JP2019510543A - 単極及び双極器具用共通コネクタ - Google Patents

Abstract

電気外科用システムは、電気外科用器具と、電気外科用発電機と、を含む。発電機は、電気外科用エネルギーを出力するアクティブ端子及びリターン端子を有するエネルギー源と、エネルギー源を制御するコントローラと、を含む。ケーブルが電気外科用器具と電気外科用発電機との間に連結され、該ケーブルは、第１の導体及び第２の導体を含む。コントローラは、電気外科用器具が単極器具であるか双極器具であるかに基づいて、第１の導体及び／または第２の導体を使用してアクティブ端子及び／またはリターン端子を電気外科用器具に電気的に連結させるように構成されている。
【選択図】図１

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１６年２月２３日に出願された米国仮特許出願第６２／２９８，４９８号の利益を主張し、その全体内容が参照により本明細書に組み込まれる。

背景技術
電気外科手術は、組織を切断し、切除し、または凝固させるために、手術部位に高い無線周波数電流を印加することを含む。単極電気外科手術では、電源またはアクティブ電極が電気外科用発電機から組織に無線周波数エネルギーを送達し、リターン電極が電流を発電機に戻す。単極電気外科手術では、電源電極は、典型的には、外科医によって保持された外科用器具の一部であり、治療される組織に適用される。患者のリターン電極は、アクティブ電極から遠隔に配置され、電流を発電機に戻す。

双極電気外科手術では、手持ち式器具の電極のうちの一方がアクティブ電極として機能し、他方がリターン電極として機能する。リターン電極は、電気回路が２つの電極（例えば、電気外科用鉗子）の間に形成されるように、アクティブ電極に近接して配置される。この様態では、印加された電流は、電極間に位置決めされた身体組織に限定される。電極が互いに十分に分離されているとき、電気回路は開いており、このため、身体組織が分離された電極のいずれかと不注意に接触しても電流が流れない。

単極及び双極のツールは、標的組織への電流の送達方法が構造的に異なるため、ツールを電流源に接続するために、異なるケーブル及び／またはコネクタが必要である。したがって、単極ツールから双極ツールに切り替えるときに、ワークフローを単純化し、ケーブル及び／またはコネクタを別にする必要性を排除するためのニーズがある。

本開示は、電気外科用器具のための共通のコネクタを対象とし、より具体的には、単極ツールまたは双極ツールを電気外科用エネルギーの供給源に接続することができる共通の２つの導体コネクタを対象とする。

本開示の一態様では、電気外科用器具と、電気外科用発電機とを含む、電気外科用システムが提供される。電気外科用発電機は、電気外科用エネルギーを出力するアクティブ端子及びリターン端子を有するエネルギー源と、エネルギー源を制御するコントローラとを含む。ケーブルは、電気外科用器具を電気外科用発電機に電気的に連結させ、ケーブルは、第１の導体及び第２の導体を含む。コントローラは、電気外科用器具が単極器具であるか双極器具であるかに基づいて、第１の導体または第２の導体を使用してアクティブ端子及び／またはリターン端子を電気外科用器具に電気的に連結させるように構成されている。

いくつかの実施形態では、電気外科用器具が単極器具であるとき、コントローラはリターン端子をリターンパッドに電気的に連結させる。リターン端子は、単極器具から第２の導体に沿って伝送される信号に基づいて、またはユーザ入力に基づいて、リターンパッドに電気的に連結される。

いくつかの実施形態では、電気外科用システムはまた、第１のスイッチ及び第２のスイッチを含む。電気外科用器具が単極器具であるとき、第１のスイッチはリターン端子をリターンパッドに電気的に連結させ、第２のスイッチは第２の導体をコントローラに電気的に連結させる。電気外科器が双極器具であるとき、第１のスイッチ及び第２のスイッチは、リターン端子を第２の導体に連結させる。第１のスイッチ及び／または第２のスイッチは、電気外科用器具からのデータに基づいてコントローラによって制御され得る。

いくつかの実施形態では、単極器具が電気外科用発電機に接続されるとき、第２の導体はコントローラに連結される。

いくつかの実施形態では、電気外科器が双極器具であるとき、コントローラは、第２の導体を使用してリターン端子を電気外科用器具に電気的に連結させる。

いくつかの実施形態では、電気外科用システムは、デマルチプレクサを含む。デマルチプレクサは、双極器具が電気外科用発電機に接続されているとき、電気外科用エネルギーと、双極器具からのデータ信号とを含む入来信号を逆多重化し、データ信号をコントローラに提供し、電気外科用エネルギーをエネルギー源に戻す。

いくつかの実施形態では、コントローラは、双極器具からの信号またはユーザ入力に基づいて、リターン端子を第２の導体に電気的に連結させる。

本開示の上記及び他の態様、特徴、及び利点は、添付の図面と併せて考慮するとき、以下の詳細な説明に照らしてより明らかになるであろう。

本開示の一実施形態による、共通導体を使用する電気外科用システムのブロック図である。 本開示の別の実施形態による、共通導体を使用する電気外科用システムのブロック図である。 本開示の別の実施形態による、共通導体を使用する電気外科用システムのブロック図である。 本開示の一実施形態による、ロボット外科用システムのブロック図である。

本開示は、電気外科用器具のための共通の２つの導体コネクタを対象とする。本コネクタは、ユーザまたは臨床医が単極及び双極器具の両方に同じコネクタを使用することを可能にする。コネクタを使用して単極器具を電流源、例えば電気外科用発電機に接続するとき、１つの導体を使用して単極エネルギーを器具に伝送し、一方、他方の導体を使用して電気外科用発電機と単極器具との間で情報を伝送及び／または受信する。コネクタを使用して双極器具を電気外科用発電機に接続するとき、両方の導体を使用して双極エネルギーを双極器具に伝送する。

図１を参照すると、本開示の一実施形態による電気外科用システムが、概して１０として示されている。電気外科用システム１０は、ケーブル１８を介して双極器具１４または単極器具１６に接続され得る電気外科用発電機１２を含み、ケーブル１８は、一方の端は、従来の手段を介して電気外科用発電機１２に接続され、他方の端は、従来の手段を介して双極器具１４または単極器具１６のいずれかに接続される。ケーブル１８は、２つの導体１８Ａ及び１８Ｂを含む。導体１８Ａ及び１８Ｂは、並んで配置されていてもよく、または互いに同軸であってもよい。誘電体または絶縁材料（図示せず）が、導体１８Ａを導体１８Ｂから電気的に絶縁し得る。単極器具１６が電気外科用発電機１２に接続されているとき、リターンパッド２０は、電気外科用発電機１２に接続され得る。

電気外科用発電機１２は、無線周波数（ＲＦ）またはマイクロ波エネルギーを提供し得るエネルギー源２２を含む。コントローラ２４は、器具１４または１６によって組織に適用されている治療のタイプ（すなわち、封止、切断、焼灼など）に基づいて、エネルギー源２２の出力を制御する。

単極器具１６が電気外科用発電機１２に接続されるとき、コントローラ２４はスイッチ２６を作動させてエネルギー源２２のリターン端子２２Ａをリターンパッド２０に接続し、一方、スイッチ２８を作動させて導体１８Ｂをコントローラ２４に接続する。このため、単極器具１６の動作中、エネルギーは、エネルギー源２２のアクティブ端子２２Ｂから導体１８Ａを介して単極器具１６に流れ、リターンパッド２０及びリターン端子２２Ａを介してエネルギー源２２に戻る。コントローラ２４はまた、導体１８Ｂを介して、情報、例えば、組織パラメータまたは器具パラメータに関する単極器具１６からのデータ、を受信する。コントローラ２４は、ユーザ入力に基づいて、または単極器具１６が初めに電気外科用発電機１２に接続されるときにコントローラ２４に伝送される単極器具１６に保存された情報に基づいてスイッチ２６及び２８を作動させ得る。

双極器具１４が電気外科用発電機１２に接続されるとき、コントローラ２４はスイッチ２６を作動させてエネルギー源２２のリターン端子２２Ａを導体３０に接続し、一方、スイッチ２８を作動させて導体１８Ｂを導体３０に接続する。このため、双極器具１４の動作中、エネルギーは、エネルギー源２２のアクティブ端子２２Ａから導体１８Ａを介して双極器具１６に流れ、導体１８Ｂ、導体３０、及びリターン端子２２Ｂを介してエネルギー源２２に戻る。コントローラ２４は、ユーザ入力に基づいて、または双極器具１４が初めに電気外科用発電機１２に接続されるときにコントローラ２４に伝送される双極器具１４に保存された情報に基づいてスイッチ２６及び２８を作動させ得る。

図２を参照すると、本開示の一実施形態による電気外科用システムが、概して１００として示されている。電気外科用システム１００は、ケーブル１８を介して双極器具１４または単極器具１６に接続され得る電気外科用発電機１０２を含む。単極器具１６が電気外科用発電機１０２に接続されているときには、リターンパッド２０を電気外科用発電機１０２に接続し得る。

電気外科用発電機１０２は、エネルギー源２２と、器具１４または１６によって組織に適用されている治療のタイプ（すなわち、封止、切断、焼灼など）に基づいて、エネルギー源２２の出力を制御するコントローラ１０４とを含む。

単極器具１６が電気外科用発電機１０２に接続されるとき、コントローラ１０４はスイッチ１０６を作動させてエネルギー源２２のリターン端子２２Ａをリターンパッド２０に接続する。このため、単極器具１６の動作中、エネルギーは、エネルギー源２２のアクティブ端子２２Ｂから導体１８Ａを介して単極器具１６に流れ、リターンパッド２０を介してエネルギー源２２のリターン端子２２Ａに戻る。電気外科用発電機１０２はまた、導体１８Ｂを介して、情報、例えば、組織パラメータまたは器具パラメータに関する単極器具１６からのデータ、を受信し、前記情報をコントローラ１０４に提供するデマルチプレクサ１０８を含む。コントローラ１０８は、ユーザ入力に基づいて、または単極器具１６が初めに電気外科用発電機１２に接続されるときにコントローラ１０４に伝送される単極器具１６に保存された情報に基づいてスイッチ１０６を作動させ得る。

双極器具１４が電気外科用発電機１０２に接続されるとき、コントローラ１０４はスイッチ１０６を作動させてエネルギー源２２のリターン端子２２Ａをデマルチプレクサ１０８に接続する。コントローラ１０４は、ユーザ入力に基づいて、または双極器具１４が初めに電気外科用発電機１０２に接続されるときにコントローラ１０４に伝送される双極器具１４に保存された情報に基づいてスイッチ１０６を作動させ得る。このため、双極器具１４の動作中、エネルギーは、エネルギー源２２のアクティブ端子２２Ｂから導体１８Ａを介して双極器具１６に流れ、導体１８Ｂ、デマルチプレクサ１０８、及びリターン端子２２Ａを介してエネルギー源２２に戻る。コントローラ１０４はまた、デマルチプレクサ１０８及び導体１８Ｂを介して、双極器具１４に組織パラメータまたは器具パラメータを問い合わせ得る。デマルチプレクサ１０８は、導体１８Ｂに沿ってデータ及びエネルギーを伝送／受信するために、任意の従来のデマルチプレクス技術を使用し得る。デマルチプレクサ１０８は、電気外科用エネルギー及びデータを含む入来信号を双極器具１４から分離し、リターン端子２２Ａを介して、電気外科用エネルギーをエネルギー源２２に戻している間に、コントローラ１０４にデータを提供する。

図３を参照すると、本開示の一実施形態による電気外科用システムが、概して１５０として示されている。電気外科用システム１５０は、ケーブル１８を介して双極器具１４または単極器具１６に接続され得る電気外科用発電機１５２を含む。単極器具１６が電気外科用発電機１５２に接続されているときには、リターンパッド２０を電気外科用発電機１５２に接続し得る。

電気外科用発電機１５２は、器具１４または１６によって組織に適用されている治療のタイプ（すなわち、封止、切断、焼灼など）に基づいて、エネルギー源２２の出力を制御するコントローラ１５４に電気的に接続されたエネルギー源２２を含む。双極器具１４または単極器具１６が電気外科用発電機１５２に接続されているかどうかに基づいて、コントローラ１５４は、単極器具１６及びリターンパッド２０をエネルギー源２２に電気的に連結させるか、または双極器具１４をエネルギー源２２に電気的に連結させる。

単極器具１６が初めに電気外科用発電機１５２に接続されると、単極器具１６に保存された器具識別（ＩＤ）がコントローラ１５４に伝送され、コントローラ１５４は、導体１８Ａ及び導体１５６を介して、単極器具１６及びリターンパッド２０をエネルギー源２２に電気的に連結させる。コントローラ１５４はまた、導体１８Ｂを介して、単極器具１６に組織パラメータまたは器具パラメータを問い合わせ得る。双極器具１４が初めに電気外科用発電機１５２に接続されると、双極器具１４に保存された器具識別（ＩＤ）がコントローラ１５４に伝送され、コントローラ１５４は、導体１８Ａ及び導体１８Ｂを介して、双極器具１４をエネルギー源２２に電気的に連結させる。コントローラ１５４はまた、導体１８Ａまたは１８Ｂを介して、双極器具１４に組織パラメータまたは器具パラメータを問い合わせ得る。コントローラ１５４はまた、ケーブル１８に沿ってデータ及びエネルギーを伝送／受信するために、任意の従来のマルチプレキシング技術を使用し得る。

上記の実施形態はまた、ロボット外科用システム、及び一般に「遠隔手術」と称されるもので動作するように構成されてもよい。そのようなシステムは、様々なロボット要素を使用して手術室の臨床医を支援し、外科用器具の遠隔操作（または部分的遠隔操作）を可能にする。様々なロボットアーム、歯車、カム、プーリー、電気式及び機械式モータなどをこの目的のために使用することができ、手術または治療の過程で臨床医を支援するロボット外科用システムで設計し得る。そのようなロボットシステムは、遠隔操縦可能システム、自動的フレキシブル外科用システム、遠隔フレキシブル外科用システム、遠隔関節運動外科用システム、無線外科用システム、モジュール式または選択的構成可能な遠隔作動外科用システムなどを含み得る。

図４に示すように、ロボット外科用システム２００は、手術室の隣にある、または遠隔地に位置する１つ以上のコンソール２０２と共に使用されてもよい。この事例では、１チームの臨床医または看護師が、手術のために患者の準備を整え、１つ以上の器具２０４でロボット外科用システム２００を設定し、一方、別の臨床医（または臨床医のグループ）が、ロボット外科用システムを介して器具を遠隔制御してもよい。理解され得るように、高度に熟練した臨床医は、遠隔コンソールを離れずに複数の場所の複数の手術を実行してもよく、それは経済的に有利であるとともに、患者または一連の患者にとって有益であり得る。

外科用システム２００のロボットアーム２０６は、典型的には、コントローラ２１０によって一対のマスターハンドル２０８に連結される。コントローラ２１０は、コンソール２０２と一体化されてもよく、または手術室内の独立型装置として提供されてもよい。ハンドル２０６は、ロボットアーム２０６に取り付けられた任意のタイプの外科用器具２０４（例えば、プローブ、エンドエフェクタ、把持器、ナイフ、はさみなど）の作業端部に対応する動きを生成するために臨床医によって動かすことができる。

マスターハンドル２０８の動きは、臨床医が手術する手によって行われる動きとは異なって、より小さいまたはより大きい対応する動きを作業端部が有するようにスケーリングされてもよい。スケールファクタまたは歯車比は、操作者が外科用手術器具（複数可）２０４の作業端部の分解能を制御することができるように調節可能であってもよい。

外科用システム２００の動作中、ロボットアーム２０６及び／または外科用器具２０４に対応する動きを生成するように、マスターハンドル２０８は臨床医によって操作される。マスターハンドル２０８はコントローラ２１０に信号を提供し、コントローラ２１０は次に対応する信号を１つ以上の駆動モータ２１４に提供する。１つ以上の駆動モータ２１４は、ロボットアーム２０６及び／または外科用器具２０４を動かすために、ロボットアーム２０６に連結される。

マスターハンドル２０８は、様々なハプティクス２１６を含んで、様々な組織パラメータまたは状態、例えば、操作による組織抵抗性、切断またはその他の治療、組織への器具による圧力、組織温度、組織インピーダンスなどに関するフィードバックを臨床医に提供してもよい。理解され得るように、このようなハプティクス２１６は、実際の動作状態をシミュレートする増強された触覚フィードバックを臨床医に提供する。ハプティクス２１６は、振動モータ、電気活性ポリマー、圧電デバイス、静電デバイス、亜音速オーディオ波面作動デバイス、逆電気振動、またはユーザに触覚フィードバックを提供することができる任意の他のデバイスを含んでもよい。マスターハンドル２０８はまた、実際の手術状態を模擬する臨床医の能力をさらに高める繊細な組織操作または治療のための様々な異なるアクチュエータ２１８を含んでもよい。

本明細書に開示された実施形態は、本開示の例であり、様々な形態で具体化され得る。本明細書に開示された特定の構造的及び機能的詳細は、限定として解釈されるのではなく、特許請求の範囲の基礎として、及び当業者が実質的に任意の適切な詳細構造で本開示を多様に使用することを教示するための代表的基礎として解釈されるべきである。同様の参照番号は、図面の説明を通して類似のまたは同一の要素を指すものとする。

「一実施形態では」、「実施形態では」、「いくつかの実施形態では」、または「他の実施形態では」という句は、それぞれ、本開示による１つ以上の同一または異なる実施形態を指し得る。「ＡまたＢ」の形の句は、「（Ａ）、（Ｂ）、または（Ａ及びＢ）」を意味する。「Ａ、Ｂ、またはＣのうちの少なくとも１つ」という形の句は、「（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ａ及びＢ）、（Ａ及びＣ）、（Ｂ及びＣ）、または（Ａ、Ｂ、及びＣ）」を意味する。臨床医は、医者、看護士、技術者、医療助手、または医療処置を行う同様の者などの、外科医または任意の医療専門家を指し得る。

本明細書に記載されたシステムはまた、１つ以上のコントローラを利用して様々な情報を受信し、受信した情報を変換して出力を発生してもよい。コントローラは、任意のタイプのコンピューティングデバイス、計算回路、またはメモリに保存された一連の命令を実行することができる任意のタイプのプロセッサまたは処理回路を含んでもよい。コントローラは、複数のプロセッサ及び／またはマルチコア中央処理ユニット（ＣＰＵ）を含んでもよく、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラなどの任意のタイプのプロセッサを含んでもよい。コントローラはまた、一連の命令を実行するためのデータ及び／またはアルゴリズムを保存するためのメモリを含んでもよい。

本明細書に記載された方法、プログラム、アルゴリズム、またはコードのいずれも、プログラミング言語もしくはコンピュータプログラムに変換されるか、またはその中で表現されてもよい。「プログラミング言語」及び「コンピュータプログラム」は、コンピュータへの命令を指定するために使用される任意の言語を含み、（限定はされないが）これらの言語及びその派生語：アセンブラ、Ｂａｓｉｃ、バッチファイル、ＢＣＰＬ、Ｃ、Ｃ＋、Ｃ＋＋、Ｄｅｌｐｈｉ、Ｆｏｒｔｒａｎ、Ｊａｖａ（登録商標）、ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ（登録商標）、機械語、オペレーティングシステムコマンド言語、Ｐａｓｃａｌ、Ｐｅｒｌ、ＰＬ１、スクリプト言語、Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ、それ自身がプログラムを指定するメタ言語、ならびにすべての第１、第２、第３、第４、及び第５世代コンピュータ言語、を含む。また、データベースや他のデータスキーマ、及び任意のその他のメタ言語も含まれる。インタプリタされる言語とコンパイルされる言語間に区別はなく、またはコンパイル及びインタプリタされるアプローチの両方を使用する。プログラムのコンパイルされたバージョンとソースバージョンのとの間も区別されない。このため、プログラミング言語が２つ以上の状態（ソース、コンパイル、オブジェクト、またはリンクなど）で存在する可能性のあるプログラムへの言及は、任意の及びすべてのそのような状態への言及である。プログラムへの言及は、実際の命令及び／またはそれらの命令の意図を包含し得る。

本明細書に記載の方法、プログラム、アルゴリズムまたはコードのいずれも、１つ以上の機械可読媒体またはメモリに含まれてもよい。「メモリ」という用語は、プロセッサ、コンピュータ、またはデジタル処理デバイスなどの機械によって可読な形態で情報を提供する（例えば、保存及び／もしくは伝送する）機構を含んでもよい。例えば、メモリは、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、または任意の他の揮発性もしくは不揮発性メモリ記憶デバイスを含んでもよい。そこに含まれるコードまたは命令は、搬送波信号、赤外線信号、デジタル信号、及び他の同様の信号によって表すことができる。

前述の説明は、本開示の例示に過ぎないことを理解されたい。当業者であれば、本開示から逸脱することなく、様々な代替及び改変を考案することができる。例えば、本明細書で説明される拡張画像のいずれかを、臨床医に表示される単一の拡張画像に組み合わせることができる。したがって、本開示は、そのような代替、改変及び変形のすべてを包含するように意図されている。添付の図面を参照して説明した実施形態は、開示の特定の例を明示するためにのみ提示される。上記及び／または添付の特許請求の範囲と非実質的に異なる他の要素、ステップ、方法及び技術もまた、本開示の範囲内にあることが意図される。

Claims (13)

1. 電気外科用システムであって、
   電気外科用器具と、
   電気外科用発電機であって、
   電気外科用エネルギーを出力するアクティブ端子及びリターン端子を有するエネルギー源と、
   前記エネルギー源を制御するコントローラと、を含む、電気外科用発電機と、
   前記電気外科用器具と前記電気外科用発電機との間に連結されたケーブルであって、第１の導体及び第２の導体を含む、ケーブルと、を備え、
   前記コントローラは、前記電気外科用器具が単極器具であるか、または双極器具であるかに基づいて、前記第１の導体または前記第２の導体を使用して、前記アクティブ端子及び／または前記リターン端子を前記電気外科用器具に電気的に連結させるように構成されている、電気外科用システム。
2. 前記電気外科用器具が前記単極器具であるとき、前記コントローラは、前記リターン端子をリターンパッドに電気的に連結する、請求項１に記載の電気外科用システム。
3. 前記リターン端子は、前記単極器具から前記第２の導体に沿って伝送される信号に基づいて、前記リターンパッドに電気的に連結される、請求項２に記載の電気外科用システム。
4. 前記リターン端子は、ユーザからの入力に基づいて、前記リターンパッドに電気的に連結される、請求項２に記載の電気外科用システム。
5. 第１のスイッチと、
   第２のスイッチと、をさらに備える、請求項２に記載の電気外科用システム。
6. 前記電気外科用器具が前記単極器具であるとき、前記第１のスイッチは、前記リターン端子を前記リターンパッドに電気的に連結し、前記第２のスイッチは、前記第２の導体を前記コントローラに電気的に連結する、請求項５に記載の電気外科用システム。
7. 前記電気外科器が前記双極器具であるとき、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチは、前記リターン端子を前記第２の導体に連結させる、請求項５に記載の電気外科用システム。
8. 前記第１のスイッチ及び／または前記第２のスイッチは、前記電気外科用器具からのデータに基づいて、前記コントローラによって制御される、請求項５に記載の電気外科用システム。
9. 前記電気外科用器具が前記単極器具であるとき、前記第２の導体は、前記コントローラに連結される、請求項１に記載の電気外科用システム。
10. 前記電気外科器が前記双極器具であるとき、前記コントローラは、前記第２の導体を使用して前記リターン端子を前記電気外科用器具に電気的に連結させる、請求項１に記載の電気外科用システム。
11. デマルチプレクサをさらに備え、前記デマルチプレクサは、
    前記双極器具が前記電気外科用発電機に接続されているとき、前記電気外科用エネルギーと、前記双極器具からのデータ信号とを含む、入来信号を逆多重化し、
    前記データ信号を前記コントローラに提供し、
    前記電気外科用エネルギーを前記エネルギー源に戻す、請求項１に記載の電気外科用システム。
12. 前記コントローラは、前記双極器具からの信号に基づいて、前記リターン端子を前記第２の導体に電気的に連結させる、請求項１に記載の電気外科用システム。
13. 前記リターン端子は、ユーザからの入力に基づいて、前記第２の導体に電気的に連結される、請求項１に記載の電気外科用システム。