分野での将来を見据えた付加的若しくは排他的な拡張を、高周波電流発生器内で安価に行なわれてきたソフトウエアのアップデートとは異なり、ハンドヘルド器具内のハードウエア側で行うことができるようにするための基礎を提供するものである。但しここではコストのかかるハードウエア自体の変更や高周波電流発生器の新規の開発は必ずしも必要ではない。また同様に比較的低コストで実施が可能なものとして、付加的な機能を有する少量生産方式の特殊な機器や装置（例えば小型モータ、小型バルブ、小型ポンプなど）の開発が考えられる。なぜならそれらの機能は高周波電流発生器のハードウエア側で行う必要がないからである。

好ましい実施形態によれば、制御ユニットは、高周波電流発生器から供給される高周波エネルギーを必要に応じて変更し、この変更された高周波エネルギーをハンドピースの処置側に出力するように構成されている。好適には、そのように変更された高周波エネルギーは、高周波電流発生器内の機能に手をつけることなく、ハンドピースの処置側に出力することが可能である。ここでの「変更」とは、例えば高周波エネルギーを変調し、その電圧波形を印加することともとれる。なお本発明ではそのような電圧波形は、高周波エネルギーの振幅や周波数も視野に入ることを理解されたい。例えば高周波電流発生器が、電圧波形の手始めに、例えば切開のための電圧波形と凝固のための電圧波形を形成して電気外科器具に出力するならば、当該器具側では能動的な制御装置により、例えば高周波電流発生器から提供されてない第３の電圧波形を、例えばプラズマブレンドモードの電圧波形を補うことができるようになる。

特に好ましい改善例では、前記器具が高周波電流発生器へのリターンチャネルを有しており、制御ユニットは、このリターンチャネルを介して高周波電流発生器から当該器具に送出された高周波エネルギーの電圧波形を制御するように構成されている。すなわち、信号の適合化、つまり所望の電圧波形への高周波エネルギーの変更及び／又は変調は必ずしも当該器具内で行う必要はない。むしろ本発明の改善例においては、電気外科器具内に設けられた制御ユニットが高周波電流発生器に対する「外部制御ユニット」を意図して作用している。

異なる高周波電流発生器の広い帯域幅で電気外科器具を動作させることができるようにするために、前記制御ユニットは、前記高周波電流発生器から前記電気外科器具へ出力される様々な高周波電圧モードの間を切り替えるように構成されると有利であることが証明されている。それらは好適には高周波電流発生器において予め定められた高周波電圧モードないし高周波電圧波形であってもよい。その際には例えば切断モードと凝結モードとの間を切り替える。典型的には、電気外科器具においてハンドスイッチが設けられ、このスイッチを介して手動入力が行なわれることで、高周波電流発生器から出力される異なる高周波電圧モード間の切り替えができるようになる。能動的な制御ユニットの利点は、例えばハンドスイッチの手動操作では実現不可能な切り替え状況もこの制御ユニットによれば実現可能になるという事実から生じる。それにより例えば切断モードと凝固モードとの間の切り替えを、５０Ｈｚの周波数を用いて行うことが可能になる。

特に好適な改善例によれば、前記リターンチャネルは、変調されたハンドスイッチ信号を介して提供される。このことは、典型的にはいずれにせよ設けられるハンドスイッチ信号が、前記器具から高周波電流発生器へ制御情報を付加的に伝送するために使用できる利点となる。ハンドスイッチ信号の変調は、例えばスイッチング信号の振幅変調又は周波数変調によって行うことが可能であり、例えば２００Ｈｚ乃至３００Ｈｚの間のスイッチング周波数の変更によって行ってもよい。

電気外科器具の確実な動作を保証するために、前記制御ユニットは、変調されたハンドスイッチ信号を介して、前記高周波電流発生器から出力された高周波エネルギーの電圧波形の変化と同期されてもよい。

さらに好適な改善例によれば、前記制御ユニットは、前記高周波電流発生器から出力される変調されたハンドスイッチ信号を介して駆動制御可能であってもよい。このことは、例えば高周波電流発生器が、比較的簡単に実施されるソフトウエアの更新により拡張されたスイッチング機能を備えている場合に、当該高周波電流発生器は自身の拡張された機能を出力するための固有のドライバ段を持たなくてもよいことに結び付く。このドライバ段は、ハンドピースの処置側に高周波電流発生器によって容易に提供することができない電圧波形を送出するために、制御ユニット内にもはや移すことができる。

特にコンパクトな電気外科器具を実現するために、前記制御ユニットにハンドスイッチ線路を介してエネルギーが供給されるように構成することが好適であることが判明した。

特に好適な改善例によれば、前記制御ユニットは、マイクロコントローラを有しており、前記マイクロコントローラは、前記電気外科器具の器具識別子を前記高周波電流発生器に出力するように構成され、及び／又は、前記マイクロコントローラは、前記高周波電流発生器に対して受動的な不揮発性メモリの器具識別子をエミュレートするように構成される。これにより、本発明による電気外科器具の従来技法による電気外科器具に対する下位互換性が保証されるようになる。例えばハンドヘルド器具の初期化の際には、制御ユニットに含まれたマイクロコントローラが、まず従来の電気外科器具内で使用されている受動的な不揮発性メモリ（ＥＰＲＯＭ）のプロトコルをエミュレートし、それを当該器具が高周波電流発生器に通知するようにしてもよい。

制御ユニットは一方では、マイクロコントローラか又はそれに類似したプログラミング可能な構成要素を有していてもよい。また他方では制御ユニット自身がマイクロコントローラとして構成されていてもよい。好適には、制御ユニットは、高周波エネルギーに電圧波形を印加するのに適したパワーエレクトロニクス及び／又はドライバ段を有し得る。

手術中の電気外科器具の取扱いを容易にするために、接続プラグ内に制御ユニットを設けることが好適であることが判明した。さらに代替的又は付加的に、前記制御ユニットはハンドピース自体に設けてもよい。

多くの高周波電流発生器への電気外科器具の接続を可能にするために、前記接続プラグ、ユニバーサルプラグとして構成されてもよい。さらに好ましい改善例によれば、前記制御ユニットは、ハンドピースに含まれた処置電極を制御するように構成されている。この電気外科器具が例えばバイポーラ型の器具であるならば、前記制御ユニットは、好ましくは当該処置電極を高周波エネルギー又は高周波電圧波形を用いてバイポーラ方式で動作するように構成される。

さらに好適な改善例によれば、前記制御ユニットは、電気外科用機能要素、好ましくはモータ、バルブ、ポンプなどを駆動制御するように構成されている。この種の電気外科用機能要素は、典型的には少量生産される特殊な小型器具内に設けられており、高周波電流発生器の新規開発がないことは当たり前なので、高周波電流発生器の高価なハードウエアの変更の省略が可能となる既述したような利点がここでも相応にもたらされる。

さらに前記課題は、前述したような電気外科器具と高周波電流発生器とを備えている、高周波外科用機器によっても解決される。この場合前記電気外科器具は、高周波電流発生器と接続可能である。この高周波外科用機器は、前述の電気外科器具に関連して説明した改善例に応じて変更することも可能である。それに応じて、前述の利点も相応にあてはまる。

様々な好適な改善例は任意の相互の組み合わせが可能である。以下では本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。

ａは高周波電流発生器に接続されている本発明による電気外科器具の例示的な実施形態を概略的に示した図、ｂは変調されたハンドスイッチ信号を示した波形図 本発明による電気外科器具と高周波電流発生器の例示的なさらなる実施形態を概略的に示した図

図１ａによる高周波電流発生器２００は、電気外科器具１００の接続のための機器端子２３０を有しており、この機器端子２３０を介して高周波電流発生器２００からの高周波エネルギーが電気外科器具１００に伝送可能である。

電気外科器具１００は、ハンドピース１０を備えており、このハンドピース１０は接続側Ａと処置側Ｂとを有している。ハンドピース１０の処置側Ｂには例えば電子外科処置電極（図示せず）が配設可能である。この電気外科器具１００は、さらに接続プラグ３０を有しており、本発明によればこの接続プラグ３０が高周波電流発生器２００と電気的に接続される。前記接続プラグ３０と前記ハンドピース１０は、接続線路３１を介して電気的に接続形成される。この電気外科器具１００は制御ユニット２０を有しており、該制御ユニット２０は、ハンドピース１０の処置側Ｂに出力される高周波エネルギーの電圧波形が能動的に制御されるように構成されている。図１からも明らかなように、この制御ユニット２０はハンドピース１０自体に配設されている。

電気外科器具１００は、高周波電流発生器２００へのリターンチャネルを有しており、前記制御ユニット２０は、このリターンチャネルを介して前記高周波電流発生器２００から当該電気外科器具１００に出力された高周波エネルギーの電圧波形を制御するように構成されている。本発明によれば、前記リターンチャネルは、変調されたハンドスイッチ信号を提供されている。この高周波エネルギー自体のようなハンドスイッチ信号は、接続線路３１を介して伝送される。図１ｂには、２５０Ｈｚの変調周波数を有するこの種の変調（周波数変調）されたハンドスイッチ信号が示されている。

同時に制御ユニット２０は、ハンドスイッチ信号、特に変調されたハンドスイッチ信号を介して、前記高周波電流発生器２００から送出された高周波エネルギーの電圧波形の変化に同期している。この目的のために前記制御ユニット２０は、変調されたハンドスイッチ信号を復調するための（ここでは図示していない）デコーダユニットを有している。

他の例示的実施形態は図２に示されている。ここでの高周波電流発生器２００（これは図１の高周波電流発生器に相当）は、高周波エネルギーを電気外科器具１００に送出するための機器端子２３０を有している。図１に基づいて説明した器具とは異なって、図２の電気外科器具１００では、制御ユニット２０が電気外科器具１００の接続プラグ３０内に設けられている。ここでの制御ユニット２０はマイクロコントローラ２１を含んでおり、このマイクロコントローラ２１は、電気外科器具１００の器具識別子を高周波電流発生器２００に送出するように構成されている。さらにこのマイクロコントローラ２１は、高周波電流発生器２００に対して不揮発性パッシブメモリの器具識別子をエミュレートするように構成されている。

また本発明による実施形態によれば、前記制御ユニット２０は、そのマイクロコントローラ２１と共に当該電気外科器具１００の拡張された機能性、すなわち例えば前記高周波電流発生器２００によって提供され得る電圧波形の前記ハンドピース１０処置側Ｂへの出力も担っている。

前記電気外科器具１００を前記高周波電流発生器２００に接続したときに実施される、当該電気外科器具１００の初期化の際には、前記制御ユニット２０に含まれたマイクロコントローラ２１がまず、従来の電気外科器具（図示せず）において使用されていた不揮発性パッシブメモリのプロトコルをエミュレートする。引き続き、ソフトウエアアップデートを備えた高周波電流発生器２００が、接続線路３１を介して実現されるリターンチャネルを介して電気外科器具１００との通信接続を構築する。これにより、前記電気外科器具１００の拡張された機能性がその制御ユニット２０を介して達成され得る。

Claims (10)

1. 接続側（Ａ）と処置側（Ｂ）とを有するハンドピース（１０）と、
   前記ハンドピース（１０）の前記接続側（Ａ）に電気的に接続されかつ高周波電流発生器（２００）に電気的に接続可能である接続プラグ（３０）とを備えた電気外科器具（１００）であって、
   前記電気外科器具（１００）は、制御ユニット（２０）を有しており、
   前記制御ユニット（２０）は、前記ハンドピース（１０）の前記処置側（Ｂ）に出力される高周波エネルギーの電圧波形を能動的に制御するように構成されていることを特徴とする電気外科器具（１００）。
2. 前記制御ユニット（２０）は、前記高周波電流発生器（２００）から供給される高周波エネルギーを、必要に応じて変更、特に変調し、かつ、変更された前記高周波エネルギー、特に変調された前記高周波エネルギーを、前記ハンドピース（１０）の前記処置側（Ｂ）に出力するように構成されている、請求項１記載の電気外科器具（１００）。
3. 前記電気外科器具（１００）は、前記高周波電流発生器（２００）へのリターンチャネルを有しており、前記制御ユニット（２０）は、前記リターンチャネルを介して、前記高周波電流発生器（２００）から前記電気外科器具（１００）へ出力される高周波エネルギーの電圧波形を制御するように構成されている、請求項１または２記載の電気外科器具（１００）。
4. 前記制御ユニット（２０）は、前記高周波電流発生器（２００）から前記電気外科器具（１００）へ出力される様々な高周波電圧モードの間、特に切断モードと凝結モードとの間を切り替えるように構成されている、請求項１から３いずれか１項記載の電気外科器具（１００）。
5. 前記リターンチャネルは、変調されたハンドスイッチ信号を介して提供される、請求項１から４いずれか１項記載の電気外科器具（１００）。
6. 前記制御ユニット（２０）は、変調されたハンドスイッチ信号を介して、前記高周波電流発生器（２００）から出力された高周波エネルギーの電圧波形の変化と同期される、請求項１から５いずれか１項記載の電気外科器具（１００）。
7. 前記制御ユニット（２０）は、前記高周波電流発生器（２００）から出力される変調されたハンドスイッチ信号を介して駆動制御可能である、請求項１から６いずれか１項記載の電気外科器具（１００）。
8. 前記制御ユニット（２０）に、ハンドスイッチ線路を介してエネルギーが供給される、請求項１から７いずれか１項記載の電気外科器具（１００）。
9. 前記制御ユニット（２０）は、マイクロコントローラ（２１）を有しており、前記マイクロコントローラ（２１）は、前記電気外科器具（１００）の器具識別子を前記高周波電流発生器（２００）に出力するように構成されている、及び／又は、前記マイクロコントローラ（２１）は、前記高周波電流発生器（２００）に対して不揮発性パッシブメモリの器具識別子をエミュレートするように構成されている、請求項１から８いずれか１項記載の電気外科器具（１００）。
10. 請求項１から９いずれか１項記載の電気外科器具（１００）と高周波電流発生器（２００）とを備えていることを特徴とする高周波外科用機器。

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