JP2021168942A - 複合発生器用の回路トポロジ - Google Patents

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Abstract

【課題】発生器によって出力される無線周波数（ＲＦ）信号及び超音波信号を管理するための装置、システム及び方法を提供する。【解決手段】ＲＦエネルギー出力部と、超音波エネルギー出力部と、発生器から合成されたＲＦ信号及び超音波信号を受信するように構成された回路と、を含む、外科用器具が含まれ、回路は、合成信号の周波数成分をフィルタ処理するように構成されてもよく、第１のフィルタ処理信号をＲＦエネルギー出力部に、第２のフィルタ処理信号を超音波エネルギー出力部に提供するように構成されているか、又は、回路は、外科用器具の出力部間で切り替えるように構成されてもよい。【選択図】図１

Description

（優先権）
本願は、２０１５年９月３０日に出願された「ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ ＦＯＲ ＰＲＯＶＩＤＩＮＧ ＣＯＭＢＩＮＥＤ ＲＡＤＩＯ ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＡＮＤ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＥＮＥＲＧＩＥＳ」と題する米国特許仮出願第６２／２３５，２６０号、２０１５年９月３０日に出願された「ＣＩＲＣＵＩＴ ＴＯＰＯＬＯＧＩＥＳ ＦＯＲ ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ」と題する米国特許仮出願第６２／２３５，３６８号及び２０１５年９月３０日に出願された「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＵＳＥＲ ＡＤＡＰＴＡＢＬＥ ＡＬＧＯＲＩＴＨＭＳ」と題する米国特許仮出願第６２／２３５，４６６号の利益を主張するものであり、それぞれの内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
（発明の分野）
本開示は、組織の凝固、封着及び／又は切断などの外科手技を実施するための超音波外科用システム、電気外科用システム及び電気外科用／超音波システムの組み合わせに概ね関する。特に、本開示は、無線周波数（ＲＦ）出力及び超音波出力用の合成信号を医療機器に伝達するように構成される複合発生器用の回路トポロジに関する。
本開示は、概ね、外科用器具及び関連する外科技術に関する。より具体的には、本開示は、外科医が切断及び凝固を行い、治療される組織の種類に基づいて、そのような手技を適合、及びカスタマイズすることを可能にする超音波及び電気外科用システムに関する。
超音波外科用器具は、このような器具の特殊な性能特性によって、外科手技において、ますます広範囲にわたる用途が見出されている。特定の器具構成及び操作パラメータに応じて、超音波外科用器具は、組織の切断及び凝固による止血を実質的に同時にもたらし、望ましくは、患者の外傷を最小限に抑えることができる。切断行為は、典型的には、器具の遠位端にあるエンドエフェクタ又はブレード先端によって実現され、これにより、エンドエフェクタと接触した組織に超音波エネルギーが伝送される。このような性質の超音波器具は、ロボット支援処置を含む切開外科用用途、腹腔鏡又は内視鏡の外科手技用に構成することができる。
外科用器具の中には超音波エネルギーを正確な切断及び凝固の調節の両方の目的で利用するものもある。超音波エネルギーは、組織と接触しているブレードを振動させることによって切断かつ凝固させる。高周波（例えば、毎秒５５，５００回）で振動する超音波ブレードは、組織内のタンパク質を変性して、粘着性の凝塊を形成する。ブレード表面が組織に及ぼす圧力により血管が崩壊され、凝塊が止血シールを形成することを可能にする。切断及び凝固の精度は、外科医の技術、並びに電力レベル、ブレードエッジ、組織トラクション及びブレード圧力の調整によって制御される。
組織を処置かつ／又は破壊するために、組織に電気エネルギーを印加するための電気外科用装置はまた、外科手技において、ますます広範な用途が見出されている。電気外科用装置は、ハンドピース及び遠位に取り付けられたエンドエフェクタ（例えば、１つ以上の電極）を有する器具を一般的に含む。エンドエフェクタは、電流が組織内に導入されるように、組織に対して位置決めすることができる。電気外科用装置は、双極又は単極動作用に構成することができる。双極動作中、電流は、エンドエフェクタの活性電極によって組織に導入され、エンドエフェクタの戻り電極によって組織から戻される。単極動作中において、電流は、エンドエフェクタの活性電極によって組織内に導入され、患者の身体上に別個に位置する戻り電極（例えば、接地パッド）を通じて戻される。組織を流れる電流によって生成される熱は、組織内及び／又は組織間の止血シールを形成してもよく、したがって、例えば、血管を封止するために特に有用であってもよい。電気外科用装置のエンドエフェクタはまた、組織に対して可動である切断部材、及び組織を横切するための電極を含んでもよい。
電気外科用装置によって印加される電気エネルギーは、ハンドピースと連通している発生器によって、器具へと伝達することができる。電気エネルギーは、無線周波数（「ＲＦ」）エネルギーの形態であってもよい。ＲＦエネルギーは、２００キロヘルツ（ｋＨｚ）〜１メガヘルツ（ＭＨｚ）の周波帯域であってもよい電気エネルギーの一形態である。印加中、電気外科用装置は、組織を通じて低周波数ＲＦエネルギーを伝送することができ、これはイオン撹拌又は摩擦、すなわち抵抗加熱を生じさせ、これによって組織の温度を増加させる。罹患組織と周囲組織との間にはっきりとした境界が形成されるため、外科医は、標的としない隣接する組織を犠牲にすることなく、高度な正確性及び制御で操作することができる。ＲＦエネルギーの低動作温度は、軟組織を除去、収縮又は成形し、同時に血管を封止するのに有用である。ＲＦエネルギーは、主にコラーゲンから構成され、かつ熱に接触した際に収縮する結合組織に特に良好に作用する。
これらの医療装置を使用するときの課題は、外科用器具を十分に制御かつカスタマイズできないことである。現在の器具の欠点のうちのいくつかを克服する外科用器具を提供することが望ましいであろう。
いくつかの医療装置が作製され使用されてきたが、本発明者より以前に添付の特許請求の範囲に記載される主題を作製又は使用した者は存在しないと考えられる。
一態様では、本開示は、超音波及びＲＦエネルギーモダリティの両方を利用する混合エネルギー外科用器具に関する。複数の回路トポロジが開示され、これらの回路トポロジのうちの１つ（以上）が混合エネルギー外科用器具に含まれるとき、回路トポロジは、発生器がＲＦエネルギー及び超音波エネルギーの両方を同時に又はＲＦと超音波の間で切り替えることによってのいずれかで組織内へと送り込むことができるようにする。
いくつかの態様では、回路トポロジは、合成された超音波信号とＲＦ周波数信号を、超音波周波数成分のみを有する信号と、別個にＲＦ周波数成分のみを有する信号とにフィルタ処理するように構成された高周波フィルタを含んでもよい。いくつかの場合では、１つ以上の帯域消去フィルタが使用される。いくつかの場合では、１つ以上の共振器は、所望の周波数を強調するために使用される。他の場合では、１つ以上の通過に基づくフィルタが使用される。いくつかの態様では、回路トポロジは、単一の合成信号から両方誘導される、ＲＦエネルギー及び超音波エネルギーの両方の同時適用を可能にする。
いくつかの態様では、回路トポロジは、同じ合成信号内でＲＦ周波数と超音波周波数との間を切り替えるように構成されたより多い又はより多いスイッチを含んでもよい。いくつかの場合では、１対以上のソリッドステートスイッチが、切替機能を提供する。一態様では、金属酸化物半導体（ＭＯＳＦＥＴ）スイッチは、切替機能を提供するために使用されてもよい。いくつかの場合では、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として実装されてもよい制御回路も同様に、切替を制御するために使用される。１つ以上のパルストランスは、いくつかの場合では、制御回路及びＭＯＳＦＥＴスイッチの対に連結されてもよい。他の場合では、切替は、制御回路に連結された１つ以上の電気機械式リレーを組み入れることによって行われてもよい。
前述のものに加えて、様々な他の方法並びに／又はシステム及び／若しくはプログラム製品の態様が、本開示の文中（例えば、「特許請求の範囲」及び／若しくは詳細な説明）並びに／又は図面などの教示で記載かつ説明される。
前述のものは概要であり、したがって、詳細の単純化、一般化、包括及び／又は省略を含んでもよく、それゆえに、当業者であれば、本「発明の概要」が単に例示的なものに過ぎず、いかなる形であれ限定する意図はないことを、理解するであろう。本明細書に記載される装置並びに／又はプロセス及び／若しくは他の主題の他の態様、特徴及び利点は、本明細書に記載される教示において明らかになるであろう。
１つ以上の様々な態様では、関連するシステムには、本明細書で参照する方法の態様に作用するための回路及び／又はプログラミングが挙げられるが、これらに限定されず、その回路及び／又はプログラミングは、本質的に、システムの設計選択に応じて、本明細書で参照する方法の態様に影響するように構成されたハードウェア、ソフトウェア及び／又はファームウェアの任意の組み合わせとすることができる。前述のものに加えて、様々な他の方法及び／又はシステム態様が、本開示の文中（例えば、「特許請求の範囲」及び／若しくは「発明を実施するための形態」）並びに／又は図面などの本教示に記載及び説明される。
更に、以下で記述する形態、形態の具現、実施例のうちの任意の１つ以上を、以下で記述する他の形態、形態の具現、実施例のうちの任意の１つ以上と組み合わせることができるものと理解されたい。
様々な形態は、外科手技中の組織の切開、切断及び／又は凝固を達成するために構成された、改良された超音波外科用器具を対象とする。一形態において、超音波外科用器具装置は、切開外科手技における使用のために構成されているが、腹腔鏡、内視鏡及びロボット支援処置のような他のタイプの手術における用途も有する。超音波エネルギーの選択的な使用によって多方面の用途が容易になる。
様々な形態が、本明細書に記述する超音波器具と組み合わせて記述される。そのような記載は限定するものではなく例として提供されており、その範囲及び適用を限定することを意図しない。例えば、記載される形態のうちのいずれか１つは、例えば、それぞれが参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第５，９３８，６３３号、同第５，９３５，１４４号、同第５，９４４，７３７号、同第５，３２２，０５５号、同第５，６３０，４２０号及び同第５，４４９，３７０号に記載されるものを含む多様な超音波器具と組み合わせて有用である。
以下の記述から明白となるように、本明細書に記述する外科用器具の形態は、外科用システムの発振器ユニットと関連付けて使用することができ、それにより、その発振器ユニットからの超音波エネルギーが所望の超音波作動を本明細書の外科用器具にもたらすように企図される。本明細書に記載される外科用器具の形態は、外科用システムの信号発生器ユニットと関連付けて使用されてもよく、それにより無線周波数（ＲＦ）の形態の電気エネルギーが、例えば、外科用器具に関してユーザにフィードバックを提供するために使用されることも企図される。超音波発振器及び／若しくは信号発生器ユニットは、取り外し不能に外科用器具と一体化されてもよく、又は外科用器具に電気的に取り付け可能であり得る分離した構成要素として提供されてもよい。
本明細書の外科用装置の一形態は、その単純な構造を利用した使い捨て用途のために特に構成されている。しかしながら、本外科用器具の他の形態は、使い捨てではないか又は複数回使用されるように構成され得ることも企図される。関連付けられる発振器及び信号発生器ユニットとの、本発明の外科用器具の取り外し可能な接続について、ここでは１人の患者用として、あくまで例示を目的として開示する。しかし、本外科用器具を、関連付けられる発振器及び／又は信号発生器ユニットと取り外し可能にせずに、一体化接続することも企図される。したがって、本明細書に記載される外科用器具の様々な形態は、限定されないが、取り外し可能及び／又は取り外し不能のいずれかの一体型発振器及び／又は信号発生器ユニットと共に、単回使用及び／又は複数回使用するように構成され得、そのような構成のすべての組み合わせは、本開示の範囲内にあることが企図される。
上記の「発明の概要」はあくまで例示的なものに過ぎず、いかなる意味においても限定を目的としたものではない。上記に述べた例示的な態様及び特徴に加えて、更なる態様及び特徴が、図面及び以下の詳細な説明を参照することにより明らかになるであろう。
本明細書に記載される新規な特徴は、添付の「特許請求の範囲」に詳細に記載される。しかし、様々な態様は、構成及び操作の方法のいずれに関しても、以下の説明文を添付の図面と共に参照することによってより深い理解を得ることができる。
発生器及びそれと共に使用可能な様々な外科用器具を含む外科用システムの一形態を示す図である。 図１に示した組み合わせ電気外科用及び超音波器具の図である。 図１に示した外科用システムの図である。 一形態における動作ブランチ電流を示すモデルである。 一形態における発生器アーキテクチャの構造図である。 超音波トランスデューサを駆動させるための超音波電気信号を生成する、発生器の駆動システムの一形態を示す図である。 組織インピーダンスモジュールを含む発生器の駆動システムの一形態を示す図である。 外科用器具にエネルギーを送達するための複合無線周波数及び超音波エネルギー発生器の例を示す図である。 複数の外科用器具に合成された無線周波数及び超音波エネルギーを送達するためのシステムの図である。 複数の外科用器具に、合成された無線周波数及び超音波エネルギーを送達するためのシステムの通信アーキテクチャを示す図である。 複数の外科用器具に、合成された無線周波数及び超音波エネルギーを送達するためのシステムの通信アーキテクチャを示す図である。 複数の外科用器具に、合成された無線周波数及び超音波エネルギーを送達するためのシステムの通信アーキテクチャを示す図である。 本開示の一態様による発生器によって出力されるＲＦ及び超音波電流を管理するように構成されたシステム用の回路図である。 本開示の一態様による発生器によって出力されるＲＦ及び超音波電流を管理するように構成されたシステム用の回路図である。 図１４に示した回路図のシミュレーション結果のグラフを示す図である。 図１４に示した回路図のシミュレーション結果のグラフを示す図である。 図１４に示した回路図のシミュレーション結果のグラフを示す図である。 図１４に示した回路図のシミュレーション結果のグラフを示す図である。 図１４に示した回路図のシミュレーション結果のグラフを示す図である。 図１４に示した回路図のシミュレーション結果のグラフを示す図である。 図１４に示した回路図のシミュレーション結果のグラフを示す図である。 本開示の一態様による発生器によって出力されるＲＦ及び超音波電流を管理するように構成されたシステム用の、高周波帯域消去フィルタを含む回路図である。 本開示の一態様による発生器によって出力されるＲＦ及び超音波電流を管理するように構成されたシステム用の、同調されたＬＣ回路を含む回路図である。 本開示の一態様による発生器によって出力されるＲＦ及び超音波電流を管理するように構成されたシステム用の、直列接続されたＭＯＳＦＥＴトランジスタを含む回路図である。 本開示の一態様による発生器によって出力されるＲＦ及び超音波電流を管理するように構成されたシステム用の、ソーストゥソースに配置された１対のＭＯＳＦＥＴスイッチを含む回路図である。 本開示の一態様による発生器によって出力されるＲＦ及び超音波電流を管理するように構成されたシステム用の、直列接続されたＭＯＳＦＥＴトランジスタを含む回路図である。 本開示の一態様による発生器によって出力されるＲＦ及び超音波電流を管理するように構成されたシステム用の、１対の電気機械式リレーを含む回路図である。 本開示の一態様による発生器によって出力されるＲＦ及び超音波電流を管理するように構成されたシステム用の、スイッチ作動体を含む回路図である。 本開示の一態様による発生器によって出力されるＲＦ及び超音波電流を管理するように構成されたシステム用の、上図において論じられた複数構成由来の構成要素を含む回路図である。 本開示の一態様による発生器によって出力されるＲＦ及び超音波電流を管理するように構成された、近位プラグ内にＭＯＳＦＥＴスイッチ及び制御回路を含む回路トポロジ用のシステム構成を示す図である。 本開示の一態様による発生器によって出力されるＲＦ及び超音波電流を管理するように構成された、遠位プラグ内にＭＯＳＦＥＴスイッチ及び制御回路を含む回路トポロジ用のシステム構成を示す図である。 本開示の一態様による発生器によって出力されるＲＦ及び超音波電流を管理するように構成された、遠位プラグ内にＭＯＳＦＥＴスイッチ及び制御回路を含み、ハンドル内に制御回路を含む回路トポロジ用のシステム構成を示す図である。 本開示の一態様による発生器によって出力されるＲＦ及び超音波電流を管理するように構成された、遠位プラグ内にＭＯＳＦＥＴスイッチを含み、ハンドル内に制御回路を含む回路トポロジ用のシステム構成を示す図である。 本開示の一態様による発生器によって出力されるＲＦ及び超音波電流を管理するように構成された、ハンドル内にＭＯＳＦＥＴスイッチ及び制御回路を含む回路トポロジ用のシステム構成を示す図である。 本開示の一態様による発生器によって出力されるＲＦ及び超音波電流を管理するように構成された、近位プラグ内に帯域消去フィルタを含み、ハンドル内に制御回路を含む回路トポロジ用のシステム構成を示す図である。 本開示の一態様による発生器によって出力されるＲＦ及び超音波電流を管理するように構成された、遠位プラグ内に帯域消去フィルタを含み、ハンドル内に制御回路を含む回路トポロジ用のシステム構成を示す図である。 本開示の一態様による発生器によって出力されるＲＦ及び超音波電流を管理するように構成された、ハンドル内に帯域消去フィルタ及び制御回路を含む回路トポロジ用のシステム構成を示す図である。 本開示の一態様による発生器によって出力されるＲＦ及び超音波電流を管理するように構成された、遠位プラグ内に帯域消去フィルタを含み、ハンドル内に制御回路を含み、印加部分にＤＣモータを含む回路トポロジ用のシステム構成を示す図である。 本開示の一態様による発生器によって出力されるＲＦ及び超音波電流を管理するように構成された、印加部分に固定高電圧ＲＦ出力部を含み、遠位プラグ内に帯域消去フィルタを含み、ハンドル内に制御回路及び変圧器を含む回路トポロジ用のシステム構成を示す図である。 本開示の一態様による発生器によって出力されるＲＦ及び超音波電流を管理するように構成された、印加部分に機械的切替式高電圧／低電圧ＲＦ出力部を含み、遠位プラグ内に帯域消去フィルタを含み、ハンドル内に制御回路及び変圧器を含む回路トポロジ用のシステム構成を示す図である。 本開示の一態様による発生器によって出力されるＲＦ及び超音波電流を管理するように構成された、印加部分に電気的切替式高電圧／低電圧ＲＦ出力部を含み、遠位プラグ内に帯域消去フィルタを含み、ハンドル内に制御回路及び変圧器を含む回路トポロジ用のシステム構成を示す図である。 本開示の一態様による発生器によって出力されるＲＦ及び超音波電流を管理するように構成された、印加部分に固定高電圧ＲＦ出力部を含み、近位プラグ内に帯域消去フィルタを含み、ハンドル内に制御回路及び変圧器を含む回路トポロジ用のシステム構成を示す図である。 発生器からのエネルギーの２つの波形の例示的グラフの図である。 図４３の波形の和の例示的グラフの図である。 ＲＦ波形が超音波波形に依存する、図４３の波形の和の例示的グラフの図である。 ＲＦ波形が超音波波形の関数である、図４３の波形の和の例示的グラフの図である。 高波高率を伴う複合ＲＦ波形の例示的グラフの図である。
以下の「発明を実施するための形態」では、本明細書の一部を構成する添付の図面を参照する。図中、一般的に、同様の記号及び参照符合は、内容によりそうでない旨が断られない限り、複数の図を通じて同様の要素を示す。「発明を実施するための形態」、「図面の簡単な説明」及び「特許請求の範囲」に記載される例示的な態様は、限定を目的としたものではない。本明細書に示される主題の主旨又は範囲から逸脱することなく、他の態様が使用されてもよく、また他の変更が行われてもよい。
本開示の様々な態様を詳細に説明する前に、本明細書に開示された様々な態様はそれらの応用又は利用の際に、添付図面及び説明に例示される部品の構造及び配置の詳細に限定されないことに留意すべきである。むしろ、開示された態様は、他の態様、その変形及び改変として配置するか又はこれらに組み入れることが可能であり、様々な形で実施又は実行してもよい。したがって、本明細書に開示された態様は、例示的な性質のものであり、その範囲又は用途を限定することを目的としたものではない。更に、特に断らない限り、本明細書で用いる用語及び表現は、読者の便宜のために態様を説明する目的で選択されるものであって、それらの範囲を限定しようとするものではない。更に、開示された態様、態様の表現及び／又はその実施例のうちの任意の１つ以上を、限定することなく他の開示された態様、態様の表現及び／又はその実施例のうちの任意の１つ以上と組み合わせることができる点を理解されたい。
また、以下の説明において、前、後、内側、外側、上部、下部といった用語は便宜的に用いられる語であると理解するべきであり、限定的な用語として解釈されるべきではない。本明細書で使用される用語は、本明細書に述べられるデバイス、又はその部分を他の向きで取り付けるか又は用いることが可能である限り、限定的なものではない。図面を参照しながら、様々な態様をより詳細に説明する。
本願は、本願と共に同時に出願された以下の同一所有者の特許出願に関し、
代理人整理番号ＥＮＤ７７６８ＵＳＮＰ２／１５０４４９−２、Ｗｉｅｎｅｒ ｅｔ ａｌ．による、名称「ＣＩＲＣＵＩＴＳ ＦＯＲ ＳＵＰＰＬＹＩＮＧ ＩＳＯＬＡＴＥＤ ＤＩＲＥＣＴ ＣＵＲＲＥＮＴ（ＤＣ）ＶＯＬＴＡＧＥ ＴＯ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」、
代理人整理番号ＥＮＤ７７６８ＵＳＮＰ３／１５０４４９−３、Ｙａｔｅｓ ｅｔ ａｌ．による、名称「ＦＲＥＱＵＥＮＣＹ ＡＧＩＬＥ ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ ＦＯＲ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ」、
代理人整理番号ＥＮＤ７７６８ＵＳＮＰ４／１５０４４９−４、Ａｓｈｅｒ ｅｔ ａｌ．による、名称「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＳＥＬＥＣＴＩＮＧ ＯＰＥＲＡＴＩＯＮＳ ＯＦ Ａ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＵＳＥＲ ＩＮＴＥＮＴＩＯＮ」、
代理人整理番号ＥＮＤ７７６９ＵＳＮＰ１／１５０４４８−１、Ｗｉｅｎｅｒ ｅｔ ａｌ．による、名称「ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ ＦＯＲ ＤＩＧＩＴＡＬＬＹ ＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＳＩＧＮＡＬ ＷＡＶＥＦＯＲＭＳ ＦＯＲ ＥＬＥＣＴＲＯＳＵＲＧＩＣＡＬ ＡＮＤ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」、
代理人整理番号ＥＮＤ７７６９ＵＳＮＰ２／１５０４４８−２、Ｗｉｅｎｅｒ ｅｔ ａｌ．による、名称「ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ ＦＯＲ ＤＩＧＩＴＡＬＬＹ ＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧ ＣＯＭＢＩＮＥＤ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＳＩＧＮＡＬ ＷＡＶＥＦＯＲＭＳ ＦＯＲ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ」、
代理人整理番号ＥＮＤ７７６９ＵＳＮＰ３／１５０４４８−３、Ｙａｔｅｓ ｅｔ ａｌ．による、名称「ＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ ＦＯＲ ＧＥＮＥＲＡＴＯＲ ＦＯＲ ＤＩＧＩＴＡＬＬＹ ＧＥＮＥＲＡＴＩＮＧ ＥＬＥＣＴＲＯＳＵＲＧＩＣＡＬ ＡＮＤ ＵＬＴＲＡＳＯＮＩＣ ＤＩＧＩＴＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬ ＳＩＧＮＡＬ ＷＡＶＥＦＯＲＭＳ」、
これらはそれぞれその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本願はまた、２０１６年６月９日に出願された以下の同一所有者の特許出願に関し、
米国特許出願第１５／１７７，４３０号、名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＵＳＥＲ ＡＤＡＰＴＡＢＬＥ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ」、
米国特許出願第１５／１７７，４３９号、名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＷＩＴＨ ＵＳＥＲ ＡＤＡＰＴＡＢＬＥ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＴＩＳＳＵＥ ＴＹＰＥ」、
米国特許出願第１５／１７７，４４９号、名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ ＷＩＴＨ ＵＳＥＲ ＡＤＡＰＴＡＢＬＥ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ ＥＭＰＬＯＹＩＮＧ ＭＵＬＴＩＰＬＥ ＥＮＥＲＧＹ ＭＯＤＡＬＩＴＩＥＳ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＴＩＳＳＵＥ」、
米国特許出願第１５／１７７，４５６号、名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ ＷＩＴＨ ＵＳＥＲ ＡＤＡＰＴＡＢＬＥ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＴＩＳＳＵＥ ＩＭＰＥＤＡＮＣＥ」、
米国特許出願第１５／１７７，４６６号、名称「ＳＵＲＧＩＣＡＬ ＳＹＳＴＥＭ ＷＩＴＨ ＵＳＥＲ ＡＤＡＰＴＡＢＬＥ ＴＥＣＨＮＩＱＵＥＳ ＥＭＰＬＯＹＩＮＧ ＳＩＭＵＬＴＡＮＥＯＵＳ ＥＮＥＲＧＹ ＭＯＤＡＬＩＴＩＥＳ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＴＩＳＳＵＥ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ」、
これらはそれぞれその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
図１〜図５を参照すると、外科用器具を含む外科用システム１０の一形態が図示されている。図１は、発生器１００及びそれと共に使用可能な様々な外科用器具１０４、１０６、１０８を含む外科用システム１０の一形態を図示しており、外科用器具１０４は、超音波外科用器具であり、外科用器具１０６は、ＲＦ電気外科用器具１０６であり、多機能外科用器具１０８は、組み合わせ超音波／ＲＦ電気外科用器具である。図２は、図１に示した多機能外科用器具１０８の図である。図１及び図２の両方を参照すると、発生器１００は、様々な外科用器具と使用するために構成可能である。
様々な形態によると、発生器１００は、例えば、超音波外科用器具１０４、ＲＦ電気外科用器具１０６並びに発生器１００から同時に送達されるＲＦエネルギー及び超音波エネルギーを統合する多機能外科用器具１０８を含む、異なる種類の異なる外科用器具と使用するために構成可能であってもよい。図１の形態では、発生器１００は、外科用器具１０４、１０６、１０８とは別個に示されているが、一形態では、発生器１００は、外科用器具１０４、１０６、１０８のうちの任意と一体的に形成されて、一体型外科用システムを形成してもよい。発生器１００は、発生器１００のコンソールの前側パネル上に位置する入力デバイス１１０を含む。入力デバイス１１０は、発生器１００の動作をプログラミングするのに好適な信号を生成する、任意の好適なデバイスを含んでもよい。
図１は、複数の外科用器具１０４、１０６、１０８を駆動するように構成された発生器１００を例示する。第１の外科用器具１０４は、ハンドピース１０５（ＨＰ）、超音波トランスデューサ１２０、シャフト１２６及びエンドエフェクタ１２２を含む超音波外科用器具１０４である。エンドエフェクタ１２２は、超音波トランスデューサ１２０と音響的に連結された超音波ブレード１２８と、クランプアーム１４０と、を含む。ハンドピース１０５は、クランプアーム１４０を動作させるトリガ１４３と、超音波ブレード１２８又は他の機能にエネルギー供給しかつ駆動するためのトグルボタン１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃの組み合わせと、を含む。トグルボタン１３４ａ、１３４ｂ、１３４ｃは、発生器１００により超音波トランスデューサ１２０にエネルギー供給するように構成することができる。
依然として図１を参照すると、発生器１００はまた、第２の外科用器具１０６を駆動するようにも構成されている。第２の外科用器具１０６は、ＲＦ電気外科用器具であり、ハンドピース１０７（ＨＰ）、シャフト１２７及びエンドエフェクタ１２４を含む。エンドエフェクタ１２４は、クランプアーム１４２ａ、１４２ｂ内の電極と、シャフト１２７の導体部分を通した帰路と、を含む。電極は、発生器１００内の双極エネルギー源に連結され、双極エネルギー源によってエネルギー供給される。ハンドピース１０７は、クランプアーム１４２ａ、１４２ｂを動作させるためのトリガ１４５と、エンドエフェクタ１２４内の電極にエネルギー供給するためのエネルギースイッチを作動するためのエネルギーボタン１３５と、を含む。
依然として図１を参照すると、発生器１００はまた、多機能外科用器具１０８を駆動するようにも構成されている。多機能外科用器具１０８は、ハンドピース１０９（ＨＰ）、シャフト１２９及びエンドエフェクタ１２５を含む。エンドエフェクタは、超音波ブレード１４９及びクランプアーム１４６を含む。超音波ブレード１４９は、超音波トランスデューサ１２０と音響的に連結される。ハンドピース１０９は、クランプアーム１４６を動作させるためのトリガ１４７と、超音波ブレード１４９又は他の機能にエネルギー供給しかつ駆動するためのトグルボタン１３７ａ、１３７ｂ、１３７ｃの組み合わせと、を含む。トグルボタン１３７ａ、１３７ｂ、１３７ｃは、発生器１００で超音波トランスデューサ１２０にエネルギー供給し、かつ発生器１００内に同様に収容された双極エネルギー源により超音波ブレード１４９にエネルギー供給するように構成することができる。
図１及び図２の両方を参照すると、発生器１００は、様々な外科用器具と使用するために構成可能である。様々な形態によると、発生器１００は、例えば、超音波外科用器具１０４、ＲＦ電気外科用器具１０６並びに発生器１００から同時に送達されるＲＦエネルギー及び超音波エネルギーを統合する多機能外科用器具１０８を含む、異なる種類の異なる外科用器具と使用するために構成可能であってもよい。図１の形態では、発生器１００は、外科用器具１０４、１０６、１０８とは別個に示されているが、一形態では、発生器１００は、外科用器具１０４、１０６、１０８のうちの任意の１つと一体的に形成されて、一体型外科用システムを形成してもよい。発生器１００は、発生器１００のコンソールの前側パネル上に位置する入力デバイス１１０を含む。入力デバイス１１０は、発生器１００の動作をプログラミングするのに好適な信号を生成する、任意の好適なデバイスを含んでもよい。発生器１００はまた、１つ以上の出力デバイス１１２を含んでもよい。
ここで図２を参照すると、発生器１００は、多機能外科用器具１０８に連結されている。発生器１００は、超音波トランスデューサ１２０と、ケーブル１４４を介してクランプアーム１４６内に位置する電極と、に連結されている。超音波トランスデューサ１２０及びシャフト１２９を通って延在する導波管（導波管は図２に示さず）は、エンドエフェクタ１２５の超音波ブレード１４９を駆動する超音波駆動システムを集合的に形成してもよい。エンドエフェクタ１２５は、クランプアーム１４６を更に含み、クランプアーム１４６と超音波ブレード１４９との間に位置する組織を把持してもよい。クランプアーム１４６は、発生器１００の一方の極性（例えば、正極）に連結された１つ、又は２つ以上の電極を含む。超音波ブレード１４９は、第２の極性（例えば、負極）を形成し、発生器１００にもまた連結されている。ＲＦエネルギーは、クランプアーム１４６内の電極（複数可）に印加され、クランプアーム１４６と超音波ブレード１４９との間に位置する組織を通り、超音波ブレード１４９を通り、ケーブル１４４を介して発生器１００に戻る。一形態では、発生器１００は、変化させることができるか、又は別の方法で超音波トランスデューサ１２０を駆動して組織にＲＦエネルギーを印加するために好適な、高分解能、精度及び繰り返し性により修正することができる特定の電圧、電流及び／又は周波数出力信号の駆動信号を発生させるように構成されてもよい。
依然として図２を参照すると、多機能外科用器具１０８は、トグルボタン１３７ａ、１３７ｂ、１３４ｃの任意の組み合わせを含んでもよいことが理解されよう。例えば、多機能外科用器具１０８は、最大超音波エネルギー出力を発生させるためのトグルボタン１３７ａと、最大又は最大電力レベル未満のいずれかでパルス出力を発生させるためのトグルボタン１３７ｂと、の２つのトグルボタンのみを有するように構成される場合がある。このようにして、発生器１００の駆動信号出力構成は、５個の連続信号及び、５又は４又は３又は２又は１個のパルス信号である場合がある。ある特定の形態では、特定の駆動信号構成は、例えば、発生器１００における電気的消去可能なプログラミング可能読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）などの不揮発性メモリ設定及び／又はユーザ電力レベル選択（複数可）に基づいて制御されてもよい。
特定の形態では、２位置スイッチは、トグルボタン１３７ｃの代替として提供されてもよい。例えば、多機能外科用器具１０８は、最大電力レベルで連続出力を発生させるためのトグルボタン１３７ａと、２位置トグルボタン１３７ｂと、を含んでもよい。第１の戻り止め位置では、トグルボタン１３７ｂは、最大未満の電力レベルで連続的な出力を生成することができ、第２の戻り止め位置では、トグルボタン１３７ｂは、（例えば、ＥＥＰＯＭ設定値に応じて、最大電力レベル又は最大未満の電力レベルのいずれかで）パルス状出力を生成することができる。ボタン１３７ａ、１３７ｂ、１３７ｃのうちの任意の１つは、ＲＦエネルギーを活性化してＲＦエネルギーをエンドエフェクタ１２５に印加するように構成されてもよい。
依然として図２を参照すると、発生器１００の形態は、器具ベースのデータ回路との通信を可能にしてもよい。例えば、発生器１００は、第１のデータ回路１３６及び／又は第２のデータ回路１３８と通信するように構成されてもよい。例えば、第１のデータ回路１３６は、本明細書に記載されたように、バーンイン周波数スロープを示してもよい。追加的に又は代替的に、任意の種類の情報は、データ回路インターフェースを介して（例えば、論理デバイスを使用して）第２のデータ回路に記憶するために第２のデータ回路に通信されてもよい。このような情報は例えば、器具が使用された最新の動作数、並びに／又は、その使用の日付及び／若しくは時間を含んでもよい。特定の形態では、第２のデータ回路は、１つ以上のセンサ（例えば、器具ベースの温度センサ）によって取得されたデータを伝達してもよい。ある特定の形態では、第２のデータ回路は、発生器１００からデータを受信し、その受信データに基づいてユーザに表示（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）表示又はその他の可視表示）を提供してもよい。多機能外科用器具１０８に収容された第２のデータ回路１３８。いくつかの形態では、第２のデータ回路１３８は、本明細書に記載される第１のデータ回路１３６のものと類似した多くのものに実装されてもよい。器具インターフェース回路は、この通信を可能にするための第２のデータ回路インターフェースを含んでもよい。一形態では、第２のデータ回路インターフェースは、トライステートデジタルインターフェースを含んでもよいが、他のインターフェースも使用されてもよい。ある特定の形態では、第２のデータ回路は、一般にデータを送信かつ／又は受信するための任意の回路であってもよい。一形態では、例えば、第２のデータ回路は、第２のデータ回路が関連付けられた特定の外科用器具１０４、１０６、１０８に関する情報を記憶してもよい。このような情報は、例えば、モデル番号、シリアル番号、外科用器具１０４、１０６、１０８が使用された動作数、及び／又は任意の他の種類の情報を含んでもよい。図２の例では、第２のデータ回路１３８は、関連する超音波トランスデューサ１２０、エンドエフェクタ１２５、超音波エネルギー駆動システム又はＲＦ電気外科用エネルギー駆動システムの電気的及び／又は超音波的特性に関する情報を記憶してもよい。本明細書に記載される様々なプロセス及び技術は、発生器によって実行され得る。しかし、ある特定の実施例の形態では、これらのプロセス及び技術のすべて又は一部が多機能外科用器具１０８に配置された内部論理１３９によって行われてもよいことが理解されよう。
図３は、図１の外科用システム１０の図である。様々な形態では、発生器１００は、モジュール及び／又はブロックなどのいくつかの別個の機能的要素を含んでもよい。異なる機能的要素又はモジュールは、異なる種類の外科用器具１０４、１０６、１０８を駆動するために構成されてもよい。例えば、超音波駆動回路１１４は、ケーブル１４１を介して外科用器具１０４などの超音波デバイスを駆動してもよい。電気外科／ＲＦ駆動回路１１６は、ケーブル１３３を介してＲＦ電気外科用器具１０６を駆動してもよい。各駆動回路１１４、１１６、１１８は、複合ＲＦ／超音波駆動回路１１８として複合化されて、ケーブル１４４を介して多機能外科用器具１０８を駆動するための各駆動信号の両方を生成してもよい。様々な形態において、超音波駆動回路１１４及び／又は電気外科／ＲＦ駆動回路１１６はそれぞれ、発生器１００と一体的に又は外装式に形成されてもよい。あるいは、駆動回路１１４、１１６、１１８のうちの１つ以上は、発生器１００に電気的に連結された別個の回路モジュールとして設けられてもよい。（駆動回路１１４、１１６、１１８は、この選択肢を例示するために仮想線で示されている。）また、いくつかの形態では、電気外科／ＲＦ駆動回路１１６は、超音波駆動回路１１４と一体的に形成されてもよいか、又はその逆であってもよい。また、いくつかの形態では、発生器１００は、完全に省かれてもよく、駆動回路１１４、１１６、１１８は、各外科用器具１０４、１０６、１０８内のプロセッサ又は他のハードウェアによって実行されてもよい。
他の形態では、超音波駆動回路１１４及び電気外科／ＲＦ駆動回路１１６の電気出力部は、電気外科用ＲＦエネルギー及び超音波エネルギーと同時に多機能外科用器具１０８を駆動することができる単一の電気信号に合成されてもよい。この単一電気駆動信号は、複合駆動回路１１８によって生成されてもよい。多機能外科用器具１０８は、超音波エネルギー及び電気外科用ＲＦエネルギーを受信するために、超音波ブレード及びエンドエフェクタ１２５内の１つ以上の電極に連結された超音波トランスデューサ１２０を含む。多機能外科用器具１０８は、合成ＲＦ／超音波エネルギー信号を分割する信号処理用の構成要素を含むため、ＲＦ信号は、エンドエフェクタ１２５内の電極に伝達することができ、超音波信号は、超音波トランスデューサ１２０に伝達することができる。
記載される形態によると、超音波駆動回路１１４は、特定の電圧、電流及び周波数、例えば、５５，５００サイクル毎秒（Ｈｚ）の駆動信号（複数可）を生成してもよい。駆動信号（複数可）は、超音波外科用器具１０４に、具体的には、例えば、上述したように動作してもよい超音波トランスデューサ１２０に提供されてもよい。超音波トランスデューサ１２０及びシャフト１２６を通って延在する導波管（導波管は図示せず）は、エンドエフェクタ１２２の超音波ブレード１２８を駆動する超音波駆動システムを集合的に形成してもよい。一形態では、発生器１００は、段階式とすることができるか、又は別の方法で高分解能、精度及び繰り返し性により修正することができる特定の電圧、電流及び／又は周波数出力信号の駆動信号を発生させるように構成されてもよい。
発生器１００は、任意の好適な方法で超音波トランスデューサ１２０に駆動信号を提供するために起動されてもよい。例えば、発生器１００は、フットスイッチケーブル１３２を介して発生器１００に連結されたフットスイッチ１３０を含んでもよい。臨床医は、フットスイッチ１３０を押すことによって、超音波トランスデューサ１２０を起動してもよい。フットスイッチ１３０に加えて、又はその代わりに、超音波外科用器具１０４のいくつかの形態は、起動されたときに、発生器１００に超音波トランスデューサ１２０を起動させてもよい、ハンドピース上に位置決めされた１つ以上のスイッチを利用してもよい。一形態では、例えば、１つ以上のスイッチは、例えば、超音波外科用器具１０４の動作モードを決定するために、１対のトグルボタン１３７ａ、１３７ｂ（図２）を含んでもよい。トグルボタン１３７ａが押されるとき、例えば、発生器１００は、超音波トランスデューサ１２０に最大駆動信号を提供し、これに最大超音波エネルギー出力を生成させてもよい。トグルボタン１３７ｂを押すことにより、発生器１００が超音波トランスデューサ１２０にユーザ選択可能な駆動信号を提供して、最大超音波エネルギー出力未満の出力を生成させてもよい。
追加的に又は代替的に、１つ以上のスイッチは、押されたとき、発生器１００にパルス状出力を提供させるトグルボタン１３７ｃを含んでもよい。パルスは、例えば、任意の好適な周波数及び分類で提供されてもよい。ある特定の形態では、パルスの電力レベルは、例えば、トグルボタン１３７ａ、１３７ｂに関連する電力レベル（最大、最大未満）であってもよい。
超音波外科用器具１０４、及び／又は多機能外科用器具１０８は、トグルボタン１３７ａ、１３７ｂ、１３７ｃの任意の組み合わせを含んでもよいことが理解されよう。例えば、多機能外科用器具１０８は、最大超音波エネルギー出力を発生させるためのトグルボタン１３７ａと、最大又は最大電力レベル未満のいずれかでパルス出力を発生させるためのトグルボタン１３７ｃと、の２つのトグルボタンのみを有するように構成される場合がある。このようにして、発生器１００の駆動信号出力構成は、５個の連続信号及び、５又は４又は３又は２又は１個のパルス信号である場合がある。ある特定の形態では、特定の駆動信号構成は、例えば、発生器１００におけるＥＥＰＲＯＭ設定及び／又はユーザ電力レベル選択（複数可）に基づいて制御されてもよい。
特定の形態では、２位置スイッチは、トグルボタン１３７ｃの代替として提供されてもよい。例えば、超音波外科用器具１０４は、最大電力レベルで連続出力を発生させるためのトグルボタン１３７ａと、２位置トグルボタン１３７ｂと、を含んでもよい。第１の戻り止め位置では、トグルボタン１３７ｂは、最大未満の電力レベルで連続的な出力を生成することができ、第２の戻り止め位置では、トグルボタン１３７ｂは、（例えば、ＥＥＰＯＭ設定値に応じて、最大電力レベル又は最大未満の電力レベルのいずれかで）パルス状出力を生成することができる。
記載される形態によると、電気外科／ＲＦ駆動回路１１６は、ＲＦエネルギーを用いて双極電気外科術を実行するのに十分な出力電力を有する駆動信号（複数可）を発生させてもよい。双極電気外科用途において、例えば、駆動信号は、例えば、ＲＦ電気外科用器具１０６のエンドエフェクタ１２４内に配置された電極に提供されてもよい。したがって、発生器１００は、組織を処置（例えば、凝固、焼灼、組織溶接）するために十分な電気エネルギーを組織に印加することによって、治療目的のために構成されてもよい。発生器１００は、処置中に組織のパラメータを監視するために組織に電気エネルギーを印加することによる治療以外の目的のために構成されてもよい。
前述のように、複合駆動回路１１８は、超音波エネルギー及びＲＦ電気外科用エネルギーの両方を駆動するように構成されてもよい。超音波エネルギー及びＲＦ電気外科用エネルギーは、発生器１００の別個の出力ポートを通して個別の信号として、又は発生器１００の単一のポートを通して超音波エネルギー及びＲＦ電気外科用エネルギーの合成である単一信号として、伝達されてもよい。後者の場合では、単一信号は、外科用器具１０４、１０６、１０８内に位置する回路によって分離することができる。
外科用器具１０４、１０６、１０８は、追加的に又は代替的に、エンドエフェクタ１２２、１２４、１２５のジョーを動作させるためのジョークロージャトリガの位置を示すために、スイッチを含んでもよい。また、いくつかの形態では、発生器１００は、ジョークロージャトリガの位置に基づいて起動されてもよい（例えば、臨床医がジョークロージャトリガを押してジョーを閉じるときに、超音波エネルギーが印加されてもよい）。
発生器１００は、例えば、発生器１００のコンソールの前側パネル上に位置する入力デバイス１１０（図１）を含んでもよい。入力デバイス１１０は、発生器１００の動作をプログラミングするのに好適な信号を生成する、任意の好適なデバイスを含んでもよい。動作中、ユーザは、入力デバイス１１０を使用して発生器１００の動作をプログラムするか、又は別の方法で制御することができる。入力デバイス１１０は、発生器によって（例えば、発生器内に収容された１つ以上のプロセッサによって）発生器１００の動作（例えば、超音波駆動回路１１４、電気外科／ＲＦ駆動回路１１６、合成ＲＦ／超音波駆動回路１１８の動作）を制御するために使用することができる信号を生成する任意の好適なデバイスを含んでもよい。様々な形態では、入力デバイス１１０は、汎用又は専用のコンピュータへのボタン、スイッチ、サムホイール、キーボード、キーパッド、タッチスクリーンモニタ、ポインティングデバイス、リモート接続のうちの１つ以上を含む。他の形態では、入力デバイス１１０は、例えば、タッチスクリーンモニタ上に表示される１つ以上のユーザインターフェーススクリーンなどの好適なユーザインターフェースを含んでもよい。したがって、入力デバイス１１０を通して、ユーザは、例えば、超音波駆動回路１１４及び／又は電気外科／ＲＦ駆動回路１１６により生成された駆動信号（複数可）の電流（Ｉ）、電圧（Ｖ）、周波数（ｆ）及び／又は期間（Ｔ）などの、発生器の種々の動作パラメータを設定又はプログラムすることができる。
発生器１００はまた、例えば、発生器１００のコンソールの前側パネル上に位置する出力インジケータなどの出力デバイス１１２（図１）を含んでもよい。出力デバイス１１２は、ユーザに感覚的フィードバックを提供するための１つ以上のデバイスを含む。そのようなデバイスは、例えば、視覚的フィードバックデバイス（例えば、視覚的フィードバックデバイスは、白熱ランプ、ＬＥＤ、グラフィカル・ユーザ・インターフェース、ディスプレイ、アナログインジケータ、デジタルインジケータ、棒グラフ表示、デジタル英数字表示、液晶ディスプレイ表示（ＬＣＤ）スクリーン、発光ダイオード（ＬＥＤ）インジケータを含んでもよい）、可聴フィードバックデバイス（例えば、可聴フィードバックデバイスは、スピーカ、ブザー、可聴式のコンピュータで生成されたトーン、コンピュータ化された発話、音声／発話プラットフォームを介してコンピュータと相互作用するためのボイスユーザインターフェース（ＶＵＩ）を含んでもよい）、又は触覚的フィードバックデバイス（例えば、触覚的フィードバックデバイスは、任意の種類の振動フィードバック、触覚アクチュエータを含む）を含んでもよい。
発生器１００の特定のモジュール及び／又はブロックが例として記述されてもよいが、より多くの又はより少ない数のモジュール及び／又はブロックが使用されてもよく、かつ依然として形態の範囲内にあることが理解できよう。更に、説明を容易にするために、モジュール及び／又はブロックに関して様々な形態が記載され得るが、そのようなモジュール及び／又はブロックは、１つ以上のハードウェア構成要素、例えば、プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、回路、レジスタ及び／又はソフトウェア構成要素、例えば、プログラム、サブルーチン、ロジック、及び／又はハードウェア構成要素とソフトウェア構成要素との組み合わせによって実施されてもよい。また、いくつかの形態では、本明細書に記載される様々なモジュールは、外科用器具１０４、１０６、１０８内に位置付けられた同様のハードウェアを利用して実現されてもよい（すなわち、発生器１００は省かれてもよい）。
一形態では、超音波駆動回路１１４、電気外科／ＲＦ駆動回路１１６及び／又は複合駆動回路１１８は、ファームウェア、ソフトウェア、ハードウェア又はこれらの任意の組み合わせとして実装される１つ以上の組み込みアプリケーションを含んでもよい。駆動回路１１４、１１６、１１８は、例えば、ソフトウェア、プログラム、データ、ドライバ、アプリケーションプログラムインターフェース（ＡＰＩ）などの様々な実行可能なモジュールを含んでもよい。ファームウェアは、ビットマスクされた読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）又はフラッシュメモリのような不揮発性メモリ（ＮＶＭ）に記憶されてもよい。様々な実装では、ファームウェアをＲＯＭに記憶することにより、フラッシュメモリが保存されてもよい。ＮＶＭは、例えば、プログラミング可能ＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、消去可能なプログラミング可能ＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能なプログラミング可能読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）又はダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、ダブルデータレートＤＲＡＭ（ＤＤＲＡＭ）及び／若しくは同期ＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）のような電池バックアップ式ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含む他のタイプのメモリを含んでもよい。
一形態では、駆動回路１１４、１１６、１１８は、外科用器具１０４、１０６、１０８の様々な測定可能な特性を監視し、外科用器具１０４、１０６、１０８を動作させるための対応する出力制御信号を発生させるためのプログラム命令を実行するために、プロセッサとして実装されるハードウェア構成要素を含む。発生器１００が多機能外科用器具１０８と共に使用される形態では、出力制御信号は、超音波トランスデューサ１２０を切断及び／又は凝固動作モードで駆動させてもよい。多機能外科用器具１０８及び／又は組織の電気特性は、発生器１００の動作態様を制御するために測定及び使用されてもよく、かつ／又はユーザへのフィードバックとして提供されてもよい。発生器１００が多機能電気外科用器具１０８と共に使用される形態では、出力制御信号は、電気エネルギー（例えば、ＲＦエネルギー）をエンドエフェクタ１２５に切断、凝固及び／又は乾燥モードにおいて供給してもよい。多機能外科用器具１０８及び／又は組織の電気特性は、発生器１００の動作態様を制御するために測定されかつ使用されてもよく、かつ／又はユーザへのフィードバックとして提供されてもよい。様々な形態では、前述のように、ハードウェア構成要素は、ＤＳＰ、ＰＬＤ、ＡＳＩＣ、回路及び／又はレジスタとして実装されてもよい。一形態では、プロセッサは、コンピュータソフトウェアプログラム命令を記憶かつ実行して、超音波トランスデューサ１２０及びエンドエフェクタ１２２、１２４、１２５などの外科用器具１０４、１０６、１０８の様々な構成要素を駆動するための出力信号を生成するように構成されてもよい。
図４は、一形態による、超音波トランスデューサ１２０などの超音波トランスデューサの等価回路１５０を例示する。等価回路１５０は、共振器の電気機械的特性を画定する、連続的に接続されたインダクタンスＬｓ、抵抗Ｒｓ及び容量Ｃｓを有する第１の「動作」ブランチと、静電容量Ｃｏを有する第２の容量性ブランチと、を含む。動作電流Ｉｍが第１のブランチを通って流れ、電流Ｉｇ−Ｉｍが容量性ブランチを通って流れる状態で、駆動電流Ｉｇは、発生器から駆動電圧Ｖｇで受信されてもよい。超音波トランスデューサの電気機械的性質の制御は、Ｉｇ及びＶｇを好適に制御することによって達成されてもよい。上述のように、従来の発生器アーキテクチャは、発生器の電流出力Ｉｇの実質的にすべてが動作ブランチを通って流れるように、並列共振回路内で静的静電容量Ｃｏを共振周波数でチューンアウトする（tuning out）ための同調インダクタＬｔ（図４に仮想線で示される）を含んでもよい。この方法では、動作ブランチの電流Ｉｍの制御は、発生器の電流出力Ｉｇを制御することによって達成される。同調インダクタＬｔは、超音波トランスデューサの静的静電容量Ｃｏに特有であるが、異なる静的静電容量を有する異なる超音波トランスデューサは、異なる同調インダクタＬｔを必要とする。更に、同調インダクタＬｔは、単一の共振周波数での静的静電容量Ｃｏの公称値と一致するため、動作ブランチ電流Ｉｍの正確な制御は、その周波数でのみ保証され、トランスデューサの温度と共に周波数が下がると、動作ブランチ電流の正確な制御は損われる。
発生器１００の形態は、同調インダクタＬｔに依存せずに動作ブランチ電流Ｉｍを監視する。その代わりに、発生器１００は、特定の超音波外科用器具１０４への電力の印加間の静電容量Ｃｏの測定値（それと共に、駆動信号電圧及び電流フィードバックデータ）を使用して、動的かつ継続的に（例えば、リアルタイムで）動作分岐電流Ｉｍの値を決定してもよい。したがって、そのような形態の発生器１００は、静的静電容量Ｃｏの公称値によって決定される単一の共振周波数においてのみではなく、任意の周波数で任意の値の静的静電容量Ｃｏと同調される又は共振するシステムをシミュレートするために、仮想同調を提供することが可能である。
図５は、発生器１００（図１〜図３）の一形態である発生器２００の簡略化ブロック図である。発生器２００は、数ある利点の中で上述したように、インダクタを用いない同調を提供するように構成されている。発生器２００の更なる詳細は、本発明の譲受人に譲渡されかつ同時出願された「Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ Ｆｏｒ Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｓｕｒｇｉｃａｌ Ｄｅｖｉｃｅｓ」と題する米国特許第９，０６０，７７５号に記載されており、その開示はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。図５を参照すると、発生器２００は、電力変圧器２０６を介して非絶縁段階２０４と通信する患者絶縁段階２０２含んでもよい。電力変圧器２０６の二次巻線２０８は、絶縁段階２０２に収容されており、例えば、超音波外科用器具１０４、ＲＦ電気外科用器具１０６及び多機能外科用器具１０８などの異なる外科用装置に駆動信号を伝達するための駆動信号出力部２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃを画定するタップ構成（例えば、センタータップ又は非センタータップ構成）を含んでもよい。具体的には、駆動信号出力部２１０ａ、２１０ｃは、超音波駆動信号（例えば、４２０Ｖの二乗平均根［ＲＭＳ］駆動信号）を超音波外科用器具１０４に出力してもよく、駆動信号出力部２１０ｂ、２１０ｃは、電力変圧器２０６のセンタータップに対応する駆動出力部２１６０ｂにより、電気外科用駆動信号（例えば、１００ＶのＲＭＳ駆動信号）をＲＦ電気外科用器具１０６に出力してもよい。
ある特定の形態では、超音波駆動信号及び電気外科用駆動信号は、別個の外科用器具に同時に提供されてもよく、かつ／又は多機能外科用器具１０８（図１〜図３）などの、超音波エネルギー及び電気外科用エネルギーの両方を組織に送達する能力を有する単一の外科用器具に提供されてもよい。専用電気外科用器具及び／又は複合多機能超音波／電気外科用器具のいずれかに提供される電気外科用信号が、治療レベルの信号又は治療未満レベルの信号のいずれかであってもよく、治療未満のレベルの信号では、例えば、組織又は器具の状態を監視し、発生器にフィードバックを提供するために治療未満の信号を使用することができることが理解されよう。例えば、超音波信号及びＲＦ信号は、以下でより詳細に論じられるように、所望の出力信号を外科用器具に提供するために、単一の出力ポートを有する発生器から別個に又は同時に伝達することができる。したがって、発生器は、超音波エネルギー及び電気外科用ＲＦエネルギーを合成して、合成エネルギーを多機能超音波／電気外科用器具に送達することができる。双極電極は、エンドエフェクタの一方又は両方のジョーの上に配置することができる。一方のジョーは、同時に働く、電気外科用ＲＦエネルギーに加えて超音波エネルギーによって駆動されてもよい。超音波エネルギーが組織を切開するために用いられてもよい一方で、電気外科用ＲＦエネルギーは、血管封止に用いられてもよい。
非絶縁段階２０４は、電力変圧器２０６の一次巻線２１４に接続された出力を有する電力増幅器２１２を含んでもよい。ある特定の形態では、電力増幅器２１２は、プッシュプル増幅器を含んでもよい。例えば、非絶縁段階２０４は、対応するアナログ信号を電力増幅器２１２の入力に続いて供給するデジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）回路２１８に、デジタル出力を供給するための論理デバイス２１６を更に含んでもよい。ある特定の形態では、論理デバイス２１６は、数ある論理回路の中で、例えば、プログラマブルゲートアレイ（ＰＧＡ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブル論理デバイス（ＰＬＤ）を含んでもよい。したがって、論理デバイス２１６は、ＤＡＣ回路２１８を介して電力増幅器２１２の入力を制御することによって、駆動信号出力部２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃで出現する駆動信号の多くのパラメータ（例えば、周波数、波形、波形振幅）のうちのいずれかを制御することができる。特定の形態では、後述するように、論理デバイス２１６は、プロセッサ（例えば、後述するデジタル信号プロセッサ）と共に、多くのデジタル信号処理（ＤＳＰ）式及び／又はその他の制御アルゴリズムを実装して、発生器２００によって出力される駆動信号のパラメータを制御してもよい。
電力は、スイッチモードレギュレータ２２０、例えば、電力変換器によって、電力増幅器２１２の電力レールに供給されてもよい。ある特定の形態では、スイッチモードレギュレータ２２０は、例えば、調節可能なバックレギュレータを含んでもよい。非絶縁段階２０４は、第１のプロセッサ２２２を更に含んでもよく、この第１のプロセッサは、一形態では、例えば、Ａｎａｌｏｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ（Ｎｏｒｗｏｏｄ，ＭＡ）から入手可能なＡｎａｌｏｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ ＡＤＳＰ−２１４６９ ＳＨＡＲＣ ＤＳＰなどのＤＳＰプロセッサを含んでもよいが、様々な形態において任意の好適なプロセッサが使用されてもよい。ある特定の形態では、ＤＳＰプロセッサ２２２は、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）回路２２４を介してＤＳＰプロセッサ２２２によって電力増幅器２１２から受信される、電圧フィードバックデータに応答するスイッチ−モード電力レギュレータ２２０の動作を制御してもよい。一形態では、例えば、ＤＳＰプロセッサ２２２は、電力増幅器２１２によって増幅された信号（例えば、ＲＦ信号）の波形エンベロープを、ＡＤＣ回路２２４を介して入力として受信してもよい。次いで、ＤＳＰプロセッサ２２２は、電力増幅器２１２に供給されるレール電圧が、増幅された信号の波形エンベロープを追跡するように、（例えば、パルス幅変調（ＰＷＭ）出力を介して）スイッチモードレギュレータ２２０を制御してもよい。波形エンベロープに基づいて、電力増幅器２１２のレール電圧を動的に変調することにより、電力増幅器２１２の効率は、固定レール電圧増幅器スキームに対して顕著に改善されてもよい。
ある特定の形態では、論理デバイス２１６は、ＤＳＰプロセッサ２２２と共に、ＤＤＳ（例えば、図１３、図１４を参照）制御スキームなどのデジタル合成回路を実装して、発生器２００によって駆動信号出力の波形、周波数及び／又は振幅を制御してもよい。一形態では、例えば、論理デバイス２１６は、ＦＰＧＡ内に組み込まれてもよいＲＡＭ ＬＵＴなどの、動的に更新されるルックアップ表（ＬＵＴ）内に記憶された波形サンプルを呼び出すことによって、ＤＤＳ制御アルゴリズムを実装することができる。この制御アルゴリズムは、超音波トランスデューサ１２０などの超音波トランスデューサが、その共振周波数における明瞭な正弦波電流によって駆動されてもよい超音波用途に特に有用である。他の周波数が寄生共振を励起してもよいため、動作分岐電流の全歪みの最小化又は低減は、これに対応して望ましくない共振効果を最小化又は低減してもよい。発生器２００による駆動信号出力の波形は、出力駆動回路内に存在する歪みの様々な発生源（例えば、電力変圧器２０６、電力増幅器２１２）によって影響されるため、駆動信号に基づいた電圧及び電流のフィードバックデータは、ＤＳＰプロセッサ２２２によって実装される誤差制御アルゴリズムなどのアルゴリズムに入力されることができ、このアルゴリズムは、動的かつ継続的に（例えば、リアルタイムで）、ＬＵＴに記憶された波形サンプルを好適に予め歪ませるか又は修正することによって、歪みを補償する。一形態では、ＬＵＴサンプルに加えられる予歪みの量又は程度は、計算された動作分岐電流と所望の電流波形との間の誤差に基づいてもよく、誤差は、サンプルごとに決定される。このようにして、予め歪ませたＬＵＴサンプルは、駆動回路により処理されるとき、超音波トランスデューサを最適に駆動するために、所望の波形（例えば、正弦波形状）を有する動作ブランチ駆動信号を生じてもよい。そのような形態では、ＬＵＴ波形サンプルは、したがって、駆動信号の所望の波形を表すのではなく、歪み効果を考慮した際の、動作分岐駆動信号の所望の波形を最終的に生成するために必要な波形を表す。
非絶縁段階２０４は、発生器２００による駆動信号出力の電圧及び電流をそれぞれサンプリングするために、各絶縁変圧器２３０、２３２を介して電力変圧器２０６の出力に連結された第１のＡＤＣ回路２２６及び第２の回路ＡＤＣ２２８を更に含んでもよい。ある特定の形態では、ＡＤＣ回路２２６、２２８は、駆動信号のオーバーサンプリングを可能にするために、高速（例えば、８０メガサンプル毎秒［ＭＳＰＳ］）でサンプリングするように構成されてもよい。一形態では、例えば、ＡＤＣ回路２２６、２２８のサンプリング速度は、（周波数に応じて）約２００倍の駆動信号のオーバーサンプリングを可能にしてもよい。ある特定の形態では、ＡＤＣ回路２２６、２２８のサンプリング動作は、双方向マルチプレクサを介して入力電圧及び電流信号を受け取る単一のＡＤＣ回路によって実施されてもよい。発生器２００の形態での高速サンプリングの使用は、とりわけ、（上述の直接デジタル合成（ＤＤＳ）ベースの波形制御を実装するために、特定の形態で使用されてもよい）動作ブランチを通って流れる複素電流の計算、サンプリングされた信号の正確なデジタルフィルタリング及び高精度での実電力消費の計算を可能にしてもよい。ＡＤＣ回路２２６、２２８によって出力される電圧及び電流のフィードバックデータは、論理デバイス２１６によって受信かつ処理されてもよく（例えば、先入れ先出し［ＦＩＦＯ］バッファ、マルチプレクサ）、例えば、ＤＳＰプロセッサ２２２による後続の読み出しのために、データメモリに記憶されてもよい。上記のように、電圧及び電流のフィードバックデータは、動的及び進行に応じたベースで、ＬＵＴ波形サンプルを予め歪ませるか又は修正するための、アルゴリズムへの入力として使用され得る。ある特定の形態では、これは電圧及び電流のフィードバックデータ対が得られる場合に、論理デバイス２１６によって出力された対応するＬＵＴサンプルに基づき、又は別の方法でこれに関連して、記憶された各電圧及び電流のフィードバックデータ対が索引されることを必要としてもよい。この方法によるＬＵＴサンプルと電圧及び電流のフィードバックデータとの同期は、予歪みアルゴリズムの正確なタイミング及び安定性に寄与する。
特定の形態では、電圧及び電流のフィードバックデータは、駆動信号の周波数及び／又は振幅（例えば、電流振幅）を制御するために使用されてもよい。例えば、一形態では、電圧及び電流のフィードバックデータは、インピーダンス相を決定するために使用されてもよい。駆動信号の周波数はその後、決定されたインピーダンス相とインピーダンス相設定点（例えば、０°）との間の差を最小化又は低減するように制御され得、それによって高調波歪みの影響を最小化又は低減し、これに対応してインピーダンス相の測定正確度を向上させる。相インピーダンス及び周波数制御信号の決定は、例えば、ＤＳＰプロセッサ２２２に実装されてもよく、周波数制御信号は、論理デバイス２１６によって実装されるＤＤＳ制御アルゴリズムへの入力として供給される。
別の形態では、例えば、電流のフィードバックデータは、駆動信号の電流振幅を電流振幅設定点で維持するために監視されてもよい。電流振幅設定点は、直接指定されてもよく、又は指定された電圧振幅及び電流設定点に基づいて間接的に決定されてもよい。ある特定の形態では、電流振幅の制御は、例えば、ＤＳＰプロセッサ２２２内の比例積分導関数（ＰＩＤ）制御アルゴリズムなどの制御アルゴリズムによって実装されてもよい。駆動信号の電流振幅を好適に制御するために、制御アルゴリズムによって制御される変数は、例えば、論理デバイス２１６に記憶されるＬＵＴ波形サンプルのスケーリング及び／又はＤＡＣ回路２３４を介した（電力増幅器２１２への入力を供給する）ＤＡＣ回路２１８のフルスケール出力電圧を含んでもよい。
非絶縁段階２０４は、とりわけユーザインターフェース（ＵＩ）機能性を提供するために、第２のプロセッサ２３６を更に含んでもよい。一形態では、ＵＩプロセッサ２３６は、例えば、Ａｔｍｅｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｓａｎ Ｊｏｓｅ，ＣＡ）から入手可能な、ＡＲＭ ９２６ＥＪ−Ｓコアを有するＡｔｍｅｌ ＡＴ９１ＳＡＭ９２６３プロセッサを含んでもよい。ＵＩプロセッサ２３６によってサポートされるＵＩ機能性の例としては、図１及び図３に示すように、可聴及び視覚的ユーザフィードバック、（例えば、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ（ＵＳＢ）インターフェースによる）周辺デバイスとの通信、フットスイッチ１３０との通信、入力デバイス１１０との通信（例えば、タッチスクリーンディスプレイ）及び出力デバイス１１２との通信（例えば、スピーカ）を挙げてもよい。ＵＩプロセッサ２３６は、ＤＳＰプロセッサ２２２及び論理デバイス２１６（例えば、シリアル周辺機器インターフェース（ＳＰＩ）バス）と通信してもよい。ＵＩプロセッサ２３６は、ＵＩ機能性を主にサポートしてもよいが、特定の形態では、ＵＩプロセッサ２３６はまた、ＤＳＰプロセッサ２２２と協調して、危険の緩和を実現してもよい。例えば、ＵＩプロセッサ２３６は、ユーザ入力及び／又は他の入力（例えば、タッチスクリーン入力、図３に示すようなフットスイッチ１３０入力、温度センサ入力）の様々な態様を監視するようにプログラムされてもよく、かつ誤った状態が検出されるとき、発生器２００の駆動出力を無効化してもよい。
特定の形態では、ＤＳＰプロセッサ２２２及びＵＩプロセッサ２３６の両方は、例えば、発生器２００の動作状態を判定かつ監視してもよい。ＤＳＰプロセッサ２２２に関し、発生器２００の動作状態は、例えば、どの制御及び／又は診断プロセスがＤＳＰプロセッサ２２２によって実行されるかを表してもよい。ＵＩプロセッサ２３６に関し、発生器２００の動作状態は、例えば、ユーザインターフェース（例えば、ディスプレイスクリーン、音）のどの要素がユーザに提供されるかを表してもよい。対応するＤＳＰ及びＵＩプロセッサ２２２、２３６は、発生器２００の現在の動作状態を別個に維持し、現在の動作状態からの可能な遷移を、認識かつ評価する。ＤＳＰプロセッサ２２２は、この関係におけるマスターとして機能し、動作状態間の遷移が生じるときを決定してもよい。ＵＩプロセッサ２３６は、動作状態間の有効な遷移を認識してもよく、また特定の遷移が適切であるかを確認してもよい。例えば、ＤＳＰプロセッサ２２２が、ＵＩプロセッサ２３６に特定の状態へと遷移するように命令すると、ＵＩプロセッサ２３６は、要求される遷移が有効であることを確認してもよい。要求される状態間の遷移がＵＩプロセッサ２３６によって無効であると決定される場合、ＵＩプロセッサ２３６は、発生器２００を故障モードにしてもよい。
非絶縁段階２０４は、入力デバイス１１０を監視するために、コントローラ２３８を更に含んでもよい（例えば、発生器２００をオンオフするために使用される容量性タッチセンサ、容量性タッチスクリーン）。ある特定の形態では、コントローラ２３８は、少なくとも１つのプロセッサ及び／又はＵＩプロセッサ２３６と通信する他のコントローラデバイスを含んでもよい。一形態では、例えば、コントローラ２３８、１つ以上の容量性タッチセンサを介して提供されるユーザ入力を監視するように構成されたプロセッサ（例えば、Ａｔｍｅｌから入手可能なＭｅｇａ１６８ ８ビットコントローラ）を含んでもよい。一形態では、コントローラ２３８は、容量性タッチスクリーンからのタッチデータの取得を制御かつ管理するための、タッチスクリーンコントローラ（例えば、Ａｔｍｅｌから入手可能なＱＴ５４８０タッチスクリーンコントローラ）を含んでもよい。
特定の形態では、発生器２００が「電力オフ」状態にあるとき、コントローラ２３８は、（例えば、以下の電源２５４などの、発生器２００の電源からのラインを介して）動作電力を受信し続けてもよい。このようにして、コントローラ１９６は、発生器２００をオン及びオフにするために、入力デバイス１１０（例えば、発生器２００の前側パネル上に位置する容量性タッチセンサ）を監視し続けてもよい。発生器２００が電源オフ状態にあるとき、コントローラ２３８は、ユーザによる「オン／オフ」入力デバイス１１０の起動が検出された場合、電源を起動してもよい（例えば、電源２５４の１つ以上のＤＣ／ＤＣ電圧変換器２５６の動作を有効化する）。コントローラ２３８は、したがって、発生器２００を「電源オン」状態に遷移させるために、シーケンスを開始することができる。逆に、発生器２００が電源オン状態にあるとき、コントローラ２３８は、「オン／オフ」入力デバイス１１０の起動が検出された場合、発生器２００を電源オフ状態に遷移させるためのシーケンスを開始することができる。例えば、ある特定の形態では、コントローラ２３８は、「オン／オフ」入力デバイス１１０の起動をＵＩプロセッサ２３６に報告してもよく、これは、次いで、発生器２００の電源オフ状態への遷移のために必要なプロセスシーケンスを実行する。この形態では、コントローラ１９６は、発生器２００の電源オン状態が確立された後に、発生器２００から電力を排除するための別個の能力を有しないことがある。
特定の形態では、コントローラ２３８は、ユーザに電源オン又は電源オフシーケンスが開始されたことを警告するために、発生器２００に可聴又は他の感覚的フィードバックを提供させてもよい。このような警告は、電源オン又は電源オフシーケンスの開始時、及びシーケンスと関連する他のプロセスの開始前に提供されてもよい。
ある特定の形態では、絶縁段階２０２は、例えば、外科用器具の制御回路（例えば、ハンドピーススイッチを含む制御回路）と、非絶縁段階２０４の構成要素、例えば、論理デバイス２１６、ＤＳＰプロセッサ２２２及び／又はＵＩプロセッサ２３６との間の通信インターフェースを提供するために、器具インターフェース回路２４０を含んでもよい。器具インターフェース回路２４０は、例えば、赤外線（ＩＲ）ベースの通信リンクなどの、絶縁段階２０２と非絶縁段階２０４との間の好適な度合いの電気的絶縁を維持する通信リンクを介し、非絶縁段階２０４の構成要素と情報を交換してもよい。例えば、非絶縁段階２０４から駆動される絶縁変圧器によって電力供給される低ドロップアウト電圧レギュレータを使用して、器具インターフェース回路２４０に電力が供給されてもよい。
一形態では、器具インターフェース回路２４０は、信号調整回路２４４と通信している論理回路２４２（例えば、論理回路、プログラマブル論理回路、ＰＧＡ、ＦＰＧＡ、ＰＬＤ）を含んでもよい。信号調整回路２４４は、同一の周波数を有する双極呼びかけ信号を生成するために、論理デバイス２４２から周期信号（例えば、２ｋＨｚ方形波）を受信するように構成されてもよい。呼びかけ信号は、例えば、差動増幅器により供給される双極電流源を使用して生成され得る。呼びかけ信号は、（例えば、発生器２００を外科用器具に接続するケーブル内の導電ペアを使用して）外科用器具制御回路に通信され、制御回路の状態又は構成を判定するために監視されてもよい。制御回路は、多数のスイッチ、抵抗器及び／又はダイオードを含んで、制御回路の状態又は構成が１つ以上の特性に基づいて独自に識別可能であるように、呼びかけ信号の１つ以上の特性（例えば、振幅、整流）を修正してもよい。一形態では、例えば、信号調整回路２４４は、呼びかけ信号が通過する経路から生じる制御回路の入力にわたって出現する電圧信号のサンプルを生成するため、ＡＤＣ回路を含んでもよい。続いて、論理回路２４２（又は、非絶縁段階２０４の構成要素）は、ＡＤＣ回路サンプルに基づく制御回路の状態又は構成を決定してもよい。
一形態では、器具インターフェース回路２４０は、第１のデータ回路インターフェース２４６を含んで、論理回路２４２（又は器具インターフェース回路２４０のその他の要素）と、外科用器具内に配置されるか又は別の方法で関連付けられた第１のデータ回路と、の間の情報交換を可能にしてもよい。ある特定の形態では、例えば、第１のデータ回路１３６（図２）は、発生器２００を有する特定の外科用器具タイプ又はモデルとインターフェース接続させるために、外科用器具ハンドピースに一体的に取り付けられたケーブル内、又はアダプタ内に配置されてもよい。第１のデータ回路１３６は、任意の好適な方法で実装されてもよく、例えば、第１の回路１３６に関して本明細書に記載されたものを含む任意の好適なプロトコルに従って発生器と通信してもよい。ある特定の形態では、第１のデータ回路は、ＥＥＰＲＯＭデバイスなどの、不揮発性記憶デバイスを含んでもよい。特定の形態において、また図５を再度参照すると、第１のデータ回路インターフェース２４６は、論理回路２４２とは別個に実施されてもよく、論理回路２４２と第１のデータ回路との間の通信を可能にするための好適な回路（例えば、ディスクリートの論理デバイス、プロセッサ）を含んでもよい。他の形態では、第１のデータ回路インターフェース２４６は、論理回路２４２と一体であってもよい。
ある特定の形態では、第１のデータ回路１３６＊図２）は、第１のデータ回路が関連付けられている特定の外科用器具に関する情報を記憶してもよい。このような情報は、例えば、モデル番号、シリアル番号、外科用器具が使用された動作数、及び／又は任意の他の種類の情報を含んでもよい。この情報は、器具インターフェース回路２４０によって（例えば、論理回路２４２によって）読み出され、出力デバイス１１２（図１及び図３）を介したユーザへの提供のために、かつ／又は発生器２００の機能又は動作の制御のために、非絶縁段階２０４の構成要素（例えば、論理デバイス２１６、ＤＳＰプロセッサ２２２及び／又はＵＩプロセッサ２３６）に転送されてもよい。加えて、任意の種類の情報が、第１のデータ回路インターフェース２４６を介して（例えば、論理回路２４２を使用して）回路内に記憶されるために、第１のデータ回路１３６に通信されてもよい。このような情報は例えば、外科用器具が使用された最新の動作数、並びに／又は、その使用の日付及び／若しくは時間を含んでもよい。
上記のように、外科用器具は、器具の互換性及び／又は廃棄性を促進するために、ハンドピースから取り外し可能であってもよい（例えば、多機能外科用器具１０８は、ハンドピース１０９から取り外し可能であってもよい）。そのような場合、従来の発生器は、使用されている特定の器具構成を認識し、これに対応して制御及び診断プロセスを最適化する能力が制限されている場合がある。しかし、この問題に対処するために、外科用器具に読み取り可能なデータ回路を追加することは、互換性の観点から問題がある。例えば、必要なデータ読み取り機能性を欠く発生器との後方互換性を保つように外科用器具を設計することは、例えば、異なる信号スキーム、構成複雑性及び費用のために、実用的でない場合がある。本明細書で論じられる器具の形態は、既存の外科用器具に実装されてもよいデータ回路を経済的に使用し、外科用器具と最新の発生器プラットフォームとの適合性を維持するための構成変更を最小限にすることによってこれらの懸念に対処する。
加えて、発生器２００の形態は、器具ベースのデータ回路との通信を可能にしてもよい。例えば、発生器２００は、器具（例えば、図２に示した多機能外科用器具１０８）内に収容される第２のデータ回路１３８（図２）と通信するように構成されてもよい。いくつかの形態では、第２のデータ回路１３８は、本明細書に記載される第１のデータ回路１３６（図２）のものと類似した多くのものに実装されてもよい。器具インターフェース回路２４０は、この通信を可能にする第２のデータ回路インターフェース２４８を含んでもよい。一形態では、第２のデータ回路インターフェース２４８は、トライステートデジタルインターフェースを含んでもよいが、他のインターフェースも使用されてもよい。ある特定の形態では、第２のデータ回路は、一般にデータを送信かつ／又は受信するための任意の回路であってもよい。一形態では、例えば、第２のデータ回路は、第２のデータ回路が関連付けられた特定の外科用器具に関する情報を記憶してもよい。このような情報は、例えば、モデル番号、シリアル番号、外科用器具が使用された動作数、及び／又は任意の他の種類の情報を含んでもよい。
いくつかの形態では、第２のデータ回路１３８（図２）は、関連する超音波トランスデューサ１２０、エンドエフェクタ１２５、又は超音波駆動システムの電気的及び／又は超音波的特性に関する情報を記憶してもよい。例えば、第１のデータ回路１３６（図２）は、本明細書に記載されたように、バーンイン周波数スロープを示してもよい。追加的に又は代替的に、任意の種類の情報は、第２のデータ回路インターフェース２４８を介して（例えば、論理回路２４２を使用して）第２のデータ回路に記憶するために第２のデータ回路に通信されてもよい。このような情報は例えば、器具が使用された最新の動作数、並びに／又は、その使用の日付及び／若しくは時間を含んでもよい。特定の形態では、第２のデータ回路は、１つ以上のセンサ（例えば、器具ベースの温度センサ）によって取得されたデータを伝達してもよい。ある特定の形態では、第２のデータ回路は、発生器２００からデータを受信し、その受信データに基づいてユーザに表示（例えば、ＬＥＤ表示又はその他の可視表示）を提供してもよい。
ある特定の形態では、第２のデータ回路及び第２のデータ回路インターフェース２４８は、論理回路２４２と第２のデータ回路との間の通信が、この目的のための追加的な導体（例えば、ハンドピースを発生器２００に接続するケーブルの専用導体）の提供を必要とせずにもたらされ得るように構成されてもよい。一形態では、例えば、情報は、信号調整回路２４４からハンドピース内の制御回路に呼びかけ信号を伝送するために使用される導体のうちの１つなどの既存のケーブルで実施される、１ワイヤバス通信スキームを使用して、第２のデータ回路に通信され、かつ第２のデータ回路から通信されてもよい。このようにして、元来必要とされる場合がある外科用器具への構成変更又は修正は、最小化されるか又は低減される。更に、一般的な物理的チャネル上で実施される異なる種類の通信を周波数帯域分離することができるため、第２のデータ回路の存在は、必要なデータ読み取り機能を有しない発生器にとって「不可視」であり得、したがって、外科用器具の後方互換性を可能にする。
特定の形態では、絶縁段階２０２は、直流電流が患者を通るのを防ぐために、駆動信号出力端子２１０ｂに接続された、少なくとも１つの阻止コンデンサ２５０−１を含んでもよい。単一の阻止コンデンサは、例えば、医学的規制又は基準に準拠することが必要とされる場合がある。単一コンデンサ構成における故障が比較的稀であるが、それでもなおこのような故障は否定的な結果をもたらす恐れがある。一形態では、第２の阻止コンデンサ２５０−２が、阻止コンデンサ２５０−１と直列に設けられてもよく、阻止コンデンサ２５０−１、２５０−２間の点からの漏電が、例えば、漏えい電流によって誘導される電圧をサンプリングするためのＡＤＣ回路２５２によって監視される。サンプルは、例えば、論理回路２４２によって受信されてもよい。（図５の形態における電圧サンプルによって示されるような）漏えい電流の変化に基づき、発生器２００は、阻止コンデンサ２５０−１及び２５０−２のうちの少なくとも一方が故障した際にこれを決定してもよい。したがって、図５の形態は、単一の破損点を有する単一コンデンサ構成に対して利益を提供する。
ある特定の形態では、非絶縁段階２０４は、好適な電圧及び電流にてＤＣ電力を送達するための電源２５４を含んでもよい。電源は、例えば、４８ＶＤＣシステム電圧を送達するための、４００Ｗ電源を含んでもよい。電源２５４は、発生器２００の様々な構成要素によって必要とされる電圧及び電流にてＤＣ出力を生成するために電源の出力を受信するための、１つ以上のＤＣ／ＤＣ電圧変換器２５６を更に含んでもよい。コントローラ２３８と関連して上述されたように、ＤＣ／ＤＣ電圧変換器２５６のうちの１つ以上は、ユーザによる「オン／オフ」入力デバイス１１０の起動がコントローラ２３８によって検出されたとき、コントローラ２３８から入力を受信し、ＤＣ／ＤＣ電圧変換器２５６の動作又は起動を可能にしてもよい。
図６は、発生器１００（図１〜図３）の一形態である発生器３００の駆動システム３０２の一形態を示す。発生器３００は、超音波トランスデューサ（例えば、図１〜図３の超音波トランスデューサ１２０）を駆動するための、駆動信号とも称される超音波電気信号を提供するように構成されている。発生器３００は、発生器１００、２００（図１〜図３及び図５）に類似しており、互換性であってもよい。駆動システム３０２は、柔軟性があり、超音波電気信号３０４を、超音波トランスデューサ３０６を駆動するための所望の周波数及び電力レベル設定で生成することができる。様々な形態では、発生器３００は、モジュール及び／又はブロックなどのいくつかの別個の機能的要素を含んでもよい。特定のモジュール及び／又はブロックが例として記述されてもよいが、より多くの又はより少ない数のモジュール及び／又はブロックが使用されてもよく、かつ依然として形態の範囲内にあることが理解できよう。更に、説明を容易にするために、モジュール及び／又はブロックに関して様々な形態が記載され得るが、そのようなモジュール及び／又はブロックは、１つ以上のハードウェア構成要素、例えば、プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、回路、レジスタ及び／又はソフトウェア構成要素、例えば、プログラム、サブルーチン、ロジック、及び／又はハードウェア構成要素とソフトウェア構成要素との組み合わせによって実施されてもよい。
一形態では、発生器３００の駆動システム３０２は、ファームウェア、ソフトウェア、ハードウェア又はこれらの任意の組み合わせとして実装される１つ以上の組み込みアプリケーションを含んでもよい。発生器３００の駆動システム３０２は、ソフトウェア、プログラム、データ、ドライバ、アプリケーションプログラムインターフェース（ＡＰＩ）などの様々な実行可能なモジュールを含んでもよい。ファームウェアは、ビットマスクされた読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）又はフラッシュメモリのような不揮発性メモリ（ＮＶＭ）に記憶されてもよい。様々な実装では、ファームウェアをＲＯＭに記憶することにより、フラッシュメモリが保存されてもよい。ＮＶＭは、例えば、プログラミング可能ＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、消去可能なプログラミング可能ＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ又はダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、ダブルデータレートＤＲＡＭ（ＤＤＲＡＭ）及び／若しくは同期ＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）のような電池バックアップ式ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含む他のタイプのメモリを含んでもよい。
一形態では、発生器３００の駆動システム３０２は、超音波外科用器具１０４（図１）の様々な測定可能な特性を監視するため、並びに切断及び／又は凝固動作モードで超音波トランスデューサを駆動するための出力信号を生成するためのプログラム命令を実行するために、プロセッサ３０８として実装されたハードウェア構成要素を含む。当業者であれば、発生器３００及び駆動システム３０２が追加的な構成要素又はより少ない構成要素を含んでもよいこと、また、正確さと明瞭さのために本明細書には簡易版の発生器３００及び駆動システム３０２だけが記述されていることを理解するであろう。様々な形態では、前述のように、ハードウェア構成要素は、ＤＳＰ、ＰＬＤ、ＡＳＩＣ、回路及び／又はレジスタとして実装されてもよい。一形態では、プロセッサ３０８は、トランスデューサ、エンドエフェクタ及び／又はブレードのような超音波外科用器具１０４の様々な構成要素を駆動するための出力信号を生成するコンピュータソフトウェアプログラム命令を記憶かつ実行するように構成されてもよい。
一形態では、１つ以上のソフトウェアプログラムルーチンの制御下で、プロセッサ３０８は、記載されている形態に従って方法を実行して、様々な時間間隔又は期間（Ｔ）にわたる電流（Ｉ）、電圧（Ｖ）及び／又は周波数（ｆ）を含む電気信号出力波形を生成する。駆動信号の階段状波形は、発生器３００の駆動信号、例えば、出力駆動電流（Ｉ）、電圧（Ｖ）及び／又は周波数（ｆ）を階段状にすることによって、複数の時間間隔にかけての定数関数の区分的線形の組み合わせを形成することによって生成されてもよい。時間間隔又は期間（Ｔ）は、既定（例えば、ユーザによって固定かつ／又はプログラム）されていてもよいし、可変であってもよい。可変時間間隔は、駆動信号を第１の値に設定し、かつ監視される特性に変化が検出されるまで駆動信号をその値に維持することによって定義されてもよい。監視される特性の例としては、例えば、トランスデューサインピーダンス、組織インピーダンス、組織加熱、組織離断、組織凝固などが挙げられてもよい。発生器３００によって生成される超音波駆動信号は、限定されないが、例えば、プライマリ縦モード及びその高調波、並びに曲げ及びねじれ振動モードのような様々な振動モードで超音波トランスデューサ３０６を励起することができる超音波駆動信号を含む。
一形態では、実行可能なモジュールは、メモリに記憶された１つ以上のアルゴリズム３１０を含み、そのアルゴリズムは、実行されたときにプロセッサ３０８に、様々な時間間隔又は期間（Ｔ）にわたる電流（Ｉ）、電圧（Ｖ）及び／又は周波数（ｆ）を含む電気信号出力波形を生成させる。駆動信号の階段状波形は、発生器３００の出力駆動電流（Ｉ）、電圧（Ｖ）及び／又は周波数（ｆ）を階段状にすることによって作り出される２つ以上の時間間隔にわたる定数関数の区分的線形の組み合わせを形成することによって生成されてもよい。駆動信号は、１つ以上のアルゴリズム３１０に従って所定の固定時間間隔若しくは期間（Ｔ）又は変動時間間隔若しくは期間のいずれかにわたって生成されてもよい。プロセッサ３０８の制御下で、発生器１００は、既定期間（Ｔ）にかけて又は監視される特性（例えば、トランスデューサインピーダンス、組織インピーダンス）における変化などの既定条件が検出されるまで、特定の分解能で電流（Ｉ）、電圧（Ｖ）及び／又は周波数（ｆ）を上又は下に出力する（例えば、増加又は減少させる）。これらの階段は、プログラムされたインクリメント又はデクリメントにおいて変化することができる。他の階段が望まれる場合は、発生器３００は、測定されたシステムの特性に基づき適合して階段を増加又は減少させることができる。
動作中、ユーザは、発生器３００のコンソールの前側パネル上に位置する入力デバイス３１２を使用して発生器３００の動作をプログラムすることができる。入力デバイス３１２は、プロセッサ３０８に適用して発生器３００の動作を制御することができる信号３１４を生成する任意の好適なデバイスを含んでもよい。様々な形態では、入力デバイス３１２は、汎用又は専用のコンピュータへのボタン、スイッチ、サムホイール、キーボード、キーパッド、タッチスクリーンモニタ、ポインティングデバイス、リモート接続を含む。他の形態では、入力デバイス３１２は、好適なユーザインターフェースを含んでもよい。したがって、入力デバイス３１２を使用して、ユーザは、発生器３００の出力をプログラムするための電流（Ｉ）、電圧（Ｖ）、周波数（ｆ）及び／又は期間（Ｔ）を設定又はプログラムすることができる。次いで、プロセッサ３０８は、ライン３１６で信号を出力インジケータ３１８に送ることによって、選択された電力レベルを表示する。
様々な形態では、出力インジケータ３１８は、視覚的、可聴かつ／又は触覚的なフィードバックを外科医に提供して、超音波外科用器具１０４の測定された特性、例えば、トランスデューサインピーダンス、組織インピーダンス又は後に説明するようなその他の測定値に基づいて、例えば、組織切断及び凝固の完了時などの、外科手技の状況を示してもよい。限定ではなく例示として、視覚的フィードバックには、白熱電灯又はＬＥＤ、グラフィカル・ユーザ・インターフェース、ディスプレイ、アナログインジケータ、デジタルインジケータ、棒グラフ表示、デジタル英数字表示を含む、任意のタイプの視覚的指示デバイスが挙げられる。限定ではなく例示として、可聴フィードバックには、音声／発話プラットフォームを介してコンピュータと相互作用するための任意のタイプのブザー、コンピュータで生成されたトーン、コンピュータ化された発話、ボイスユーザインターフェース（ＶＵＩ）が挙げられる。限定ではなく例示として、触覚的フィードバックには、器具ハウジングのハンドルアセンブリを介して提供される任意のタイプの振動フィードバックが挙げられる。
一形態では、プロセッサ３０８は、デジタル電流信号３２０及びデジタル周波数信号３２２を生成するように構成されるか又はプログラムされてもよい。これらのデジタル信号３２０、３２２は、トランスデューサへの超音波電気駆動信号３０４の振幅及び周波数（ｆ）を調整するために、ＤＤＳ回路３２４などのデジタル合成回路（例えば図１３、図１４を参照）に適用される。ＤＤＳ回路３２４の出力は、電力増幅器３２６に適用され、電力増幅器３２６の出力は、変圧器３２８に適用される。変圧器３２８の出力は、導波管によってブレードに連結された超音波トランスデューサ３０６に適用される超音波電気駆動信号３０４である。ＤＤＳ回路３２４の出力は、揮発性（ＲＡＭ）メモリ回路及び不揮発性（ＲＯＭ）メモリ回路を含む１つ以上のメモリ回路に記憶されてもよい。
一形態では、発生器３００は、超音波器具１０４（図１、図２）又は多機能電気外科用／超音波器具１０８（図１〜図３）の測定可能な特性を監視するように構成されてもよい１つ以上の測定モジュール又は構成要素を含む。図示の形態では、プロセッサ３０８は、システムの特性を監視かつ算出するために使用されてもよい。示したように、プロセッサ３０８は、超音波トランスデューサ３０６に供給される電流及びトランスデューサに印加される電圧を監視することによってトランスデューサのインピーダンスＺを測定する。一形態では、電流感知回路３３０は、トランスデューサを流れる電流を感知するために使用され、電圧感知回路３３２は、超音波トランスデューサ３０６に印加される出力電圧を感知するために使用される。これらの信号は、アナログマルチプレクサ３３４回路又はスイッチ回路構成を介してＡＤＣ回路３３６に適用されてもよい。アナログマルチプレクサ３３４は、適切なアナログ信号を変換のためにＡＤＣ回路３３６に送る。他の形態では、アナログマルチプレクサ３３４回路の代わりに複数のＡＤＣ回路３３６をそれぞれの測定された特性のために使用してもよい。プロセッサ３０８は、ＡＤＣ回路３３６のデジタル出力３３８を受信し、電流及び電圧の測定値に基づいてトランスデューサインピーダンスＺを算出する。プロセッサ３０８は、負荷曲線に対する所望の電力を生成することができるように超音波電気駆動信号３０４を調整する。プログラムされたアルゴリズム（複数可）３１０に従って、プロセッサ３０８は、トランスデューサインピーダンスＺに応答して、超音波電気駆動信号３０４、例えば、電流又は周波数を、任意の好適なインクリメント又はデクリメントで階段状にすることができる。
図７は、発生器１００（図１〜図３）の一形態である発生器４００の駆動システム４０２の一態様を示す。動作中、ユーザは、発生器４００のコンソールの前側パネル上に位置する入力デバイス４１２を使用して発生器４００の動作をプログラムすることができる。入力デバイス４１２は、プロセッサ４０８に適用して発生器４００の動作を制御することができる信号４１４を生成する任意の好適なデバイスを含んでもよい。様々な形態では、入力デバイス４１２は、汎用又は専用のコンピュータへのボタン、スイッチ、サムホイール、キーボード、キーパッド、タッチスクリーンモニタ、ポインティングデバイス、リモート接続を含む。他の形態では、入力デバイス４１２は、好適なユーザインターフェースを含んでもよい。したがって、入力デバイス４１２を使用して、ユーザは、発生器４００の出力をプログラムするための電流（Ｉ）、電圧（Ｖ）、周波数（ｆ）及び／又は期間（Ｔ）を設定又はプログラムすることができる。次いで、プロセッサ４０８は、ライン４１６で信号を出力インジケータ４１８に送ることによって、選択された電力レベルを表示する。
発生器４００は、組織インピーダンスモジュール４４２を含む。駆動システム４０２は、電気駆動信号４０４を生成して、超音波トランスデューサ４０６を駆動するように構成されている。一形態では、組織インピーダンスモジュール４４２は、ブレード４４０とクランプアームアセンブリ４４４との間に把持された組織のインピーダンスＺｔを測定するように構成されてもよい。組織インピーダンスモジュール４４２は、ＲＦ発振器４４６、ＲＦ電圧感知回路４４８及びＲＦ電流感知回路４５０を含む。ＲＦ電圧感知回路４４８及びＲＦ電流感知回路４５０は、ブレード４４０の電極に印加されたＲＦ電圧Ｖｒｆと、ブレード４４０の電極、組織及びクランプアームアセンブリ４４４の導電部分を通って流れるＲＦ電流ｉｒｆと、に応答する。検知された電圧Ｖｒｆ及び電流Ｉｒｆは、ＡＤＣ回路４３６によってアナログマルチプレクサ４３４を介してデジタル形式に変換される。プロセッサ４０８は、ＡＤＣ回路４３６のデジタル出力４３８を受信し、組織インピーダンスＺｔを、ＲＦ電圧検知回路４４８及びＲＦ電流検知回路４５０によって測定されるＲＦ電圧Ｖｒｆの電流Ｉｒｆに対する比率を計算することによって決定する。一態様では、内側筋肉層及び組織の離断は、組織インピーダンスＺｔを感知することによって検出されてもよい。したがって、組織インピーダンスＺｔの検出を自動プロセスと統合して、通常なら共振で生じる有意な量の加熱を引き起こさずに、組織を離断する前に内側筋肉層を外膜層から分離することができる。
一形態では、ブレード４４０の電極に印加されたＲＦ電圧Ｖｒｆと、ブレード４４０の電極、組織及びクランプアームアセンブリ４５１の導電部分を通って流れるＲＦ電流Ｉｒｆとは、血管封止及び／又は切開に好適である。したがって、発生器４００のＲＦ電力出力は、組織インピーダンス測定などの非治療的機能並びに血管封止及び／又は切開などの治療的機能のために選択することができる。本開示の文脈において、超音波及びＲＦ電気外科用エネルギーが、個々又は同時のいずれかで発生器により供給され得ることが理解されよう。
様々な形態では、フィードバックは、図６及び図７に示される出力インジケータ４１８によって提供される。出力インジケータ４１８は、エンドエフェクタによって操作されている組織がユーザの視野から外れており、組織の状態の変化が、いつ発生するかをユーザが見ることができない用途で特に有用である。出力インジケータ４１８は、組織状態における変化が生じたことをユーザに通信する。前述のように、出力インジケータ４１８は、視覚的、可聴かつ／又は触覚的なフィードバックを含むが、それらに限定されない様々な種類のフィードバックをユーザに提供して、組織が組織の状態又は条件の変化を経たことをユーザ（例えば、外科医、臨床医）に示すように構成されてもよい。限定ではなく例示として、前述のように、視覚的フィードバックには、白熱電灯又はＬＥＤ、グラフィカル・ユーザ・インターフェース、ディスプレイ、アナログインジケータ、デジタルインジケータ、棒グラフ表示、デジタル英数字表示を含む、任意のタイプの視覚的指示デバイスが挙げられる。限定ではなく例示として、可聴フィードバックには、音声／発話プラットフォームを介してコンピュータと相互作用するための任意のタイプのブザー、コンピュータで生成されたトーン、コンピュータ化された発話、（ＶＵＩ）が挙げられる。限定ではなく例示として、触覚的フィードバックには、器具ハウジングのハンドルアセンブリを介して提供される任意のタイプの振動フィードバックが挙げられる。組織の状態の変化は、先に記載したトランスデューサ及び組織インピーダンス測定値に基づいて決定されてもよく、又は電圧、電流、及び周波数測定値に基づいて決定されてもよい。
一形態では、プロセッサ４０８は、デジタル電流信号４２０及びデジタル周波数信号４２２を生成するように構成されるか又はプログラムされてもよい。これらのデジタル信号４２０、４２２は、トランスデューサ４０６への電気駆動信号４０４の振幅及び周波数（ｆ）を調整するために、ＤＤＳ回路４２４などのデジタル合成回路（例えば図１３、図１４を参照）に適用される。ＤＤＳ回路４２４の出力は、電力増幅器４２６に適用され、電力増幅器４２６の出力は、変圧器４２８に適用される。変圧器４２８の出力は、導波管によってブレードに連結された超音波トランスデューサ４０６に適用される電気駆動信号４０４である。ＤＤＳ回路４２４の出力は、揮発性（ＲＡＭ）メモリ回路及び不揮発性（ＲＯＭ）メモリ回路を含む１つ以上のメモリ回路に記憶されてもよい。
一形態では、発生器４００は、超音波器具１０４（図１、図３）又は多機能電気外科用／超音波器具１０８（図１〜図３）の測定可能な特性を監視するように構成されてもよい１つ以上の測定モジュール又は構成要素を含む。図示の形態では、プロセッサ４０８は、システムの特性を監視かつ算出するために使用されてもよい。示したように、プロセッサ４０８は、超音波トランスデューサ４０６に供給される電流及びトランスデューサに印加される電圧を監視することによってトランスデューサのインピーダンスＺを測定する。一形態では、電流感知回路４３０は、トランスデューサを流れる電流を感知するために使用され、電圧感知回路４３２は、超音波トランスデューサ４０６に印加される出力電圧を感知するために使用される。これらの信号は、アナログマルチプレクサ４３４回路又はスイッチ回路構成を介してＡＤＣ回路４３６に適用されてもよい。アナログマルチプレクサ４３４は、適切なアナログ信号を変換のためにＡＤＣ回路４３６に送る。他の形態では、アナログマルチプレクサ４３４回路の代わりに複数のＡＤＣ回路４３６をそれぞれの測定された特性のために使用してもよい。プロセッサ４０８は、ＡＤＣ回路４３６のデジタル出力４３８を受信し、電流及び電圧の測定値に基づいてトランスデューサインピーダンスＺを算出する。プロセッサ３０８は、負荷曲線に対する所望の電力を生成することができるように電気駆動信号４０４を調整する。プログラムされたアルゴリズム（複数可）４１０に従って、プロセッサ４０８は、トランスデューサインピーダンスＺに応答して、超音波電気駆動信号４０４、例えば、電流又は周波数を、任意の好適なインクリメント又はデクリメントで階段状にすることができる。
図６及び図７を参照すると、様々な形態では、コンピュータ読み取り可能な命令を含む様々な実行可能な命令又はモジュール（例えば、アルゴリズム３１０、４１０）が、発生器３００、４００のプロセッサ３０８、４０８部分によって実行され得る。様々な形態では、アルゴリズムに関して記載された動作は、例えば、プログラム、サブルーチン、論理である１つ以上のソフトウェア構成要素、例えば、プロセッサ、ＤＳＰ、ＰＬＤ、ＡＳＩＣ、回路、レジスタである１つ以上のハードウェア構成要素及び／又はソフトウェアとハードウェアとの組み合わせとして実装されてもよい。一形態では、アルゴリズムを行う実行可能命令は、メモリに記憶されてもよい。実行されると、命令は、プロセッサ３０８、４０８に組織の状態の変化を判定させて、出力インジケータ３１８、４１８によってユーザにフィードバックを提供する。そのような実行可能な命令に従って、プロセッサ３０８、４０８は、発生器３００、４００から入手可能な電圧、電流及び／又は周波数の信号サンプルを監視かつ評価し、そのような信号サンプルの評価に従って、組織の状態の変化が生じたかどうかを判定する。下記に詳述するように、組織の状態の変化は、超音波器具のタイプと、その器具が受けている電力レベルとに基づいて判定されてもよい。フィードバックに応答して、外科用器具１０４、１０６、１０８（図１〜図３）の動作モードは、ユーザによって制御されてもよいか、又は自動的若しくは半自動的に制御されてもよい。
図８は、発生器１００（図１〜図３）の一形態である発生器５００の例を示す。発生器５００は、複数のエネルギーモダリティを外科用器具に送達するように構成されている。発生器５００は、図５〜図７に示した発生器２００、３００、４００の機能を含む。発生器５００は、エネルギーを外科用器具に送達するためのＲＦ信号及び超音波信号を提供する。ＲＦ信号及び超音波信号は、単独で又は組み合わせて提供されてもよく、また同時に提供されてもよい。上述の通りに、少なくとも１つの発生器出力は、単一のポートを通して複数のエネルギーモダリティ（例えば、とりわけ、超音波、双極又は単極のＲＦ、不可逆及び／若しくは可逆電気穿孔法並びに／又はマイクロ波エネルギー）を送達することができ、これらの信号は、組織を治療するために、別個に又は同時にエンドエフェクタに伝達することができる。発生器５００は、波形発生器５０４に連結されたプロセッサ５０２を含む。プロセッサ５０２及び波形発生器５０４は、プロセッサ５０２に連結されたメモリに格納された情報（開示を明瞭にするために示されず）に基づいて、様々な信号波形を発生するように構成されている。波形に関連付けられたデジタル情報は、１つ以上のＤＡＣ回路を含む波形発生器５０４に提供され、デジタル入力をアナログ出力に変換する。アナログ出力は、信号調整及び増幅のために、増幅器１１０６に供給される。増幅器５０６の調節かつ増幅された出力は、電力変圧器５０８に連結される。信号は、電力変圧器５０８にわたって患者絶縁側にある二次側に連結される。第１のエネルギーモダリティの第１の信号は、ＥＮＥＲＧＹ１及びＲＥＴＵＲＮとラベルされた端子間の外科用器具に提供される。第２のエネルギーモダリティの第２の信号は、コンデンサ５１０にわたって連結され、ＥＮＥＲＧＹ２及びＲＥＴＵＲＮとラベルされた端子間の外科用器具に提供される。２つを超えるエネルギーモダリティが出力されてもよく、したがって添え字「ｎ」は、最大ｎ個のＥＮＥＲＧＹｎ端子が提供され得ることを表示するために使用することができ、このｎは、１超の正の整数であることが理解されよう。最大「ｎ」個のリターンパス（ＲＥＴＵＲＮｎ）が、本開示の範囲から逸脱することなく提供されてもよいことも理解されよう。
第１の電圧感知回路５１２は、ＥＮＥＲＧＹ１及びＲＥＴＵＲＮパスとラベルされた端子にわたって連結され、それらの間の出力電圧を測定する。第２の電圧感知回路５２４は、ＥＮＥＲＧＹ２及びＲＥＴＵＲＮパスとラベルされた端子にわたって連結され、それらの間の出力電圧を測定する。電流感知回路５１４は、いずれかのエネルギーモダリティの出力電流を測定するために、図示した電力変圧器５０８の二次側のＲＥＴＵＲＮ区間と直列に配設される。異なるリターンパスが各エネルギーモダリティに対して提供される場合、別個の電流感知回路が、各リターン区間で提供されねばならない。第１及び第２の電圧感知回路５１２、５２４の出力が対応の絶縁変圧器５１６、５２２に提供され、電流感知回路５１４の出力は、別の絶縁変圧器５１８に提供される。電力変圧器５０８の一次側（非患者絶縁側）上での絶縁変圧器５１６、５１８、５２２の出力は、１つ以上のＡＤＣ回路５２６に提供される。ＡＤＣ回路５２６のデジタル化出力は、更なる処理及び計算のためにプロセッサ５０２に提供される。出力電圧及び出力電流のフィードバック情報は、外科用器具に提供される出力電圧及び電流を調整するために、またいくつかあるパラメータの中で出力インピーダンスを計算するために使用することができる。プロセッサ５０２と患者絶縁回路との間の入力／出力通信は、インターフェース回路５２０を通して提供される。センサはまた、インターフェース回路５２０を介してプロセッサ５０２と電気通信してもよい。
一態様では、インピーダンスは、ＥＮＥＲＧＹ１／ＲＥＴＵＲＮとラベルされた端子にわたって連結された第１の電圧感知回路５１２又はＥＮＥＲＧＹ２／ＲＥＴＵＲＮとラベルされた端子にわたって連結された第２の電圧感知回路５２４の出力を、電力変圧器５０８の二次側のＲＥＴＵＲＮ区間と直列に配置された電流感知回路５１４の出力で割ることによって、プロセッサ５０２により決定されてもよい。第１及び第２の電圧感知回路５１２、５２４の出力は、別個の絶縁変圧器５１６、５２２に提供され、電流感知回路５１４の出力は、別の絶縁変圧器５１６に提供される。ＡＤＣ回路５２６からのデジタル化電圧及び電流感知測定値は、インピーダンスを計算するためにプロセッサ５０２に提供される。一例として、第１のエネルギーモダリティＥＮＥＲＧＹ１は、超音波エネルギーであってもよく、第２のエネルギーモダリティＥＮＥＲＧＹ２は、ＲＦエネルギーであってもよい。それでも、超音波エネルギーモダリティ及び双極若しくは単極ＲＦエネルギーモダリティに加えて、他のエネルギーモダリティには、数ある中でも不可逆並びに／又は可逆電気穿孔法及び／若しくはマイクロ波エネルギーが挙げられる。また、図８に例示された例は、単一のリターンパス（ＲＥＴＵＲＮ）が２つ以上のエネルギーモダリティに提供され得ることを示しているが、他の態様では、複数のリターンパスＲＥＴＵＲＮｎが、各エネルギーモダリティＥＮＥＲＧＹｎに提供されてもよい。したがって、本明細書に記載されるように、超音波トランスデューサのインピーダンスは、第１の電圧感知回路５１２の出力を電流感知回路５１４の出力で割ることによって測定されてもよく、組織のインピーダンスは、第２の電圧感知回路５２４の出力を電流感知回路５１４の出力で割ることによって測定されてもよい。
図８に示すように、少なくとも１つの出力ポートを含む発生器５００は、実行される組織の治療の種類に応じて、とりわけ、超音波、双極若しくは単極ＲＦ、不可逆並びに／又は可逆電気穿孔法、及び／若しくはマイクロ波エネルギーなどの１つ以上のエネルギーモダリティの形態で電力を、例えば、エンドエフェクタに提供するために、単一の出力部を有しかつ複数のタップを有する電力変圧器５０８を含むことができる。例えば、発生器５００は、超音波トランスデューサを駆動するために高電圧かつ低電流で、組織封止のためのＲＦ電極を駆動するために低電圧かつ高電流で、又は単極若しくは双極ＲＦ電気外科用電極のいずれかを用いてのスポット凝固のための凝固波形で、エネルギーを送達することができる。発生器５００からの出力波形は、振り向けられ、切り替えられ又はフィルタ処理されて、周波数を外科用器具のエンドエフェクタに提供することができる。超音波トランスデューサの発生器５００の出力部への接続部は、好ましくは、図８に示したＥＮＥＲＧＹ１とラベルされた出力部とＲＥＴＵＲＮとラベルされた出力部との間に位置するであろう。一例では、ＲＦ双極電極の発生器５００の出力部への接続部は、好ましくは、ＥＮＥＲＧＹ２とラベルされた出力部とＲＥＴＵＲＮとラベルされた出力部との間に位置するであろう。単極出力の場合、好ましい接続部は、ＥＮＥＲＧＹ２出力部及びＲＥＴＵＲＮ出力部に接続された好適なリターンパッドへの活性電極（例えば、ペンシル型又は他のプローブ）であろう。
他の態様では、図１〜図３及び図５〜図８に関連して説明された発生器１００、２００、３００、４００、５００、図３に関連して説明された超音波発生器駆動回路１１４及び／又は電気外科／ＲＦ駆動回路１１６は、図１及び図２に関連して説明された外科用器具１０４、１０６、１０８のうちの任意の１つと一体に形成されてもよい。したがって、発生器１００、２００、３００、４００、５００のうちの任意の１つに関連して説明されたプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、回路、コントローラ、論理デバイス、ＡＤＣ、ＤＡＣ、増幅器、変換器、変圧器、信号調整器、データインターフェース回路、電流及び電圧感知回路、直接デジタル合成回路、マルチプレクサ（アナログ若しくはデジタル）、波形発生器、ＲＦ発生器、メモリなどのうちの任意は、外科用器具１０４、１０６、１０８内に位置することができるか、又は外科用器具１０４、１０６、１０８からは遠隔に位置し、有線及び／又は無線の電気的接続を介して外科用器具に連結されてもよい。
図９は、発生器９００１上の２つのポートが利用でき、２つの外科用器具９００７、９００８の間の電気絶縁を構成する電気外科用システム９０００の図を示す。２つの器具９００７、９００８の間の電気絶縁を、それらの器具が同じ患者絶縁回路上に位置するときに提供される配置である。図９に示した構成によると、意図しない電力フィードバックは、電気外科用システム９０００を通して防止される。様々な態様では、電力用電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）又はリレーは、２つの外科用器具９００７、９００８のそれぞれに対するすべての電力線を電気的に絶縁するために使用される。一態様によると、電力用ＦＥＴ又はリレーは、１ワイヤ通信プロトコルによって制御される。
図９に示したように、発生器１００（図１〜図３）の一形態である発生器９００１は、電力切替機構９００３及び通信システム９００５に連結されている。一態様では、電力切替機構９００３は、例えば、ＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴトランジスタなどの電力用ソリッドステートスイッチ及び／又は電気機械式リレーなどのリレーを含む。一態様では、通信システム９００５は、Ｄ１エミュレーション、ＦＰＧＡ拡張及びタイムスライス機能用の構成要素を含む。電力切替機構９００３は、通信システム９００５に連結されている。電力切替機構９００３及び通信システム９００５はそれぞれ、（デバイス１及びデバイス２とラベルされた）外科用器具９００７、９００９に連結されている。外科用器具９００７、９００９はそれぞれ、合成されたＲＦ及び超音波エネルギー入力９０１１、ハンドスイッチ（ＨＳＷ）１ワイヤ・シリアル・プロトコル・インターフェース９０１３、ＨＰ １ワイヤ・シリアル・プロトコル・インターフェース９０１５及びプレゼンス抵抗器インターフェース９０１７用の構成要素を含む。電力切替機構９００３は、外科用器具９００７、９００８のそれぞれに対してＲＦ及び超音波エネルギー入力９０１１に連結されている。通信システム９００５は、外科用器具９００７、９００８のそれぞれに対するＨＳＷ １ワイヤ・シリアル・インターフェース９０１３、９０１４、ＨＰ １ワイヤ・シリアル・プロトコル・インターフェース９０１５、９０１６及びプレゼンス・インターフェース９０１７、９０１８に連結されている。２つの外科用器具が図９に示されているが、様々な態様による３つ以上のデバイスが存在してもよい。
図１０〜図１２は、２つの器具を同時にサポートする発生器を備えるインターフェースの態様を示し、これにより、これらの器具が無菌領域においてユーザにより作動／非作動間で速やかに切り替えられるようになる。図１０〜図１２は、スーパーキャパシタ／バッテリ充電器及びデュアル外科用器具を利用可能にするであろう複数の通信スキームを説明する。図１０〜図１２の態様は、少なくとも１つの通信ポートを備える発生器から手術野にある２つの外科用器具への通信を可能にし、無菌領域にいるオペレータが、例えば、外科用器具を修正することなくデバイス間で切り替えできるようにする。
図１０は、発生器１００（図１〜図３）の一形態である発生器１００３及び図９に示した外科用器具９００７、９００８を含むシステム１００１の通信アーキテクチャの図である。図１０によると、発生器９００１は、複数のエネルギーモダリティを複数の外科用器具に送達するために構成されている。本明細書において論じたように、様々なエネルギーモダリティには、限定せずに、超音波、双極又は単極のＲＦ、不可逆及び／若しくは可逆電気穿孔法並びに／又はマイクロ波エネルギーモダリティが挙げられる。発生器９００１は、合成エネルギーモダリティ電力出力１００５、通信インターフェース１００７及びプレゼンス・インターフェース１０４９を含む。図１０の態様によると、通信インターフェース１００７は、ハンドスイッチ（ＨＳＷ）シリアル・インターフェース１０１１及びハンドピース（ＨＰ）シリアル・インターフェース１０１３を含む。シリアル・インターフェース１０１１、１０１３は、集積回路間（Ｉ２Ｃ）、半二重ＳＰＩ及び／若しくは汎用非同期送受信（ＵＡＲＴ）の構成要素並びに／又は機能を含んでもよい。発生器１００３は、合成エネルギーモダリティ電力出力１００５をアダプタ１０１５、例えば、パススルー充電器（ＰＴＣ）に提供する。アダプタ１０１５は、エネルギー保存回路１０７１、制御回路１０１９、固有プレゼンス要素１０２１及び以下で論ずる関連回路を含む。一態様では、プレゼンス要素１０２１は、抵抗器である。別の態様では、プレゼンス要素１０２１は、バーコード、クイックレスポンス（ＱＲ）コード若しくは類似のコード、又は、例えば、ＮＶＭに記憶された値などのメモリに記憶された値であってもよい。プレゼンス要素１０２１は、アダプタ１０１５に対して固有であってもよいため、同じワイヤインターフェースを使用しなかった別のアダプタが固有プレゼンス要素１０２１を使用できなかったイベントにおいて。一態様では、固有プレゼンス要素１０２１は、抵抗器である。エネルギー保存回路１０７１は、切替機構１０２３、エネルギー保存デバイス１０２５、保存制御１０２７、保存監視構成要素１０２９及びデバイス電力監視構成要素１０３１を含む。制御回路１０１９は、例えば、プロセッサ、ＦＰＧＡ、ＰＬＤ、複合プログラマブルロジックデバイス（ＣＰＬＤ）、マイクロコントローラ、ＤＳＰ及び／又はＡＳＩＣを含んでもよい。図１０に示した態様によると、ＦＰＧＡ又はマイクロコントローラは、既存の類似のコンピューティングハードウェアの拡張として作動すると思われ、情報がエンティティ上から別のエンティティに中継されるようにする。
切替機構１０２３は、発生器１００３から合成エネルギー電力出力１００５を受信するように構成され、その合成エネルギー電力出力は、エネルギー保存デバイス１０２５、外科用器具９００７及び／又は外科用器具９００８に提供されてもよい。デバイス電力監視構成要素１０３１は、エネルギー保存デバイス１０２５、外科用器具９００７、外科用器具９００８のためのチャネルに連結され、電力が流れる個所を監視してもよい。制御回路１０１９は、発生器１００３のハンドスイッチ・シリアル・インターフェース１０１１及びハンドピース・シリアル・インターフェース１０１３に連結された通信インターフェース１０３３を含む。制御回路１０１９はまた、エネルギー保存回路１０７１の保存制御１０２７、保存監視構成要素１０２９及びデバイス電力監視構成要素１０３１に連結されている。
制御回路１０１９は、ハンドスイッチ（ＨＳＷ）＃１回路１０３７及びハンドスイッチ（ＨＳＷ）＃２回路１０３８に連結されているシリアル・マスタ・インターフェース１０３５を更に含み、電圧源又は電流源及びＡＤＣを含む、取り付け器具（プレゼンス）＃１回路１０４１及びプレゼンス＃２回路１０４２の存在を検知するための方法と共に、生成及びメモリ（非揮発性又はフラッシュ）１０３９の形態のＡＤＣを含む。シリアル・マスタ・インターフェース１０３５はまた、シリアル・マスタ・インターフェース１０３５をハンドスイッチ＃１回路１０３７及びハンドスイッチ＃２回路１０３８の出力にそれぞれ連結するハンドスイッチＮＶＭバイパスチャネルを含む。ハンドスイッチ＃１回路１０３７及びハンドスイッチ＃２回路１０３８は、それぞれ外科用器具９００７、９００８のＨＳＷ １ワイヤ・シリアル・プロトコル・インターフェース９０１３、９０１４に連結されている。シリアル・マスタ・インターフェース１０３５は、それぞれ外科用器具９００７、９００８のＨＰ １ワイヤ・シリアル・プロトコル・インターフェース９０１５、９０１６に連結されている、ハンドピース・シリアル・チャネルを更に含む。更に、プレゼンス＃１回路１０４１及びプレゼンス＃２回路１０４２は、それぞれ外科用器具９００７、９００８のプレゼンス・インターフェース９０１７、９０１８に連結されている。
システム１００１は、ＦＰＧＡなどの制御回路１０１９が、拡張アダプタデバイスとして作動するアダプタ１０１５を使用するより多くの外科用器具と通信できるようにする。様々な態様によると、アダプタ１０１５は、発生器１００３の制御の入力／出力（Ｉ／Ｏ）機能を拡張する。アダプタ１０１５は、中央処理ユニットの拡張として機能してもよく、これは、アダプタ１０１５と発生器１００３との間のバスを経由した命令の伝送を可能とし、その命令を解凍して、その命令を使用して、インターフェースにわたってビットバンギングするか又は接続されたアナログ回路を制御する。アダプタ１０１５はまた、接続された外科用器具９００７、９００８からＡＤＣ値を読み込み、その情報が発生器制御に中継され得るようにし、次いで、発生器制御は、２つの外科用器具９００７、９００８を制御するであろう。様々な態様によると、発生器１００３は、外科用器具９００７、９００８を２つの別個の状態機械として制御してもよく、データを記憶してもよい。
既存のインターフェース（発生器１００３からのハンドスイッチ・シリアル・インターフェース１０１１及びハンドピース・シリアル・インターフェース１０１３のライン）を、発生器１００３の制御が、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ハブのトポロジのような、デュアルポートインターフェースに接続された複数の外科用器具と、通信できるような、２ワイヤ通信プロトコルにおいて、使用してもよい。これは、２つの別個の外科用器具を同時にインターフェースすることを可能にする。システム１００１は、ハンドスイッチ波形を生成かつ読み取ることができてもよく、受信するハンドピース・シリアル・バスを操作できてもよい。システム１００１はまた、外科用器具９００７、９００８内の２つの別個のプレゼンス要素を監視するであろう。一態様では、システム１００１は、固有プレゼンス要素を含んでもよく、それ自体のＮＶＭを有してもよい。
更に、様々な態様によると、制御回路１０１９は、発生器１００３によって制御されてもよい。アダプタ１０１５と、接続された外科用器具９００７、９００８との間の通信は、発生器制御へと中継されてもよい。発生器１００３は、アダプタ１０１５に接続された波形生成回路を制御して、外科用器具９００７、９００８用のハンドスイッチ信号を同時に生成するであろう。
システム１００１は、動作中であっても、２つの外科用器具について同時に検知／監視することができる外科用器具動作を可能にしてもよい。更新可能である場合、アダプタ１０１５は、新規外科用器具通信プロトコルの操作ができるであろう。更に、外科用器具間の高速切替が達成されてもよい。
図１１は、発生器１００（図１〜図３）の一形態である発生器１１０３及び図９に示した外科用器具９００７、９００８のシステム１１０１の通信アーキテクチャの図である。図１１によると、発生器１１０３は、複数のエネルギーモダリティを複数の外科用器具に送達するために構成されている。本明細書において論じたように、様々なエネルギーモダリティには、限定せずに、超音波、双極又は単極のＲＦ、不可逆及び／若しくは可逆電気穿孔法並びに／又はマイクロ波エネルギーモダリティが挙げられる。図１１に示すように、発生器１１０３は、合成エネルギーモダリティ電力出力１１０５、ハンドスイッチ（ＨＳＷ）シリアル・インターフェース１１１１、ハンドピース（ＨＰ）シリアル・インターフェース１１１３及びプレゼンス・インターフェース１１０９を含む。発生器１１０３は、アダプタ１１１５に電力出力１１０５を提供する。図１１に示す態様によると、アダプタ１１１５と発生器１１０３との間の通信は、ハンドスイッチ・シリアル・インターフェース１１１１及びハンドピース・シリアル・インターフェース１１１３などのシリアル・インターフェースを通してのみ行われてもよい。発生器１１０３は、これらのハンドスイッチ・シリアル・インターフェース１１１１及びハンドピース・シリアル・インターフェース１１１３を使用して、どの器具と発生器１１０３が通信しているのかを制御する。更に、器具間の切替は、ハンドスイッチフレーム間で又はより遅い速度で生じる場合がある。
アダプタ１１１５は、エネルギー保存回路１１１７、制御回路１１１９、アダプタメモリ１１２１（例えば、ＥＥＰＲＯＭなどのＮＶＭ）、シリアルプログラマブル入力／出力（ＰＩＯ）集積回路１１３３、ハンドスイッチ切替機構１１３５、ハンドピース切替機構１１３７、プレゼンス切替機構１１３９及び汎用アダプタ１１４１を含む。一態様では、シリアルＰＩＯ集積回路１１３３は、アドレス可能スイッチであってもよい。エネルギー保存回路１１１７は、切替機構１１２３、エネルギー保存デバイス１１２５、保存制御構成要素１１２７、保存監視構成要素１１２９及びデバイス電力監視構成要素１１３１を含む。制御回路１１１９は、例えば、プロセッサ、ＦＰＧＡ、ＣＰＬＤ、ＰＬＤ、マイクロコントローラ、ＤＳＰ及び／又はＡＳＩＣを含んでもよい。図１１の態様によると、ＦＰＧＡ又はマイクロコントローラは、限定的機能を有してもよく、エネルギー保存を監視かつ通信するための機能を含むのみであってもよい。
切替機構１１２３は、発生器１１０３から合成エネルギー電力出力１１０５を受信するように構成され、その合成エネルギー電力出力１１０５は、エネルギー保存デバイス１１２５、外科用器具９００７及び／又は外科用器具９００８に提供されてもよい。デバイス電力監視構成要素１１３１は、エネルギー保存デバイス１１２５、外科用器具９００７、外科用器具９００８のためのチャネルに連結され、電力が流れる個所を監視してもよい。
制御回路１１１９は、シリアルＰＩＯ集積回路１１３３に連結され、シリアルＰＩＯ集積回路１１３３は、発生器１１０３のハンドピース・シリアル・インターフェース１１１３に連結されている。制御回路１１１９は、充電器状態フラグ及び切替制御に関する情報をシリアルＰＩＯ集積回路１１３３から受信してもよい。更に、制御回路１１１９は、ハンドスイッチ切替機構１１３５、ハンドピース切替機構１１３７及びプレゼンス切替機構１１３９に連結されている。図１１の態様によると、制御回路１１１９は、デバイス選択のためにハンドスイッチ（ＨＳＷ）切替機構１１３５及びハンドピース切替機構１１３７に連結されてもよく、制御回路１１１９は、プレゼンス選択のためにプレゼンス切替機構１１３９に連結されてもよい。
ハンドスイッチ切替機構１１３５、ハンドピース切替機構１１３７及びプレゼンス切替機構１１３９は、それぞれ発生器１１０３のハンドスイッチ・シリアル・インターフェース１１１１、ハンドピース・シリアル・インターフェース１１１３及びプレゼンス・インターフェース１１０９に連結されている。ハンドスイッチ切替機構１１３５、ハンドピース切替機構１１３７及びプレゼンス切替機構１１３９は、それぞれ外科用器具９００７、９００８のＨＳＷ １ワイヤ・シリアル・プロトコル・インターフェース９０１３、９０１４、ＨＰ １ワイヤ・シリアル・プロトコル・インターフェース９０１５、９０１６及びプレゼンス・インターフェース９０１７、９０１８に連結されている。更に、プレゼンス切替機構１１３９は、汎用アダプタ１１４１に連結されている。
発生器１１０３は、外科用器具９００７、９００８の監視の間を切り替える。様々な態様によると、この切替は、外科用器具９００７、９００８の追跡を保って２つの別個の状態機械を動かすために、発生器１１０３の制御を必要としてもよい。制御回路１１１９は、どの外科用器具が接続されているかを記憶する必要があるため、適切な波形を適切なポートに出力することができる。発生器１１０３は、アダプタメモリ１１２１などのシリアルＮＶＭデバイスとの通信と同時に、ハンドスイッチ信号を発生／監視してもよい。発生器１１０３は、作動の継続時間にわたって作動中外科用器具と継続的通信を維持してもよい。
システム１１０１はまた、汎用アダプタプレゼンス要素を可能にする。初めて差し込まれるか又は電源がオンになったとき、アダプタ１１１５は、このアダプタ抵抗を発生器１１０３に提示するであろう。次いで、発生器１１０３は、命令をアダプタ１１１５に中継し、接続された異なる外科用器具９００７、９００８に対応する異なるプレゼンス要素間で切り替えてもよい。したがって、発生器１１０３は、その既存のプレゼンス抵抗回路を使用することができる。ＮＶＭメモリ１１２１は、アダプタの追加の識別のためにアダプタ１１１５上に存在し、あるレベルのセキュリティを提供する。加えて、アダプタ１１１５は、シリアルＩ／Ｏデバイス、すなわち、シリアルＰＩＯ集積回路１１３３を有する。シリアルＰＩＯ集積回路１１３３は、発生器１１０３とアダプタ１１１５との間の通信リンクを提供する。
ハンドピースＮＶＭに対するシリアル通信及び制御回路１１１９に対するＵＡＲＴ形式通信を使用するハンドピース・シリアル・バスを通じて通信することが可能であってもよい。一態様によると、低速シリアル通信が使用され（すなわち、オーバーライドしない）、高速シリアルプロトコルが使用される場合、システム１１０１は、通信プロトコルがシリアルリセットパルスのように見える信号を発生させないことを確保する必要があり得る。このことは、発生器１１０３からアダプタ１１１５への、より良好な通信、及び外科用器具９００７、９００８間のより速い切替時間を可能にするであろう。
システム１１０１は、発生器通信プロトコル及びアナログ回路を使用し、発生器が意思決定を達成できるようにする。これは、少ない個数の回路デバイスを使用する簡単かつ効果的な解決策である。
図１２は、発生器１００（図１〜図３）の一形態である発生器１２０３及び図９に示した外科用器具９００７、９００８のシステム１２０１の通信アーキテクチャの図である。図１２によると、発生器１２０３は、複数のエネルギーモダリティを複数の外科用器具に送達するために構成されている。本明細書において論じたように、様々なエネルギーモダリティには、限定せずに、超音波、双極又は単極のＲＦ、不可逆及び／若しくは可逆電気穿孔法並びに／又はマイクロ波エネルギーモダリティが挙げられる。図１２に示すように、発生器１２０３は、合成エネルギーモダリティ電力出力１２０５、ハンドスイッチ・シリアル・インターフェース１２１１、ハンドピース・シリアル・インターフェース１２１３及びプレゼンス・インターフェース１２０９を含む。一態様では、ハンドピース・シリアル・インターフェース１２１３は、外科用器具９００７、９００８のハンドピースラインとの通信を可能にし、アダプタ１２１５の制御もまた可能にする。発生器１２０３は、合成エネルギーモダリティ電力出力１２０５をアダプタ１２１５に提供する。アダプタ１２１５は、エネルギー保存回路１２１７、制御回路１２１９、シリアルＰＩＯ集積回路１２３３、ハンドスイッチ（ＨＳＷ）＃１回路１２３１、ハンドスイッチ（ＨＳＷ）＃２回路１２７１、ハンドピース切替機構１２２１、プレゼンス切替機構１２３９、切替機構１２３５、器具電力監視１２３７及び固有プレゼンス１２４１を含む。図１２に示すように、ハンドスイッチ＃１回路１２３１及びハンドスイッチ＃２回路１２７１は、発生回路及びＡＤＣ回路を含んでもよい。一態様では、ハンドスイッチ＃１回路１２３１及び／又はハンドスイッチ＃２回路１２７１は、ハンドスイッチ波形を発生させる能力を有する発生回路を含む。
制御回路１２１９が発生器１２０３のハンドスイッチ・シリアル・インターフェース１２１１に連結されている一方で、シリアルＰＩＯ集積回路１２３３は、ハンドピース切替機構１２２１のようにハンドピース・シリアル・インターフェース１２１３に連結されている。更に、制御回路１１１９は、ハンドスイッチ＃１回路１２３１及びハンドスイッチ＃２回路１２７１に連結されている。制御回路１１１９は、例えば、プロセッサ、ＦＰＧＡ、ＣＰＬＤ、ＰＬＤ、マイクロコントローラ及び／又はＡＳＩＣを含んでもよい。図１２に示す例では、制御回路１２１９は、２つのデバイスを、発生器１２０３がボタン監視及び意思決定を行えるようにする少なくとも１つのデジタル波形に変調する。制御回路１２１９はまた、いずれの波形も受信できる場合がある２つの独立した外科用器具への通信を可能にしてもよい。シリアルＰＩＯ集積回路１２３３は、ハンドピース切替機構１２２１、器具電力監視１２３７及びプレゼンス切替機構１２３９に更に連結されている。器具電力監視１２３７及びシリアルＰＩＯ集積回路１２３３は、発生器１２０３の結果及び不具合を通信してもよい。
切替機構１２２３は、発生器１２０３から合成ＲＦ／超音波電力出力１２０５を受信するように構成され、その合成ＲＦ／超音波電力出力１２０５は、エネルギー保存回路１２２５又は切替機構１２３５に提供されてもよい。制御回路１２１９はまた、エネルギー保存回路１２１７の保存制御１２２７及び保存監視構成要素１２２９に連結されている。切替機構１２３５は、切替機構１２２３から受信した電力出力を外科用器具９００７及び／又は外科用器具９００８に提供してもよい。器具電力監視１２３７は、外科用器具９００７及び外科用器具９００８に対する電力出力用のチャネルに連結されている。器具電力監視１２３７はまた、切替機構１２３５が正しい位置に電力を確実に出力するようにしてもよい。
ハンドスイッチ＃１回路１２３１及びハンドスイッチ＃２回路１２７１は、それぞれ外科用器具９００７、９００８のＨＳＷ １ワイヤ・シリアル・プロトコル・インターフェース９０１３、９０１４に連結されている。ハンドピース切替機構１２２１は、発生器１２０３のハンドピース・シリアル・インターフェース１２１３に連結され、また、それぞれ外科用器具９００７、９００８のＨＰ １ワイヤ・シリアル・プロトコル・インターフェース９０１５、９０１６に連結されている。更に、プレゼンス切替機構１２３９は、発生器１２０３のプレゼンス・インターフェース１２０９に連結され、また、それぞれ外科用器具９００７、９００８のプレゼンス・インターフェース９０１７、９０１８に連結されている。更に、プレゼンス切替機構は、固有プレゼンス１２４１に連結されている。一態様では、異なる器具プレゼンス要素は、シリアルＩ／Ｏ又はアダプタマイクロプロトコルを使用するオンデマンドベースで切り替えられてもよい。
第１の通信プロトコルは、アダプタ１２１５上の制御回路１２１９に対する通信に使用されることとなる。発生器１２０３はまた、外科用器具９００７、９００８を一度に監視する能力を有してもよい。アダプタ１２１５は、ハンドスイッチ信号生成を（例えば、ハンドスイッチ＃１回路１２３１及びハンドスイッチ＃２回路１２７１において）提供するための回路を、このデータを解釈するＡＤＣと共に含んでもよい。アダプタ１２１５は、２つの外科用器具信号を少なくとも第１の波形に変調してもよく、第１及び第２の波形を読み取る能力を有してもよい。様々な態様では、第２の波形は、第１の波形の形式に解釈されるか又は変換されてもよい。更に、第１のプロトコルは、６１５ビット／秒で１２ビットを送信する能力を有する。
制御回路１２１９は、外科用器具９００７、９００８からハンドスイッチデータを取得して、ハンドスイッチデータを第１のプロトコルに変調してもよい。これを行う方法はわずかであるが、外科用器具９００７、９００８が第１のプロトコル機能を含んでもよいことを意味する。システム１２０１は、外科用器具９００７からの４〜６個のボタン及び外科用器具９００８からの４〜６個のボタンと第１のプロトコルフレームにおいて通信する場合がある。あるいは、システム１２０１は、外科用器具９００７、９００８にアクセスするためのアドレス指定のいくつかの形式を使用する場合がある。制御回路１２１９は、発生器１２０３に、（１つは外科用器具９００７用であり、１つは外科用器具９００８用である）２つの異なるアドレス空間に分割される異なるアドレスを制御回路１２１９に向けて送信させることにより、別個のデバイスにアドレス指定する能力を有してもよい。
ハンドピース通信は、シリアルＩ／Ｏデバイスを介するか又は制御回路１２１９を通してのいずれかで、発生器１２０３から第１のプロトコル様式の通信インターフェースを介して制御できる場合がある、スイッチのいくつかの形式に関与してもよい。一態様では、エネルギー保存監視１２２９及び外科用器具９００７、９００８間の切替並びに充電状態は、この方法で同様に扱うことができる場合がある。特定の第１のプロトコルアドレスは、エネルギー保存回路１２２５からのデータ及び外科用器具９００７、９００８自体に割り当てることができる場合がある。プレゼンス要素はまた、この形式より切り替えられる場合がある。更に、一態様では、制御回路１２１９は、フレームを別個の形式に変換してもよく、このことは、制御回路１２１９が外科用器具９００７、９００８上のボタン押圧が有効か又は無効かについて何らかの決定する必要がある場合があることを意味してもよい。しかし、システム１２０１は、発生器１２０３のハンドスイッチ・シリアル・インターフェース１２１１に新規通信プロトコルを時分割又は操作して、発生器１２０３が外科用器具９００７、９００８を同時に完全に監視できるようにし得る。システム１２０１は、発生器通信を使用して、動作中であっても、２つの外科用器具の動作を同時に検出する。
上述の通り、単一の出力発生器は、ＲＦエネルギー及び超音波エネルギーの両方を、単一のポートを通して送達することができ、これらの信号は、組織を治療するために、エンドエフェクタに別個に又は同時に伝達することができる。合成ＲＦ及び超音波発生器の一態様を図１に示した。図１に示すように、単一の出力ポートの発生器は、実行される組織の治療の種類に応じて、電力、ＲＦエネルギー又は超音波エネルギーのいずれかをエンドエフェクタに提供するために、複数のタップを有する単一出力変圧器を含むことができる。例えば、発生器は、超音波トランスデューサを駆動するために高電圧かつ低電流で、組織封止のための電極を駆動するのに必要とされる低電圧かつ高電流で、又は単極若しくは双極電気外科用電極のいずれかを用いてのスポット凝固のための凝固波形で、エネルギーを送達することができる。発生器からの出力波形は、振り向けられ、切り替えられ又はフィルタ処理されて、所望の周波数を外科用器具のエンドエフェクタに提供することができる。
本明細書に記載される外科用器具はまた、発生器により送達されるエネルギーが、外科用器具のエンドエフェクタにより治療される組織の種類に基づいて動的に変化されることを可能にする特徴部を含むことができる。外科用器具のエンドエフェクタに送達される、発生器１００などの発生器からの電力出力を制御するためのアルゴリズムは、発生器からのエネルギープロファイルが、外科用器具のエンドエフェクタにより作用がもたらされる組織の種類に基づいて、処置中に動的に変化されることを可能にする組織の種類を表す入力を含むことができる。
様々なアルゴリズムを使用して、発生器から送達されるエネルギーが、外科用器具により治療される組織の種類に基づいて動的に変化することを可能にするように電力プロファイルを選択することができる。
外科用器具のエンドエフェクタにより治療される組織の種類を決定するために、組織摩擦係数を算出することができる。算出された組織摩擦係数は、以下でより詳細に論じられるように、それぞれの組織係数を組織の種類と相関させる組織摩擦係数のデータベースと比較される。算出された組織摩擦係数及びその関連する組織の種類は、発生器から外科用器具まで送達されるエネルギーを制御するためのアルゴリズムによって使用される。一形態では、組織の摩擦係数は、次式で記載される。
Figure 2021168942
 式中、Ｑは、熱発生率であり、θは、エンドエフェクタの超音波運動の速度であり、Ｎは、エンドエフェクタによって組織に加えられた力である。超音波運動の速度は、発生器の設定からの既知の値である。値θが既知の値であるため、組織摩擦係数は、組織上の力に対する熱発生のグラフの勾配を用いて算出することができる。
エンドエフェクタにより組織に加えられる力は、力を測定するための異なる種類の構成要素を用いて様々な方法で測定することができる。この力測定値は、治療される組織の組織摩擦係数を決定して、その組織の種類を決定するために、例えば、上記の方程式で使用することができる。
図１３〜図４２は、ＲＦエネルギー周波数及び超音波エネルギー周波数を有する合成信号を１つ以上の外科用器具に提供するように構成された複合発生器を備えるシステムの回路トポロジの様々な例を説明する。
図１３は、発生器１３０１によって出力されるＲＦ電流及び超音波電流を管理するように構成された複合超音波及びＲＦ外科用器具１３０３用の帯域消去フィルタ回路１３０５を含むシステム１３００の回路図を示す。帯域消去フィルタ回路１３０５は、発生器１３０１の様々な出力周波数を活用し、所望しない出力電流を遮断するために同調されたＬＣフィルタ回路１３０７、１３０９を使用する。回路帯域消去フィルタ１３０５は、超音波トランスデューサ又はＲＦ出力のいずれも電気的に切断しない。その代わりに、両方の出力は、それぞれ同調されたＬＣフィルタ回路１３０７、１３０９のＬＣ並列共振ネットワークを通して対応する出力端子１３１１、１３１３に接続される。共振器１３１５は、ＬＣフィルタ回路１３０７及び（ブレードとラベルされた）超音波出力端子１３１３に連結されている。図１３に示すように、ＬＣフィルタ回路１３０７は、ＲＦ出力周波数に同調される、超音波出力端子１３１３と直列の並列共振ネットワークを形成し、〜３００ｋＨｚで非常に高いインピーダンスを示す。ＲＦ出力端子１３１１と直列のＬＣフィルタ回路１３０９の並列共振ネットワークは、超音波出力周波数に同調され、〜５５ｋＨｚで非常に高いインピーダンスを示す。
所望しない周波数成分は、それぞれの出力端子１３１１、１１３に対して遮断され、それにより、トランスデューサにおける予期せぬ励起／散逸及び組織における予期せぬ低周波数電流を防止する。それぞれの出力端子１３１１、１３１３に必要な減衰に応じて、態様では、ＬＣフィルタ回路１３０７、１３０９は、追加の共振構成要素により更に改良することができる。この概念は、外科用器具内の制御回路との直接相互作用に依拠しないため、ＡＳＩＣに対する変更又は直接インターフェースは、必要ではないであろう。
帯域消去フィルタ回路１３０５は、同時的なＲＦ治療及び超音波治療を同じ外科用器具に対してできるようにする可能性を有する。様々な態様によると、複雑な多重周波数出力波形が適用されてもよく、共振フィルタは、効果的なままである。
図１４は、発生器１４０１によって出力されるＲＦ電流及び超音波電流を管理するように構成された複合超音波及びＲＦ外科用器具１４０９用のシステム１４００の回路図を示す。システム１４００は、高周波帯域消去フィルタを分析するために使用されてもよい。図１４に示すように、システム１４００は、漏れインダクタンス１４０３及び感知構成要素１４０５を備える発生器１４０１の超音波出力部と、（図１４の態様によると、３．１μＨ、１９４ｐＦ、１オームの特性を有する）１０’ケーブルモデル１４０７と、ＲＦ成分を遮断するための並列ＬＣフィルタ回路１４１１及び超音波トランスデューサ１４１３を含む複合超音波及びＲＦ外科用器具１４０９と、を含む。図１５〜図２１は、システム１４００のシミュレーション結果のグラフ表示であり、高周波数ＲＦ成分を遮断し、超音波トランスデューサ１４１３に対する過剰なＲＦ電流を防止することが意図されたＬＣフィルタ回路１４１１の効果を示す。
システム１４００は、３５０ｋＨｚの消去帯域及び５５ｋＨｚの通過帯域の両方でシミュレートされ、並列ＬＣフィルタ回路１４１１が通過帯域において依然として正常動作ができるようにしながら、予期せぬ電流の遮断において効果的であることを示す。消去帯域シミュレーションについて、発生器１４０１は、以下に示すように超音波タップ上に３６５ＶｐｋをもたらすＲＦ出力に、１００Ｖｒｍｓの最大ＲＦ振幅が設定されている。通過帯域シミュレーションについて、発生器１４０１は、１５０Ｖｒｍｓ又は２１２Ｖｐｋの最大超音波出力電圧に設定され、トランスデューサは、４００オームまで増加される（loaded）。
図１５によると、正規化トランスデューサ電圧対周波数は、それぞれＬＣフィルタ回路１４１１あり又はなしのプロット１５０１、１５０３で示されている。フィルタ未処理プロット１５０３における電圧上昇は、変圧器漏れインダクタンス及びＣ０の非減衰直列共振に起因する。この共振は、発生器１４０１のＲＦ出力用の３５０ｋＨｚ出力周波数付近に偶然現れる。帯域消去フィルタが存在すると、出力インピーダンスが卓越し、３５０ｋＨｚにおける顕著な減衰をもたらすが、更に、ＬＣフィルタ回路１４１１なしの場合よりも低周波数に何らかのゲインピークをもたらす。これらのプロット１５０１、１５０３に示されたどのゲインピークも、それらの周波数で超音波成分を増幅する可能性があり、したがって、本開示の態様は、超音波モードにおいても低い歪み出力を維持する可能性がある。
図１６は、３５０ｋＨｚの消去帯域に設定された出力周波数を有するシステム１４００の時間領域波形を示す。プロット１６０３、１６０１は、それぞれ帯域消去ＬＣフィルタ回路１４１１あり及びなしの、トランスデューサ電流対時間を示す。プロット１６０１は、フィルタなし又は超音波トランスデューサ１４１３を切断する切替を示し、Ｃ０の大きな値は、短絡として作用し、大きな出力電流をもたらす。示した電流は、いくつかの発生器構成において実現されなくてもよく、その代わりに、シャットダウン又はサービス指向アーキテクチャ（ＳＯＡ）障害をもたらす場合がある。プロット１６０３は、ＬＣフィルタ回路１４１１が共振周波数においてＲＦ成分を効果的に遮断することができ、トランスデューサ１４１３において数ミリアンペアの電流のみをもたらすことを示す。ＬＣフィルタ回路１４１１は、３６５Ｖｐｋの全出力電圧振幅を遮断／相殺してもよい。
図１７は、３５０ｋＨｚにおける発生器１４０１の出力電力対時間を示し、プロット１７０１、１７０３は、それぞれ帯域消去ＬＣフィルタ回路１４１１なし及びありである。図１７は、システム１４００における総減衰が低く保たれていてもよいことを示すが、この態様は、（Ｌｆとラベルされた）インダクタにおけるコア損失を含まず、ＬＣフィルタ回路１４１１のＬＣタンクにおける循環電流由来の伝導損失のみを反映する。ＬＣフィルタ回路１４１１の（Ｌｆとラベルされた）インダクタ及び（Ｃｆとラベルされた）コンデンサのそれぞれの循環電流１８０３、１８０５は、図１８の電流対時間によって示されている。ＬＣフィルタ回路１４１１を通した電圧１８０１は、電圧対時間によって示されている。（Ｌｆとラベルされた）インダクタにおけるコア損失は、図１４に示した共振インダクタの特定の材料、サイズ及び構成に応じて、試験条件下で非常に顕著となり得る。
図１９は、発生器１４０１の出力周波数が５５ｋＨｚの通過帯域に設定されている場合の、トランスデューサ１４１３の電流を示す。プロット１９０１、１９０３は、電流対時間に関し、それぞれＬＣフィルタ回路１４１１なし及びありの超音波トランスデューサ１４１３の電流を示す。プロット１９０１、１９０３は、システム１４００の時間領域波形を示し、超音波トランスデューサ１４１３の正常動作がＬＣフィルタ回路１４１１の存在によって影響されないであろうことを示す。図１４の態様によると、ＬＣフィルタ回路１４１１内の（Ｌｆとラベルされた）インダクタは、通過帯域周波数（５５ｋＨｚ）において優勢であり、正常な負荷電流が、最小限の位相シフト又は損失で、超音波トランスデューサ１４１３に流れるようにするのに十分に低いインピーダンスを表す。
加えて、図２０は、実電力対時間に関して発生器１４０１の出力電力を示し、発生器１４０１の出力周波数は、５５ｋＨｚの通過帯域に設定されている。プロット２００１、２００３は、それぞれＬＣフィルタ回路１４１１なし及びありである。更に、図２１は、５５ｋＨｚにおけるＬＣフィルタ回路１４１１を通した電圧２１０１のプロット、並びに、５５ｋＨｚにおけるＬＣフィルタ回路１４１１の（２１０３とラベルされた）インダクタの電流及びコンデンサの電流２１０５のプロットを示し、インダクタＬは、１００ｕＨに等しく、コンデンサＣは、２．０７ｎＦに等しい。態様によると、発生器の構成ソフトウェアは、ＬＣフィルタ回路１４１１の存在を補償するために、かつ制御ループにおける自身の効果を明らかにするために、更新する必要がある場合があるが、図１９〜図２１のプロットは、超音波トランスデューサ１４１３の超音波機能が、ＬＣフィルタ回路１４１１によって影響されない状態を保つべきであることを示している。
図２２は、本開示の一態様によるシステム２２００用の、高周波帯域消去フィルタを含む回路図である。システム２２００は、漏れインダクタンス２２０３及び直列出力コンデンサ２２０７を備える発生器２２０１のＲＦ出力部と、（図２２の態様によると、３．１ｕＨ、１９４ｐＦ、１オームの特性を有する）ケーブルモデル２２０９と、超音波成分を遮断するための並列ＬＣフィルタ回路２２１３を含む外科用器具２２１１と、組織インピーダンス２２１５と、を含む。
本システム２２００は、５５ｋＨｚの消去帯域及び３５０ｋＨｚの通過帯域の両方でシミュレートされた。消去帯域シミュレーションについて、発生器２３０１は、ＲＦ出力部上に８２Ｖｐｋをもたらす超音波出力に、１５０Ｖｒｍｓの最大振幅が設定されている。通過帯域シミュレーションについて、発生器２３０１は、１００Ｖｒｍｓ又は１４１Ｖｐｋの最大ＲＦ出力電圧に設定され、組織インピーダンスは、５０オームに設定されている。図２３〜図３３は、シミュレーション結果であり、システム２２００が、通過帯域において依然として正常動作ができるようにしながら、望ましくない電流の遮断において効果的であることを示す。
様々な態様によると、インダクタは、ＬＣ帯域消去フィルタ回路における主な損失源であり得、また、回路全体を駆動し得る。これら２つの因子間にはトレードオフが存在する場合があり、これは、より小さなコア形状が高い磁束密度で動作し、その結果損失がより大きくなり得るからである。コア損失は、高周波数及び低周波数インダクタ成分の両方に関して考慮すべきことであるが、コア損失は、高周波数成分においてより重要となるであろう。一態様によると、３００ｋＨｚ超の周波数での動作のために最適化された高効率なコア材料を選択することは、損失を特定のレベルに抑えるために有益である。
インダクタの選択に関する構成パラメータは、最適化されたインダクタ構成の効率及び性能、外科用器具のハンドピースのハンドルにおいて利用可能なスペース、印加のデューティ比、放熱して許容可能な冷たさに保つハンドピース構成の性能、を含む。
上記の通り、損失は、主にインダクタによってもたらされ、低消耗係数を有する適切なコンデンサを使用することを想定している。電力の大半を散逸させる動作のモードは、ＬＣ回路がＬＣ回路のそれぞれの負荷に対して発生器の出力を通過させているときではなく、ＬＣ回路が共振で動作している（遮断している）ときであり得る。共振において、発生器の全出力電圧は、最大コア損失を生じさせるＬＣ回路で確認され、コンデンサとインダクタとの間で交換される循環電流もまた、銅損を生じさせる可能性がある。
回路部品の頑強性及び単純性により、上述のシステムのセーフティパラメータが向上するが、これは例えば、部品故障の可能性が減少するからである。様々な態様によると、損傷した欠陥共振構成要素の場合、本開示のシステムは、損傷した構成要素の存在を検出するのに、かつ稼働前診断でインピーダンス対周波数特性を補正するのに、発生器に依存し得る。稼働前診断により、ＬＣ回路が同調され、破損していないことを直接確認することができる。
様々な態様によると、システムのサイズ及び重量は、インダクタによって制御可能である。上述のインダクタ構成に関する構成上の考慮事項から、効率を許容可能レベルに保つために、インダクタをより大きくかつ重たくしてもよい。様々な態様によると、出力電力要件の同一セットを考慮すると、ＬＣ帯域消去フィルタ回路構成のサイズ及び重量は、以下で述べるソリッドステートスイッチベースの（例えば、ＭＯＳＦＥＴスイッチベースの）構成よりも大きくかつ重たくてもよい。一態様によると、ＬＣ回路は、単なる４つの受動部品から潜在的になり得る。別の態様によると、ＬＣ回路は、プリント基板の使用を必要としなくてもよい。他の態様によると、ＬＣ回路は、ＡＳＩＣ又はハンドスイッチ電子部品を一切用いずに実装され得る。ＬＣ回路の複雑性は、特定の印加の必要性及び本開示の回路のうち２以上を組み合わせるハイブリッドコンセプトの実装の可能性によって増す可能性がある。非常に少ない部品数、プリント基板なし、又は少なくとも最小限のものへの探求は、図１３〜図２２に関して上述した回路構成に関して、部品コスト及び人件費の両方の削減に役立つであろう。様々な態様によると、いくつかの部品は、カスタム設計であってもよく、あるいは高性能な既製品であってもよい。
図２３は、発生器３４０１によって出力されるＲＦ電流及び超音波電流を管理するように構成された複合超音波及びＲＦ外科用器具３４０３用のシステム３４００の回路図である。器具回路３４０５は、各出力部３４１１、３４１３に対してＡＣ切替を提供するように直列に配置された、ＭＯＳＦＥＴスイッチ３４０７、３４０９などのソリッドステートスイッチを使用する。ＭＯＳＦＥＴスイッチ３４０７、３４０９を制御回路によって直接制御するよりもむしろ、器具回路３４０５は、同調したＬＣ回路３４２１、３４２３を用いて、ＭＯＳＦＥＴスイッチ３４０７、３４０９をエンハンスト状態にする。共振器３４１９は、ＭＯＳＦＥＴスイッチ３４０７及び（ブレードとラベルされた）超音波出力部３４１３に連結されている。本手法は、ソーストゥソースに配置され、ＡＣスイッチを形成する、１対のＭＯＳＦＥＴスイッチ３４０７、３４０９を使用する。ＡＳＩＣにＭＯＳＦＥＴエンハンスメントを制御させるよりもむしろ、本手法は、結合インダクタ３４１５、３４１７、すなわち、適切な出力周波数においてＭＯＳＦＥＴスイッチ３４０７、３４０９のゲートをエンハンスト状態にするように同調されたコンデンサを活用する。共振周波数で駆動させると、ＬＣ回路３４２１、３４２３は、結合インダクタ３４１５、３４１７の一次側で電圧を生成し、それによりゲートエンハンスメント電位が生じる。ＭＯＳＦＥＴゲートが最小負荷を表しているため、インダクタ３４１５、３４１７及びゲート駆動回路は、比較的小さくかつ効率的であり得る。
図２４は、発生器３５０１の超音波及びＲＦ出力部と、ＭＯＳＦＥＴスイッチ３５０５、３５０７などの直列接続ソリッドステートスイッチ、結合インダクタ３５１１及び４００オームまで増加された超音波トランスデューサモデル３５０９を含む器具３５０３と、を含む、システム３５００用の回路図を示す。システム３５００は、遮断モード及び通過モードの両方の動作状態において正しく機能するかを検証するために、３５０ｋＨｚ及び５５ｋＨｚの両方でシミュレートされた。遮断モードについて、発生器３５０１は、超音波出力部上に３６５ＶｐｋをもたらすＲＦ出力に、１００Ｖｒｍｓの最大振幅が設定された。通過モードについて、発生器３５０１は、１５０Ｖｒｍｓ又は２１２Ｖｐｋの最大超音波出力電圧に設定され、超音波トランスデューサモデル３５０９は、４００オームまで増加される。
図２５は、発生器４２０１によって出力されるＲＦ電流及び超音波電流を管理するように構成された、複合超音波及びＲＦ外科用器具４２０３用のシステム４２００の回路図である。器具回路４２０５は、ソーストゥソースに配置され、ＡＣスイッチを形成する、ＭＯＳＦＥＴスイッチ４２１５、４２１７などの１対のソリッドステートスイッチを使用する。制御回路４２０６（例えば、ＡＳＩＣ）は、パルストランス４２１９、４２２１を介して連結された制御信号で、ＭＯＳＦＥＴエンハンスメントを制御する。ＭＯＳＦＥＴゲートが最小負荷を表し、切替速度が低いため、１対のＭＯＳＦＥＴスイッチ４２１５、４２１７をエンハンスト状態にするのに必要な電力は、非常に低い。制御回路４２０６の出力は、パルストランス４２１９、４２２１の一方又は両方を駆動するのに必要なパルス電流を提供する小型ドライバＩＣ（図示せず）によってバッファリングされるであろう。パルストランス４２１９、４２２１に印加される差分パルスの一方の極性は、１対のＭＯＳＦＥＴスイッチ４２１５、４２１７をエンハンスト状態にして、反対の極性は、１対のＭＯＳＦＥＴスイッチ４２１５、４２１７をオフにするであろう。パルスパターンは、１対のＭＯＳＦＥＴスイッチ４２１５、４２１７のゲート−ソース状態を強化させる（enforce）ために、メンテナンス期間（maintenance interval）を繰り返すであろう。別個の論理ハードウェアを使用して、各ＡＣスイッチにおいて互いに排他的な状態を強化し、考えられる安全面の懸念を部分的に緩和させることができる。
図２６は、発生器４３０１の超音波及びＲＦ出力部と、ＭＯＳＦＥＴスイッチ４３０５、４３０７などの直列接続の１対のソリッドステートスイッチ、４００オームまで増加されたトランスデューサモデル４３０９、整流されたハンドスイッチを介した電力／ＧＮＤ基準４３１１、及び論理バッファ又はＭＯＳＦＥＴドライバＩＣを表すパルス発生器４３１３、４３１５を含む器具４３０３と、を含むシステム４３００の回路図を示す。本システム４３００は、両方の動作状態において正しく機能するかを検証するために、「オン」状態及び「オフ」状態の両方で５５ｋＨｚでシミュレートされた。両方の動作状態について、発生器４３０１は、超音波出力に、１５０Ｖｒｍｓの最大振幅が設定されている。
システム４３００の損失は、１対のＭＯＳＦＥＴスイッチ４３０５、４３０７によって主にもたらされる。様々な態様によると、これらの部品は、各出力に関して最適化することができ、また、切替時間がナノ秒スケールではなくミリ秒スケールであるため、全体的に低い損失をもたらす高効率な部品を使用することができる。ＭＯＳＦＥＴをエンハンスト状態にする残りの部品は、パワー部品ではなく、かつ、損失に著しく寄与するものであってはならない。システム４３００の全電力効率は、良好であると考えられる。様々な態様によると、冗長部品を使用する単一フォールト・トレラント・アーキテクチャは、部品故障の危険に対する解決法を提供し得る。器具４３０３のＡＳＩＣ制御ＭＯＳＦＥＴスイッチ回路構成のサイズ及び重量は、優れている。発生器の出力を中断するために使用されるＭＯＳＦＥＴは、同等のＲＦフィルタの実現形態よりも小さくてもよいが、基板用空間を消費するいくつかの基板レベルの熱管理を必要とする場合もある。様々な態様によると、ＭＯＳＦＥＴスイッチをエンハンスト状態にするパルストランス及びバッファもまた、非常に小さくてもよい。加えて、器具４３０３のＡＳＩＣ制御ＭＯＳＦＥＴスイッチ回路構成用の部品は、既製品であってもよく、カスタム設計部品を必要としなくてもよい。
図２７は、発生器５００１によって出力されるＲＦ電流及び超音波電流を管理するように構成された、複合超音波及びＲＦ外科用器具５００３用のシステム５０００の回路図である。システム５０００は、各出力部５０１１、５０１３を切り替えるための電気機械式リレー５０１５、５０１７を使用する。リレー５０１５、５０１７は、制御回路５０１９（例えば、ＡＳＩＣ）からの制御信号によって駆動される。共振器５０２１は、リレー５０１７及び（ブレードとラベルされた）超音波出力部５０１３に連結されている。
システム５０００は、図２５及び図２６に関して記述したＡＳＩＣ制御ＭＯＳＦＥＴスイッチ構成に類似しているが、ＭＯＳＦＥＴ切替要素（複数可）は、電気機械式リレーで置き換えられている。エンハンスト状態にするために最小限の電力を必要とするＭＯＳＦＥＴとは異なり、非ラッチングリレーは、連続的に作動させるためには必要な電力が大きくなり過ぎる場合があるため、ラッチング型リレーがシステム５０００の電気機械式リレー５０１５、５０１７に対する好ましい選択肢である。様々な態様によると、図２５及び図２６に関して記述したＭＯＳＦＥＴ構成におけるパルストランスによってもたらされた絶縁は、コイルとコンタクトとの間の実質上の絶縁をもたらすリレーと一体化されてもよい。更に、力誘導コンタクトを使用するリレーが選択される他の態様では、感知コンタクトの補助セットを使用して、安全対策としてコンタクトの状態を確認する制御回路５０１９に、フィードバック信号を提供することができる。
図２８は、発生器５１０１によって出力されるＲＦ電流及び超音波電流を管理するように構成された、複合超音波及びＲＦ外科用器具５１０３用のシステム５１００の回路図である。システム５１００は、電気機械式リレー５１１５、５１１７を含み、システム５１００は、複合超音波及びＲＦ外科用器具５１０３のオペレータによって起動されるスイッチ作動体を使用して、電気機械式リレー５１１５、５１１７を介して複合超音波及びＲＦ外科用器具５１０３内の適切な出力部５１１１又は５１１３に接続する。図５１の態様に示すように、スイッチ作動体は、電気機械式リレー５１１５又は５１１７の適切な開閉を達成するボタン及び旋回軸又はトグルを介して実現されてもよい。共振器５１２１は、電気機械式リレー５１１７及び（ブレードとラベルされた）超音波出力部５１１３に連結されている。
本明細書で論じられる他の構成は、制御回路を介して二次電力スイッチ作動体に命令する信号スイッチ閉止（signal switch closure）を使用してもよい。システム５１００は、かかる二次電子作動に必要であり得る回路を排除し、起動に関して制御回路５１１９（例えば、ＡＳＩＣ）に命令すること及び適切な出力部５１１１又は５１１３を複合超音波及びＲＦ外科用器具５１０３に係合することの両方を行うために、スイッチ５１２３への入力を使用する。一態様では、これを実行するスイッチは、コンタクトを係合するのに必要となる回数が非常に少ないスナップアクションの種類であってもよい。別の態様では、２つの状態が互いに排他的であることを確実にする、機械式ロッカ様式の切替機構を、複合超音波及びＲＦ外科用器具５１０３に用いてもよい。
図２９は、発生器５２０１によって出力されるＲＦ電流及び超音波電流を管理するように構成された、複合超音波及びＲＦ外科用器具５２０３用のシステム５２００の回路図である。複合超音波及びＲＦ外科用器具５２０３は、最適化されたデバイスを形成するために、本明細書で論じた他の回路構成からの部品を共有する構成を採用する。複合超音波及びＲＦ外科用器具５２０３は、水晶振動子５２２１に連結された並列ＬＣフィルタ回路５２２３を含み、水晶振動子５２２１は、発生器５２０１の出力を複合超音波及びＲＦ外科用器具５２０３の超音波出力部５２１３に供給する。加えて、制御回路５２１９は、パルストランス５２１５に連結されている。パルストランス５２１５は、ソーストゥソースに配置され、ＡＣスイッチを形成する、ＭＯＳＦＥＴスイッチ５２１７などの１対のソリッドステートスイッチに連結されており、発生器５２０１の出力を複合超音波及びＲＦ外科用器具５２０３のＲＦ出力部５２１１に供給する。
図３０は、近位プラグ内にＭＯＳＦＥＴスイッチなどのトランジスタを含む電気機械式スイッチ又はソリッドステートスイッチ及び制御回路、並びにハンドル内に制御回路を含む、システム６２００を示す。発生器は、超音波信号用のインターフェース６２０１、ＲＦ信号用のインターフェース６２０３、一次リターン端子インターフェース６２０５、ＨＳＷインターフェース６２０７、二次リターン端子インターフェース６２０９、識別インターフェース６２１１、及びプレゼンス・インターフェース６２１３を含む。近位プラグは、発生器、１対のＭＯＳＦＥＴスイッチ６２１５、ＥＥＰＲＯＭ ６２１７、及びプレゼンス抵抗器６２１９のインターフェースとの整合インターフェースを含む。ＭＯＳＦＥＴスイッチ６２１５は、１対の結合インダクタ６２２３にそれぞれ連結された整流回路６２２１にそれぞれ連結されている。それぞれの整流回路６２２１は、少なくとも１つのダイオード及び少なくとも１つのコンデンサを含んでいてもよい。制御回路６２２７（例えば、ＡＳＩＣ）は、ＭＯＳＦＥＴスイッチ６２１５の状態を制御するために結合インダクタ６２２３及び整流回路６２２１に供給を行う駆動回路６２２５に連結されている。近位プラグ出力は、ケーブル又は遠位プラグのいずれにもいかなる回路要素を有さずに、ケーブル及び遠位プラグを通してハンドルに搬送される。ハンドルは、共振器６２２９、整流回路６２３１、制御回路６２３３（例えば、ＡＳＩＣ）、ＥＥＰＲＯＭ ６２３５及びスイッチアレイ６２３７を含む。スイッチアレイ６２３７は、電気機械式デバイス、トランジスタデバイスなどを含んでもよい。トランジスタデバイスは、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、ＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ又はそれらの組み合わせを含んでもよい。整流回路６２３１は、少なくとも１つのダイオード及び少なくとも１つのコンデンサを含んでいてもよい。制御回路６２３３は、ＥＥＰＲＯＭ ６２３５に連結され、近位プラグ内の制御回路６２２７からの出力を受信する。
印加部分は、ＥＥＰＲＯＭ ６２３９、プレゼンス抵抗器６２４１並びにＲＦエネルギー及び超音波エネルギー用の出力部のそれぞれ６２４３、６２４５を含む。ＥＥＰＲＯＭ ６２３９及びプレゼンス抵抗器６２４１は、制御回路６２３３に連結されている。システム６２００は、ＲＦモードと超音波（超音波とも呼ばれる）モードとの間の切替を可能にし、重量、嵩、及び熱をハンドル及び印加部分から離れた所に移すことを可能にする。２つの制御回路６２２７、６２３３（例えば、ＡＳＩＣデバイス）はまた、ハンドル及び近位プラグにおいて利用可能な機構に柔軟性を付与してもよい。
図３１は、遠位プラグ内に電気機械式スイッチ、又はＭＯＳＦＥＴスイッチなどのソリッドステートスイッチと、制御回路と、を含む、システム６３００を示す。発生器は、超音波信号用のインターフェース６３０１、ＲＦ信号用のインターフェース６３０３、一次リターン端子インターフェース６３０５、ＨＳＷインターフェース６３０７、二次リターン端子インターフェース６３０９、識別インターフェース６３１１、及びプレゼンス・インターフェース６３１３を含む。近位プラグは、発生器、ＥＥＰＲＯＭ ６３１７、及びプレゼンス抵抗器６３１９のインターフェースとの整合インターフェースを含む。近位プラグ出力は、ケーブル内にいかなる回路要素も有さずに、ケーブルを通して搬送される。遠位プラグは、１対の結合インダクタ６３２３にそれぞれ連結された整流回路６３２１にそれぞれ連結されているＭＯＳＦＥＴスイッチ６３１５を含む。整流回路６３２１のそれぞれは、少なくとも１つのダイオード及び少なくとも１つのコンデンサを含む。制御回路６３２７（例えば、ＡＳＩＣ）は、ＭＯＳＦＥＴスイッチ６３１５の状態を制御するために結合インダクタ６３２３及び整流回路６３２１に供給を行う駆動回路６３２５に連結されている。遠位プラグはまた、発生器のＨＳＷインターフェース６３０７及び二次リターン端子インターフェース６３０９に連結され、制御回路６３２７に供給を行う整流回路６３３１を含む。整流回路６３３１は、少なくとも１つのダイオード及び少なくとも１つのコンデンサを含む。ハンドルは、共振器６３２９、ＥＥＰＲＯＭ ６３３５、スイッチアレイ６３３７及びプレゼンス抵抗器６３４１を含む。スイッチアレイ６３３７は、電気機械式デバイス、トランジスタデバイスなどを含んでもよい。トランジスタデバイスは、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、ＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ又はそれらの組み合わせを含んでもよい。制御回路６３２７は、ハンドル内のＥＥＰＲＯＭ ６３３５、スイッチアレイ６３３７及びプレゼンス抵抗器６３４１に連結されている。
印加部分は、ＥＥＰＲＯＭ ６３３９、プレゼンス抵抗器６３４２並びにＲＦエネルギー及び超音波エネルギー用の出力部のそれぞれ６３４３、６３４５を含む。ＥＥＰＲＯＭ ６３３９及びプレゼンス抵抗器６３４２は、制御回路６３２７に連結されている。システム６３００は、ＲＦモードと超音波モード間の切替を可能にし、外科用器具のハンドルにおけるコスト及び複雑性の最小化を可能にする。
図３２は、遠位プラグ内に電気機械式スイッチ、又はＭＯＳＦＥＴスイッチなどのソリッドステートスイッチ及び制御回路、並びにハンドル内に制御回路を含むシステム６４００を示す。発生器は、超音波信号用のインターフェース６４０１、ＲＦ信号用のインターフェース６４０３、一次リターン端子インターフェース６４０５、ＨＳＷインターフェース６４０７、二次リターン端子インターフェース６４０９、識別インターフェース６４１１、及びプレゼンス・インターフェース６４１３を含む。近位プラグは、発生器、ＥＥＰＲＯＭ ６４１７、及びプレゼンス抵抗器６４１９のインターフェースとの整合インターフェースを含む。近位プラグ出力は、ケーブル内にいかなる回路要素も有さずに、ケーブルを通して搬送される。遠位プラグは、１対のＭＯＳＦＥＴスイッチ６４１５を含み、ＭＯＳＦＥＴスイッチ６４１５は、１対の結合インダクタ６４２３にそれぞれ連結された整流回路６４２１にそれぞれ連結されており、それらはすべて、遠位プラグ内に位置している。整流回路６４２１はそれぞれ、少なくとも１つのダイオード及び少なくとも１つのコンデンサを含む。制御回路６４２７（例えば、ＡＳＩＣ）は、ＭＯＳＦＥＴスイッチ６４１５の状態を制御するために結合インダクタ６４２３及び整流回路６４２１に供給を行う、同じく遠位プラグ内に位置する、駆動回路６４２５に連結されている。ハンドルは、共振器６４２９、整流回路６４３１、制御回路６４３３（例えば、ＡＳＩＣ）、ＥＥＰＲＯＭ６４３５及びスイッチアレイ６４３７を含む。スイッチアレイ６４３７は、電気機械式デバイス、トランジスタデバイスなどを含んでもよい。トランジスタデバイスは、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、ＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ又はそれらの組み合わせを含んでもよい。整流回路６４３１は、少なくとも１つのダイオード及び少なくとも１つのコンデンサを含む。制御回路６４３３は、ＥＥＰＲＯＭ ６４３５に連結され、遠位プラグ内の制御回路６４２７からの出力を受信する。
印加部分は、ＥＥＰＲＯＭ ６４３９、プレゼンス抵抗器６４４１並びにＲＦエネルギー及び超音波エネルギー用の出力部のそれぞれ６４４３、６４４５を含む。ＥＥＰＲＯＭ ６４３９及びプレゼンス抵抗器６４４１は、制御回路６４３３に連結されている。システム６４００は、ＲＦモードと超音波モードとの間の切替を可能にし、２つの制御回路６４２７、６４３３（例えば、ＡＳＩＣデバイス）はまた、ハンドル及び遠位プラグにおいて利用可能な機構に柔軟性を付与してもよい。
図３３は、遠位プラグ内に電気機械式スイッチ、又はＭＯＳＦＥＴスイッチなどのソリッドステートスイッチ、及びハンドル内に制御回路を含むシステム６５００を示す。発生器は、超音波信号用のインターフェース６５０１、ＲＦ信号用のインターフェース６５０３、一次リターン端子インターフェース６５０５、ＨＳＷインターフェース６５０７、二次リターン端子インターフェース６５０９、識別インターフェース６５１１、及びプレゼンス・インターフェース６５１３を含む。近位プラグは、発生器、ＥＥＰＲＯＭ ６５１７、及びプレゼンス抵抗器６５１９のインターフェースとの整合インターフェースを含む。近位プラグ出力は、ケーブル内にいかなる回路要素も有さずに、ケーブルを通して搬送される。遠位プラグは、整流回路６５２１にそれぞれ連結されたＭＯＳＦＥＴスイッチ６５１５を含み、整流回路６５２１は、１対の結合インダクタ６５２３にそれぞれ連結されている。整流回路６５２１のそれぞれは、少なくとも１つのダイオード及び少なくとも１つのコンデンサを含む。ハンドルは、整流回路６５３１、駆動回路６５２５、制御回路６３２７、ＥＥＰＲＯＭ６５３５、スイッチアレイ６５３７及び共振器６５２９を含む。スイッチアレイ６５３７は、電気機械式デバイス、トランジスタデバイスなどを含んでもよい。トランジスタデバイスは、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、ＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ又はそれらの組み合わせを含んでもよい。制御回路６５２７（例えば、ＡＳＩＣ）は、ＭＯＳＦＥＴスイッチ６５１５の状態を制御するために結合インダクタ６５２３及び整流回路６５２１に供給を行う駆動回路６５２５に連結されている。整流回路６５３１は、発生器のＨＳＷインターフェース６５０７及び二次リターン端子インターフェース６５０９に連結され、制御回路６５２７に供給を行う。示したように、整流回路６５３１は、少なくとも１つのダイオード及び少なくとも１つのコンデンサを含んでいてもよい。制御回路６５２７は、ＥＥＰＲＯＭ ６５３５、スイッチアレイ６５３７に連結されている。
印加部分は、ＥＥＰＲＯＭ ６５３９、プレゼンス抵抗器６５４１並びにＲＦエネルギー及び超音波エネルギー用の出力部のそれぞれ６５４３、６５４５を含む。ＥＥＰＲＯＭ ６５３９及びプレゼンス抵抗器６５４１は、制御回路６５２７に連結されている。システム６５００は、ＲＦモード間の切替を可能にする。
図３４は、ハンドル内に、電気機械式スイッチ、又はＭＯＳＦＥＴスイッチなどのソリッドステートスイッチと、制御回路と、を含むシステム６６００を示す。発生器は、超音波信号用のインターフェース６６０１、ＲＦ信号用のインターフェース６６０３、一次リターン端子インターフェース６６０５、ＨＳＷインターフェース６６０７、二次リターン端子インターフェース６６０９、識別インターフェース６６１１、及びプレゼンス・インターフェース６６１３を含む。近位プラグは、発生器、ＥＥＰＲＯＭ ６６１７、及びプレゼンス抵抗器６６１９のインターフェースとの整合インターフェースを含む。近位プラグ出力は、ケーブル又は遠位プラグのいずれにもいかなる回路要素を有さずに、ケーブル及び遠位プラグを通してハンドルに搬送される。ハンドルは、整流回路６６２１にそれぞれ連結されたＭＯＳＦＥＴスイッチ６６１５を含み、整流回路６６２１は、同じくハンドル内にある１対の結合インダクタ６６２３にそれぞれ連結されている。整流回路６６２１はそれぞれ、少なくとも１つのダイオード及び少なくとも１つのコンデンサを含む。制御回路６６２７（例えば、ＡＳＩＣ）は、ＭＯＳＦＥＴスイッチ６６１５の状態を制御するために結合インダクタ６６２３及び整流回路６６２１に供給を行う駆動回路に連結されている。駆動回路６６２５及び制御回路６６２７は、ハンドル内に位置する。ハンドルは、共振器６６２９、ダイオード及びコンデンサを含む整流回路６６３１、ＥＥＰＲＯＭ ６６３５並びにスイッチアレイ６６３７を更に含む。スイッチアレイ６６３７は、電気機械式デバイス、トランジスタデバイスなどを含んでもよい。トランジスタデバイスは、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、ＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ又はそれらの組み合わせを含んでもよい。ダイオード及びキャパシタ回路６６３１の整流部分は、発生器のＨＳＷインターフェース６６０７及び二次リターン端子インターフェース６６０９に連結され、制御回路６６２７に供給を行う。
印加部分は、ＥＥＰＲＯＭ ６６３９、プレゼンス抵抗器６６４１並びにＲＦエネルギー及び超音波エネルギー用の出力部のそれぞれ６６４３、６６４５を含む。ＥＥＰＲＯＭ ６６３９及びプレゼンス抵抗器６２４１は、制御回路６６２７に連結されている。システム６６００は、ＲＦモードと超音波モードとの間の切替を可能にし、低コストケーブル構成を可能にする。
図３５は、近位プラグ内に帯域消去フィルタを含み、ハンドル内に制御回路を含むシステム６７００を示す。発生器は、超音波信号用のインターフェース６７０１、ＲＦ信号用のインターフェース６７０３、一次リターン端子インターフェース６７０５、ＨＳＷインターフェース６７０７、二次リターン端子インターフェース６７０９、識別インターフェース６７１１、及びプレゼンス・インターフェース６７１３を含む。近位プラグは、発生器、１対の帯域消去フィルタ６７１５、ＥＥＰＲＯＭ ６７１７、及びプレゼンス抵抗器６７１９のインターフェースとの整合インターフェースを含む。近位プラグ出力は、ケーブル又は遠位プラグのいずれにもいかなる回路要素を有さずに、ケーブル及び遠位プラグを通してハンドルに搬送される。ハンドルは、共振器６７２９、整流回路６７３１、制御回路６７２７（例えば、ＡＳＩＣ）、ＥＥＰＲＯＭ ６７３５及びスイッチアレイ６７３７を含む。整流回路６７３１は、少なくとも１つのダイオード及び少なくとも１つのコンデンサを含む。スイッチアレイ６７３７は、電気機械式デバイス、トランジスタデバイスなどを含んでもよい。トランジスタデバイスは、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、ＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ又はそれらの組み合わせを含んでもよい。制御回路６７２７は、ＥＥＰＲＯＭ ６７３５と、発生器のＨＳＷインターフェース６７０７及び二次リターン端子インターフェース６７０９に連結され、制御回路６７２７に供給を行う整流回路６７３１と、に連結されている。
印加部分は、ＥＥＰＲＯＭ ６７３９、プレゼンス抵抗器６７４１並びにＲＦエネルギー及び超音波エネルギー用の出力部のそれぞれ６７４３、６７４５を含む。１対の帯域消去フィルタ６７１５は、ＲＦエネルギー及び超音波エネルギーの出力部６７４３、６７４５に連結されている。ＥＥＰＲＯＭ ６７３９及びプレゼンス抵抗器６７４１は、制御回路６７２７に連結されている。システム６７００は、ＲＦモードと超音波モードとの間の切替を可能にし、混合出力周波数をサポートする。混合出力周波数は、超音波出力が有効な状態で、組織インピーダンスセンシングを可能にする。システム６７００はまた、重量、嵩、及び熱をハンドル及び印加部分から離れた所に移すことを可能にする。
図３６は、遠位プラグ内に帯域消去フィルタを含み、ハンドル内に制御回路を含むシステム６８００を示す。発生器は、超音波信号用のインターフェース６８０１、ＲＦ信号用のインターフェース６８０３、一次リターン端子インターフェース６８０５、ＨＳＷインターフェース６８０７、二次リターン端子インターフェース６８０９、識別インターフェース６８１１、及びプレゼンス・インターフェース６８１３を含む。近位プラグは、発生器、ＥＥＰＲＯＭ ６８１７、及びプレゼンス抵抗器６８１９のインターフェースとの整合インターフェースを含む。近位プラグ出力は、ケーブル内にいかなる回路要素も有さずに、ケーブルを通して搬送される。遠位プラグは、１対の帯域消去フィルタ６７１５を含む。ハンドルは、整流回路６８３１、ＥＥＰＲＯＭ ６８３５、制御回路６８２７、スイッチアレイ６８３７、コンデンサ６８１６及び共振器６８２９を含む。整流回路６８３１は、少なくとも１つのダイオード及び少なくとも１つのコンデンサを含む。制御回路６８２７は、ＥＥＰＲＯＭ ６８３５、スイッチアレイ６８３７及び整流回路６８３１に連結されている。スイッチアレイ６８３７は、電気機械式デバイス、トランジスタデバイスなどを含んでもよい。トランジスタデバイスは、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、ＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ又はそれらの組み合わせを含んでもよい。
印加部分は、ＥＥＰＲＯＭ ６８３９、プレゼンス抵抗器６８４１並びにＲＦエネルギー及び超音波エネルギー用の出力部のそれぞれ６８４３、６８４５を含む。１対の帯域消去フィルタ６８１５は、ＲＦエネルギー及び超音波エネルギーの出力部６８４３、６８４５に連結されている。ＥＥＰＲＯＭ ６８３９及びプレゼンス抵抗器６８４１は、制御回路６８２７に連結されている。システム６８００は、ＲＦモードと超音波モードとの間の切替を可能にし、混合出力周波数をサポートする。混合出力周波数は、超音波出力が有効な状態で、組織インピーダンスセンシングを可能にする。
図３７は、ハンドル内に帯域消去フィルタ及び制御回路を含むシステム６９００を示す。発生器は、超音波信号用のインターフェース６９０１、ＲＦ信号用のインターフェース６９０３、一次リターン端子インターフェース６９０５、ＨＳＷインターフェース６９０７、二次リターン端子インターフェース６９０９、識別インターフェース６９１１、及びプレゼンス・インターフェース６９１３を含む。近位プラグは、発生器、ＥＥＰＲＯＭ ６９１７、及びプレゼンス抵抗器６９１９のインターフェースとの整合インターフェースを含む。近位プラグ出力は、ケーブル又は遠位プラグのいずれにもいかなる回路要素を有さずに、ケーブル及び遠位プラグを通して搬送される。ハンドルは、１対の帯域消去フィルタ６９１５、整流回路６９３１、ＥＥＰＲＯＭ ６９３５、制御回路６９２７、スイッチアレイ６９３７及び共振器６９２９を含む。整流回路６９３１は、少なくとも１つのダイオード及び少なくとも１つのコンデンサを含む。制御回路６９２７は、ＥＥＰＲＯＭ ６９３５、スイッチアレイ６９３７及び整流回路６９３１に連結されている。スイッチアレイ６９３７は、電気機械式デバイス、トランジスタデバイスなどを含んでもよい。トランジスタデバイスは、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、ＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ又はそれらの組み合わせを含んでもよい。
印加部分は、ＥＥＰＲＯＭ ６９３９、プレゼンス抵抗器６９４１並びにＲＦエネルギー及び超音波エネルギー用の出力部のそれぞれ６９４３、６９４５を含む。１対の帯域消去フィルタ６９１５は、ＲＦエネルギー及び超音波エネルギーの出力６９４３、６９４５に連結されている。ＥＥＰＲＯＭ ６９３９及びプレゼンス抵抗器６９４１は、制御回路６９２７に連結されている。システム６９００は、ＲＦモードと超音波モードとの間の切替を可能にし、混合出力周波数をサポートする。混合出力周波数は、超音波出力が有効な状態で、組織インピーダンスセンシングを可能にする。システム６９００はまた、低コストケーブル構成を提供する。
図３８は、遠位プラグ内に帯域消去フィルタを含み、ハンドル内に制御回路を含み、印加部分にＤＣモータを含むシステム７０００を示す。発生器は、超音波信号用のインターフェース７００１、ＲＦ信号用のインターフェース７００３、一次リターン端子インターフェース７００５、ＨＳＷインターフェース７００７、二次リターン端子インターフェース７００９、識別インターフェース７０１１、及びプレゼンス・インターフェース７０１３を含む。近位プラグは、発生器、ＥＥＰＲＯＭ ７０１７、及びプレゼンス抵抗器７０１９のインターフェースとの整合インターフェースを含む。近位プラグ出力は、ケーブル内にいかなる回路要素も有さずに、ケーブルを通して搬送される。遠位プラグは、１対の帯域消去フィルタ７０１５を含む。ハンドルは、整流回路７０３１、ＥＥＰＲＯＭ ７０３５、制御回路７０２７、スイッチアレイ７０３７、コンデンサ７０１６及び共振器７０２９を含む。整流回路７０３１は、少なくとも１つのダイオード及び少なくとも１つのコンデンサを含む。制御回路７０２７は、ＥＥＰＲＯＭ ７０３５、スイッチアレイ７０３７及び整流回路７０３１に連結されている。スイッチアレイ７０３７は、電気機械式デバイス、トランジスタデバイスなどを含んでもよい。トランジスタデバイスは、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、ＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ又はそれらの組み合わせを含んでもよい。
印加部分は、ＥＥＰＲＯＭ ７０３９、プレゼンス抵抗器７０４１及び超音波エネルギー用の出力部７０４５を含む。印加部分は、整流回路７０４７、駆動回路７０４９、駆動回路７０５１及びＤＣモータ７０４３を更に含む。整流回路７０４７は、少なくとも１つのダイオード及び少なくとも１つのコンデンサを含む。整流回路７０４７は、ＤＣモータ７０４３に連結されている駆動回路７０４９に連結されている。駆動回路７０５１は、制御回路７０２７及び駆動回路７０４９に連結されている。また、ＥＥＰＲＯＭ７０３９及びプレゼンス抵抗器７０４１は、制御回路７０２７に連結されている。システム７０００は、ＲＦモードと超音波モードとの間の切替を可能にし、混合出力周波数をサポートする。混合出力周波数は、超音波出力が有効な状態で、組織インピーダンスセンシングを可能にする。システム７０００はまた、ＤＣ電圧を生成するためのＲＦ出力端子に向けたエネルギーを使用する超音波出力部にＤＣモータを提供する。
図３９は、印加部分に固定高電圧ＲＦ出力部を含み、遠位プラグ内に帯域消去フィルタを含み、ハンドル内に制御回路及び変圧器を含むシステム７１００を示す。発生器は、超音波信号用のインターフェース７１０１、ＲＦ信号用のインターフェース７１０３、一次リターン端子インターフェース７１０５、ＨＳＷインターフェース７１０７、二次リターン端子インターフェース７１０９、識別インターフェース７１１１、及びプレゼンス・インターフェース７１１３を含む。近位プラグは、発生器、ＥＥＰＲＯＭ ７１１７、及びプレゼンス抵抗器７１１９のインターフェースとの整合インターフェースを含む。近位プラグ出力は、ケーブル内にいかなる回路要素も有さずに、ケーブルを通して搬送される。遠位プラグは、１対の帯域消去フィルタ７１１５を含む。ハンドルは、ダイオード及びコンデンサを含む整流回路７１３１、ＥＥＰＲＯＭ ７１３５、制御回路７１２７、変圧器７１３０、コンデンサ７１１６、スイッチアレイ７１３７及び共振器７１２９を含む。制御回路７１２７は、ＥＥＰＲＯＭ ７１３５、スイッチアレイ７１３７並びにダイオード及びコンデンサを含む整流回路７１３１に連結されている。スイッチアレイ７１３７は、電気機械式デバイス、トランジスタデバイスなどを含んでもよい。トランジスタデバイスは、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、ＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ又はそれらの組み合わせを含んでもよい。
印加部分は、ＥＥＰＲＯＭ ７１３９、プレゼンス抵抗器７１４１並びに高電圧ＲＦエネルギー及び超音波エネルギー用の出力部７１４３、７１４５をそれぞれ含む。変圧器７１３０は、帯域消去フィルタ７１１５のうちの１つに連結され、変圧器７１３０の二次側は、高電圧ＲＦ出力部７１４３及び超音波エネルギー出力部７１４５に連結されている。ＥＥＰＲＯＭ ７１３９及びプレゼンス抵抗器７１４１は、制御回路７１２７に連結されている。システム７１００は、ＲＦモードと超音波モードとの間の切替を可能にし、混合出力周波数をサポートする。混合出力周波数は、超音波出力が有効な状態で、組織インピーダンスセンシングを可能にする。システム７１００はまた、表面凝固用の高ＲＦ出力電圧をサポートする。
図４０は、印加部分に機械的切替式高電圧／低電圧ＲＦ出力部を含み、遠位プラグ内に帯域消去フィルタを含み、ハンドル内に制御回路及び変圧器を含むシステム７２００を示す。発生器は、超音波信号用のインターフェース７２０１、ＲＦ信号用のインターフェース７２０３、一次リターン端子インターフェース７２０５、ＨＳＷインターフェース７２０７、二次リターン端子インターフェース７２０９、識別インターフェース７２１１、及びプレゼンス・インターフェース７２１３を含む。近位プラグは、発生器、ＥＥＰＲＯＭ ７２１７、及びプレゼンス抵抗器７２１９のインターフェースとの整合インターフェースを含む。近位プラグ出力は、ケーブル内にいかなる回路要素も有さずに、ケーブルを通して搬送される。遠位プラグは、１対の帯域消去フィルタ７２１５を含む。ハンドルは、整流回路７２３１、ＥＥＰＲＯＭ ７２３５、制御回路７２２７、変圧器７２３０、コンデンサ７２１６、スイッチアレイ７２３７及び共振器７２２９を含む。制御回路７２２７は、ＥＥＰＲＯＭ ７２３５、スイッチアレイ７２３７及び整流回路７２３１に連結されている。整流回路７２３１は、少なくとも１つのダイオード及び少なくとも１つのコンデンサを含む。スイッチアレイ７２３７は、電気機械式デバイス、トランジスタデバイスなどを含んでもよい。トランジスタデバイスは、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、ＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ又はそれらの組み合わせを含んでもよい。
印加部分は、ＥＥＰＲＯＭ ７２３９、プレゼンス抵抗器７２４１、エンドエフェクタジョー位置スイッチ７２４７並びにＲＦエネルギー及び超音波エネルギー用の出力部のそれぞれ７２４３、７２４５を含む。変圧器７２３０は、帯域消去フィルタ７２１５のうちの１つに連結されている。変圧器７２３０の二次側は、超音波エネルギー出力部７２４５及びエンドエフェクタジョー位置スイッチ７２４７の一方の位置に連結されており、一方、エンドエフェクタジョー位置スイッチ７２４７の他方の位置は、変圧器７２３０の一次側に連結されている。ＥＥＰＲＯＭ ７２３９及びプレゼンス抵抗器７２４１は、制御回路７２２７に連結されている。システム７２００は、ＲＦモードと超音波モードとの間の切替を可能にし、混合出力周波数をサポートする。混合出力周波数は、超音波出力が有効な状態で、組織インピーダンスセンシングを可能にする。システム７２００はまた、エンドエフェクタジョーの開放時に、表面凝固用の高ＲＦ出力電圧をサポートし、ジョーの閉鎖時に、封止及び切断のための標準ＲＦ電圧をサポートする。
図４１は、印加部分に電気切替式高電圧／低電圧ＲＦ出力部を含み、遠位プラグ内に帯域消去フィルタを含み、ハンドル内に制御回路及び変圧器を含むシステム７３００を示す。発生器は、超音波信号用のインターフェース７３０１、ＲＦ信号用のインターフェース７３０３、一次リターン端子インターフェース７３０５、ＨＳＷインターフェース７３０７、二次リターン端子インターフェース７３０９、識別インターフェース７３１１、及びプレゼンス・インターフェース７３１３を含む。近位プラグは、発生器、ＥＥＰＲＯＭ ７３１７、及びプレゼンス抵抗器７３１９のインターフェースとの整合インターフェースを含む。近位プラグ出力は、ケーブル内にいかなる回路要素も有さずに、ケーブルを通して搬送される。遠位プラグは、１対の帯域消去フィルタ７３１５を含む。ハンドルは、整流回路７３３１、ＥＥＰＲＯＭ ７３３５、制御回路７３２７、変圧器７３３０、コンデンサ７３１６、スイッチアレイ７３３７及び共振器７３２９、駆動回路７３２５、１対のＭＯＳＦＥＴスイッチ７３１８、整流回路７３２１及び１対の結合インダクタ７３２３を含む。スイッチアレイ７３３７は、電気機械式デバイス、トランジスタデバイスなどを含んでもよい。トランジスタデバイスは、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、ＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ又はそれらの組み合わせを含んでもよい。１対のＭＯＳＦＥＴスイッチ７３１８は、結合インダクタ６２２３に連結されている整流回路７３２１に連結されている。整流回路７３２１はそれぞれ、少なくとも１つのダイオード及び少なくとも１つのコンデンサを含む。結合インダクタは、制御回路７３２７に連結されている駆動回路６２２５に連結されている。結合インダクタはまた、駆動回路７３２５に連結されている。制御回路７２２７は、ＥＥＰＲＯＭ ７３３５、スイッチアレイ７３３７及び整流回路７３３１に連結されている。
印加部分は、ＥＥＰＲＯＭ ７３３９、プレゼンス抵抗器７３４１並びにＲＦエネルギー及び超音波エネルギー用の出力部のそれぞれ７３４３、７３４５を含む。変圧器７２３０は、帯域消去フィルタ７３１５のうちの１つ及び一次側のＭＯＳＦＥＴスイッチ７３１８のうちの１つに連結されている。変圧器７２３０の二次側は、別のＭＯＳＦＥＴスイッチ７３１８に連結されている。ＥＥＰＲＯＭ ７３３９及びプレゼンス抵抗器７３４１は、制御回路７３２７に連結されている。システム７３００は、ＲＦモードと超音波モードとの間の切替を可能にし、混合出力周波数をサポートする。混合出力周波数は、超音波出力が有効な状態で、組織インピーダンスセンシングを可能にする。システム７３００はまた、エンドエフェクタジョーの開放時に、表面凝固用の高ＲＦ出力電圧をサポートし、ジョーの閉鎖時に、封止及び切断のための標準ＲＦ電圧をサポートする。
図４２は、印加部分に固定高電圧ＲＦ出力部を含み、近位プラグ内に帯域消去フィルタを含み、ハンドル内に制御回路及び変圧器を含むシステム７４００を示す。発生器は、超音波信号用のインターフェース７４０１、ＲＦ信号用のインターフェース７４０３、一次リターン端子インターフェース７４０５、ＨＳＷインターフェース７４０７、二次リターン端子インターフェース７４０９、識別インターフェース７４１１、及びプレゼンス・インターフェース７４１３を含む。近位プラグは、発生器、ＥＥＰＲＯＭ ７４１７、プレゼンス抵抗器７４１９、１対の帯域消去フィルタ７４１５、及びスイッチトキャパシタ７４１６（スイッチ回路要素及びキャパシタ回路要素を含む）のインターフェースとの整合インターフェースを含む。近位プラグ出力は、ケーブル又は遠位プラグのいずれにもいかなる回路要素を有さずに、ケーブル及び遠位プラグを通して搬送される。ハンドルは、整流回路７４３１、ＥＥＰＲＯＭ ７４３５、制御回路７４２７、変圧器７４３０、スイッチアレイ７４３７及び共振器７４２９を含む。制御回路７４２７は、ＥＥＰＲＯＭ ７４３５、スイッチアレイ７４３７及び整流回路７４３１に連結されている。整流回路は、少なくとも１つのダイオード及び少なくとも１つのコンデンサを含む。スイッチアレイ７４３７は、電気機械式デバイス、トランジスタデバイスなどを含んでもよい。トランジスタデバイスは、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ）、ＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ又はそれらの組み合わせを含んでもよい。
印加部分は、ＥＥＰＲＯＭ ７４３９、プレゼンス抵抗器７４４１並びに高電圧ＲＦエネルギー及び超音波エネルギー用の出力部のそれぞれ７４４３、７４４５を含む。変圧器７４３０は、帯域消去フィルタ７１１５のうちの１つに連結され、変圧器７１３０の二次側は、高電圧ＲＦ出力部７４４３及び超音波エネルギー出力部７４４５に連結されている。ＥＥＰＲＯＭ ７４３９及びプレゼンス抵抗器７４４１は、制御回路７４２７に連結されている。システム７４００は、ＲＦモードと超音波モードとの間の切替を可能にし、混合出力周波数をサポートする。混合出力周波数は、超音波出力が有効な状態で、組織インピーダンスセンシングを可能にする。システム７４００はまた、表面凝固用の高ＲＦ出力電圧をサポートし、重量、嵩、及び熱をハンドル及び印加部分から離れた所に移す。
発生器からの送達のためのエネルギーを表す波形の例を、図４３〜図４７に例示する。図４３は、比較の目的で、同じ時間及び電圧スケールで重ね合わせたＲＦ出力信号６０２及び超音波出力信号６０４を表す第１及び第２の個々の波形を示す例示的グラフ６００を示す。これらの出力信号６０２、６０４は、発生器１００のＥＮＥＲＧＹ出力部で提供される。時間（ｔ）を横軸に沿って示し、電圧（Ｖ）を縦軸に沿って示す。ＲＦ出力信号６０２は、約３３０ｋＨｚのＲＦの周波数及び±１Ｖのピーク間電圧を有する。超音波出力信号６０４は、約５５ｋＨｚの周波数及び±１Ｖのピーク間電圧を有する。横軸に沿っての時間（ｔ）スケール及び縦軸に沿っての電圧（Ｖ）スケールは、比較の目的に正規化され、異なる実際の実装であり得るか、又は電流などの他の電気的パラメータを表してもよいことが理解されよう。
図４４は、図４３に示した２つの出力信号６０２、６０４の和を示す例示的グラフ６１０を図示する。時間（ｔ）を横軸に沿って示し、電圧（Ｖ）を縦軸に沿って示す。図４３に示したＲＦ出力信号６０２及び超音波出力信号６０４の和は、図４３に示した元々のＲＦ信号及び超音波信号（１Ｖのピーク間電圧）の２倍の振幅である２Ｖのピーク間電圧を有する合成出力信号６１２を生成する。元々の振幅の２倍の振幅は、出力の歪み、飽和、クリッピング又は出力構成要素へのストレスなどの、発生器の出力部で問題を引き起こす恐れがある。したがって、複数の治療構成要素を有する単一の合成出力信号６１２の管理は、図８に示した発生器５００の重要な態様である。この管理を得るために様々な方法がある。一形態では、２つのＲＦ出力信号又は超音波出力信号６０２、６０４のうちの１つは、他の出力信号のピークに依存する可能性がある。一態様では、ＲＦ出力信号６０２は、超音波信号６０４のピークに依存してもよく、出力は、ピークが予想されているときに減少する。かかる機能及び結果として得られる波形を、図４５に示す。
例えば、図４５は、図４３に示した出力信号６０２、６０４の依存和を表す合成出力信号６２２を示す例示のグラフ６２０を図示する。時間（ｔ）を横軸に沿って示し、電圧（Ｖ）を縦軸に沿って示す。図４３に示すように、図４３のＲＦ出力信号６０２成分は、依存和合成出力信号６２２のＲＦ出力信号成分の振幅が、超音波ピークが予想されているときに減少するように、図４３の超音波出力信号６０４成分のピークに依存する。図４３における例示的グラフ６２０に示すように、これらのピークは２から１．５まで減少している。別の形態では、出力信号のうちの１つは、他の出力信号の関数である。
例えば、図４６は、図４３に示した出力信号６０２、６０４の依存和を表す出力信号６３２を示す類似波形６３０を示す例示的グラフである。時間（ｔ）を横軸に沿って示し、電圧（Ｖ）を縦軸に沿って示す。図４６に示すように、ＲＦ出力信号６０２は、超音波出力信号６０４の関数である。これが、出力の振幅に対してハードリミットを提供する。図４６に示すように、超音波出力信号６０４が正弦波として抽出可能である一方で、ＲＦ出力信号６０２は、歪みを有するが、ＲＦ出力信号６０２の凝固性能に多少なりとも影響を及ぼすものではない。
様々な他の技術は、出力信号の波形を圧縮かつ／又は制限するために使用することができる。ＲＦ出力信号６０２が、神経筋刺激を回避するように安全な患者レベルのために低周波数成分を有する限り、超音波出力信号６０４（図４３）のインテグリティは、ＲＦ出力信号６０２（図４３）のインテグリティよりも重要であり得ることに留意するべきである。別の形態では、ＲＦ波形の周波数は、波形のピークを管理するために、継続的に変化させることが可能である。図４７に示したグラフ６４０に例示されるような凝固型波形６４２などのより複雑なＲＦ波形が本システムで実行されるために、波形の制御は重要である。ここでも、時間（ｔ）を横軸に沿って示し、電圧（Ｖ）を縦軸に沿って示す。図４７に示した凝固型波形６４２は、例えば、５．８の波高率を有する。
本明細書における各例については、主に電気外科用器具の状況下で説明されているが、本明細書の教示は、様々な他の種類の医療器具に容易に適用され得ることを理解されたい。単に一例として、本明細書の教示は、組織把持器、組織回収パウチ配置器具、手術用ステープラ、超音波外科用器具などに容易に適用されてもよい。また、本明細書の教示は、本明細書で引用した文献のうちの任意に記載された器具のうちの任意に容易に適用されてもよいため、本明細書の教示は、本明細書で引用した文献のうちの任意の教示と様々な方式で容易に組み合わせてもよいことを理解されたい。本明細書の教示が組み込まれてもよい他の種類の器具が、当業者には明らかであろう。
参照により本明細書に組み込まれることが言及されたいかなる特許、刊行物又はその他の開示内容も、全体的に又は部分的に、組み込まれた内容が現行の定義、見解又は本開示に記載されるその他の開示内容とあくまで矛盾しない範囲でのみ本明細書に組み込まれることを認識されたい。それ自体、また必要な範囲で、本明細書に明瞭に記載される開示内容は、参照により本明細書に組み込まれるあらゆる矛盾する記載に優先するものとする。参照により本明細書に組み込まれるものとするが、既存の定義、記載又は本明細書に記載される他の開示文献と矛盾する任意の文献又はそれらの部分は、組み込まれた文献と既存の開示内容との間に矛盾が生じない範囲においてのみ組み込まれるものとする。
本開示の態様は、従来の内視鏡的手術及び開腹手術の機器並びにロボット支援手術に用途を有する。例えば、当業者は、本明細書の様々な教示が、参照により本明細書に組み込まれる、「Ｒｏｂｏｔｉｃ Ｓｕｒｇｉｃａｌ Ｔｏｏｌ ｗｉｔｈ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ Ｃａｕｔｅｒｉｚｉｎｇ ａｎｄ Ｃｕｔｔｉｎｇ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ」と題する２００４年８月３１日公開の米国特許第６，７８３，５２４号の様々な教示と容易に組み合わせてもよいことを理解するであろう。
本明細書で開示した器具の諸態様は、１回の使用後に処分するように設計することもできるし、複数回使用するように設計することもできる。様々な態様は、いずれの場合も、少なくとも１回の使用後に再使用のために再調整されてもよい。再調整は、デバイスの分解工程、それに続く特定の部品の洗浄又は交換工程及びその後の再組立工程の任意の組み合わせを含んでもよい。具体的には、デバイスの態様は、分解されてもよく、また、デバイスの任意の数の特定の部品又は部材を任意の組み合わせで選択的に交換又は取り外してもよい。特定の部品を洗浄及び／又は交換した後、デバイスの態様は、再調整用の施設において又は外科処置の直前に外科チームによって、その後の使用のために再組立してもよい。当業者であれば、デバイスの再調整において、分解、洗浄／交換及び再組立のための様々な技術を使用できる点を認識するであろう。そのような技術の使用及び結果として得られる再調整されたデバイスは、すべて本発明の範囲内にある。
単なる例として、本明細書に記載される態様は、手術前に処理されてもよい。まず、新品又は使用済みの器具を入手し、必要に応じて洗浄することができる。次いで器具を滅菌することができる。１つの滅菌技術では、器具は、プラスチックバッグ又はＴＹＶＥＫバッグなど、閉鎖され密封された容器に入れられる。次いで、容器及び器具を、γ線、Ｘ線又は高エネルギー電子などの容器を透過できる放射線野に置いてもよい。放射線は、器具上及び容器内の細菌を死滅させることができる。この後、滅菌済みの器具を滅菌容器内で保管することができる。密封容器は、医療施設で開けられるまで、器具を滅菌状態に保つことができる。デバイスはまた、β線若しくはγ線、エチレンオキシド又は水蒸気が挙げられるがこれらに限定されない、当該技術分野で既知の任意の別の技術を用いて滅菌してもよい。
本開示の様々な態様について図示して説明したが、本明細書で説明した方法及びシステムの更なる適合が、当業者による適切な変更により、本開示の範囲を逸脱することなく達成されてもよい。そのような可能な改変のうちのいくつかについて述べたが、他の改変も当業者には明らかとなるであろう。例えば、上記で論じた実施例、態様、幾何学形状、材料、寸法、比率、工程などは、例示的なものであって必須ではない。したがって、本開示明の範囲は以下の「特許請求の範囲」の観点から考慮されるべきものであり、本明細書及び図面において示しかつ説明した構造及び動作の細部に限定されないものとして理解されたい。
上述の説明で様々な詳細が記載されてきたが、本開示の様々な態様がこれらの特定の詳細なしで実行されてもよいことが理解されるであろう。例えば、簡潔かつ明確にするために、選択された態様は、詳細に示すのではなく、ブロック図で示されている。本明細書に示した詳細な説明のいくつかの部分は、コンピュータメモリに格納されたデータに対して動作する命令という点で提示され得る。そのような説明及び表現は、当業者によって、自身の仕事の内容を当該技術分野の他者に説明及び伝達するために使用されているものである。一般に、アルゴリズムとは、所望の結果につながる工程の自己無撞着シーケンスを指し、「工程」とは、必ずしも必要ではないが、記憶、伝達、結合、比較及び別様に操作されることが可能な電気又は磁気信号の形態をとることができる物理量の操作を指す。これらの信号を、ビット、値、要素、記号、文字、用語、番号などで参照することが一般的な扱い方である。これらの及び類似の用語は、適切な物理量と関連付けられてもよく、また単に、これらの物理量に当てはめられる便利なラベルである。
別段の明確な定めがない限り、前述の議論から明らかなように、説明の全体を通じて、「処理する」又は「計算する」又は「算出する」又は「決定する」又は「表示する」などの用語を使用する議論は、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリ内で物理（電子的）量として表現されるデータを、コンピュータシステムのメモリ若しくはレジスタ又はそのような情報記憶、伝送若しくは表示デバイス内で物理量として同様に表現される他のデータへと操作し変換する、コンピュータシステム又は類似の電子計算デバイスの動作及び処理を指していることが理解されよう。
「一態様」又は「態様」への言及は、その態様と関連して記載される、特定の機構、構造、又は特性が、少なくとも一態様に含まれていることを意味することは特記に値する。したがって、明細書を通じた多くの場所における、「一態様において」、又は「ある態様において」という用語の出現は、必ずしも同じ態様を指しているわけではない。更に、特定の特徴、構造、又は特性は、１つ又は２つ以上の態様において任意の適当な形で組み合わせることができる。
様々な態様について本明細書で述べたが、これらの態様に対する多くの改変例、変形例、代替例、変更例及び同等物を実施することが可能であり、また、当業者には想到されるであろう。また、材料が特定の構成要素に関して開示されているが、他の材料が使用されてもよい。したがって、上記の説明文及び添付の「特許請求の範囲」は、すべてのそのような改変例及び変形例を、開示された態様の範囲に含まれるものとして網羅することを目的としたものである点を理解されたい。以下の「特許請求の範囲」は、すべてのそのような改変例及び変形例を網羅することを目的としたものである。
本明細書で説明する態様の一部又はすべては、発生器によって、又はその他の場合には本明細書で説明する技術に従って、出力されるＲＦ信号及び超音波信号を管理するための技術を概ね含み得る。一般的な意味で、多様なハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はそれらの任意の組み合わせによって、個々にかつ／又は共同して実装することができる、本明細書で説明する様々な態様を、様々な種類の「電気回路」から構成されるものと見なすことができることを、当業者には理解されよう。その結果として、本明細書で使用されるとき、「電気回路」は、限定するものではないが、少なくとも１つの個々の電気回路を有する電気回路、少なくとも１つの集積回路を有する電気回路、少なくとも１つの特定用途向け集積回路を有する電気回路、コンピュータプログラムで構成された汎用コンピューティングデバイス（例えば、本明細書で説明したプロセス及び／若しくはデバイスを少なくとも部分的に実行するコンピュータプログラムで構成された汎用コンピュータ、又は、本明細書で説明したプロセス及び／若しくはデバイスを少なくとも部分的に実行するコンピュータプログラムで構成されたマイクロプロセッサ）を形成する電気回路、メモリデバイスを形成する（例えばランダムアクセスメモリを形成する）電気回路、及び／又は、通信デバイス（例えばモデム、通信スイッチ又は光学的−電気的設備）を形成する電気回路を含む。本明細書で述べた主題は、アナログ若しくはデジタルの形式又はそれらのいくつかの組み合わせで実現されてもよいことを、当業者には理解されよう。
上記の詳細な説明は、ブロック図、フローチャート及び／又は実施例を用いてデバイス及び／又はプロセスの様々な態様について記載してきた。そのようなブロック図、フローチャート及び／又は実施例が、１つ以上の機能及び／又は動作を含む限り、当業者に理解されたいこととして、そのようなブロック図、フローチャート又は実施例に含まれる各機能及び／又は動作は、多様なハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はそれらの事実上任意の組み合わせによって、個々にかつ／又は共同に実装することができる。一態様では、本明細書に記載される主題のいくつかの部分は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）又は他の集積型の形式で実装されてもよい。しかし、その全部か一部かを問わず、本明細書で開示される形態のいくつかの態様は、１台以上のコンピュータ上で稼働する１つ又以上のコンピュータプログラムとして（例えば、１台以上のコンピュータシステム上で稼働する１つ以上のプログラムとして）、１つ以上のプロセッサ上で稼働する１つ以上のプログラムとして（例えば、１つ以上のマイクロプロセッサ上で稼働する１つ以上のプログラムとして）、ファームウェアとして、あるいは、それらの実質的に任意の組み合わせとして、集積回路において等価に実装することができ、また、回路を設計すること、並びに／又はソフトウェア及び／若しくはファームウェアのコードを記述することは、本開示を鑑みれば当業者の技能の範囲内に含まれることが、当業者には理解されよう。加えて、本明細書に記載される主題の機構は、多様な形式でプログラム製品として配布されることが可能であり、本明細書に記載される主題の例示的な態様は、配布を実際に行うために使用される信号搬送媒体の特定の種類にかかわらず用いられることが、当業者には理解されよう。信号搬送媒体の例としては、フロッピーディスク、ハードディスクドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、デジタルテープ、コンピュータメモリなどの記録可能型の媒体と、デジタル及び／又はアナログ通信媒体（例えば、光ファイバケーブル、導波管、有線通信リンク、無線通信リンク（例えば、送信機、受信機、送信ロジック、受信ロジックなど）など）などの伝送型の媒体と、が挙げられるが、これらに限定されない。
すべての上述した米国特許、米国特許出願公開、米国特許出願、外国特許、外国特許出願、本明細書で引用された及び／若しくは任意の出願データシートに列挙された非特許刊行物又は任意のその他の開示文献は、本明細書と矛盾しない範囲で、参照により本明細書に組み込まれる。それ自体、また必要な範囲で、本明細書に明瞭に記載される開示内容は、参照により本明細書に組み込まれるあらゆる矛盾する記載に優先するものとする。参照により本明細書に組み込まれるものとするが、既存の定義、記載又は本明細書に記載される他の開示文献と矛盾する任意の文献又はそれらの部分は、組み込まれた文献と既存の開示内容との間に矛盾が生じない範囲においてのみ組み込まれるものとする。
本明細書に記載される要素（例えば、動作）、デバイス、目的及びそれらに伴う考察は、構想を明らかにするための例として使用され、様々な構成の修正が想到されることが、当業者には認識されるであろう。その結果として、本明細書で使用されるとき、説明した特定の例及びそれらに伴う考察は、より一般的な種類を代表することを意図したものである。一般に、特定の代表例を用いることは、その種類を代表することを意図したものであり、また、特定の要素（例えば、動作）、デバイス、及び目的を含めないことは、限定と見なされるべきではない。
本明細書における実質的にすべての複数形及び／又は単数形の用語の使用に関して、当業者であれば、文脈及び／又は用法に則して複数形から単数形に、及び／又は単数形から複数形に読み替えることができる。様々な単数形／複数形の置換えは、簡潔にするため、本明細書では明示的には記述されない。
本明細書に記載する主題はときに、種々のその他の要素の中に含められた、又はそれらと結合された種々の要素を示す。理解されたいこととして、そのように表現したアーキテクチャは単に例示的なものであり、実際に、同じ機能性を達成する多くのその他のアーキテクチャが実現され得る。構想の意味で、同じ機能性を達成する要素の任意の配置は、所望の機能性が達成されるように効果的に「関連付け」られる。したがって、特定の機能性を達成するように組み合わされた本明細書での任意の２つの要素は、アーキテクチャ又は中間要素にかかわらず、所望の機能性が達成されるように互いと「関連付け」られていると見なすことができる。同様に、そのように関連付けられた任意の２つの要素はまた、所望の機能性を達成するように互いに「動作可能に接続」又は「動作可能に連結」されているものと見なすことができ、そのように関連付けることが可能な任意の２つの要素はまた、所望の機能性を達成するように互いに「動作可能に連結可能」であると見なすことができる。動作可能に連結可能であることの特定の例としては、物理的に噛み合い可能なかつ／若しくは物理的に相互作用する構成要素、並びに／又は無線式で相互作用可能なかつ／若しくは無線式で相互作用する構成要素、並びに／又は論理的に相互作用する、及び／若しくは論理的に相互作用可能な構成要素が挙げられるが、それらに限定されない。
いくつかの態様は、「連結された」及び「接続された」という表現を、それらの派生語と共に使用して記載されることがある。これらの用語は、互いに同義語であることは意図されないことを理解されたい。例えば、いくつかの態様は、２つ又は３つ以上の要素が互いに直接物理的又は電気的に接触していることを示すため、「接続された」という用語を使用して記載されることがある。別の例では、いくつかの態様は、２つ又は３つ以上の要素が直接物理的又は電気的に接触していることを示すため、「連結された」という用語を使用して記載されることがある。しかしながら、「連結された」という用語はまた、２つ又は３つ以上の要素が互いに直接接触はしないが、依然として互いに協働又は相互作用することを意味することがある。
場合によっては、１つ以上の要素が、本明細書において、「ように構成される」、「ように構成可能である」、「ように動作可能である／動作する」、「適合される（adapted）／適合可能である」、「ことが可能である」、「ように適合可能である／適合される（conformed）」などと呼ばれることがある。当業者は、「ように構成される」は一般に、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除き、アクティブ状態の要素及び／又は非アクティブ状態の要素及び／又はスタンドバイ状態の要素を包含し得ることを理解するであろう。
本明細書に記述する主題の特定の態様が図示され記載されてきたが、本明細書の教示に基づいて、本明細書に記述する主題及びそのより広範な態様から逸脱することなく、変更及び修正が行われることができ、したがって添付の特許請求の範囲は、すべてのかかる変更及び修正を、本明細書に記述する主題の真の趣旨及び範囲内にあるものとして、その範囲内に包含するものであることが、当業者には明白となるであろう。一般に、本明細書で使用され、かつ特に添付の特許請求の範囲（例えば、添付の特許請求の範囲の文中）で使用される用語は、概して「開放的」用語として意図されるものである（例えば、「含む（including）」という用語は、「〜を含むが、それらに限定されない（including but not limited to）」と解釈されるべきであり、「有する（having）」という用語は「〜を少なくとも有する（having at least）」と解釈されるべきであり、「含む（includes）」という用語は「〜を含むが、それらに限定されない（includes but is not limited to）」と解釈されるべきであるなど）ことが、当業者には理解されるであろう。更に、導入されたクレーム記載（introduced claim recitation）において特定の数が意図される場合、かかる意図はクレーム中に明確に記載され、またかかる記載がない場合は、かかる意図は存在しないことが、当業者には理解されるであろう。例えば、理解を助けるものとして、後続の添付の特許請求の範囲は、「少なくとも１つの（at least one）」及び「１つ以上の（one or more）」という導入句を、クレーム記載を導入するために含むことがある。しかしながら、かかる句の使用は、「ａ」又は「ａｎ」という不定冠詞によってクレーム記載を導入した場合に、たとえ同一のクレーム内に「１つ以上の」又は「少なくとも１つの」といった導入句及び「ａ」又は「ａｎ」という不定冠詞が含まれる場合であっても、かかる導入されたクレーム記載を含むいかなる特定のクレームも、かかる記載事項を１つのみ含むクレームに限定されると示唆されるものと解釈されるべきではない（例えば、「ａ」及び／又は「ａｎ」は通常、「少なくとも１つの」又は「１つ以上の」を意味するものと解釈されるべきである）。定冠詞を使用してクレーム記載を導入する場合にも、同様のことが当てはまる。
加えて、導入されたクレーム記載において特定の数が明示されている場合であっても、かかる記載は、通常、少なくとも記載された数を意味するものと解釈されるべきであることが、当業者には認識されるであろう（例えば、他に修飾語のない、単なる「２つの記載事項」という記載がある場合、一般的に、少なくとも２つの記載事項、又は２つ以上の記載事項を意味する）。更に、「Ａ、Ｂ、及びＣなどのうちの少なくとも１つ」に類する表記が用いられる場合、一般に、かかる構文は、当業者がその表記を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」は、限定するものではないが、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢの両方、ＡとＣの両方、ＢとＣの両方、及び／又はＡとＢとＣのすべてなどを有するシステムを含む）。「Ａ、Ｂ、又はＣなどのうちの少なくとも１つ」に類する表記が用いられる場合、一般に、かかる構文は、当業者がその表記を理解するであろう意味で意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ、又はＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」は、限定するものではないが、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢの両方、ＡとＣの両方、ＢとＣの両方、及び／又はＡとＢとＣのすべてなどを有するシステムを含む）。更に、典型的には、２つ又は３つ以上の選択的な用語を表す選言的な語及び／又は句は、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除いて、説明文内であろうと、請求の範囲内であろうと、あるいは図面内であろうと、それら用語のうちの１つ、それらの用語のうちのいずれか、又はそれらの用語の両方を含む可能性を意図すると理解されるべきであることが、当業者には理解されるであろう。例えば、「Ａ又はＢ」という句は、典型的には、「Ａ」又は「Ｂ」又は「Ａ及びＢ」の可能性を含むものと理解されるであろう。
添付の特許請求の範囲に関して言えば、当業者は、本明細書における引用した動作は一般に、任意の順序で実施され得ることを理解するであろう。また、様々な動作上の流れがシーケンスの形で提示されているが、様々な動作は、例示した以外の順序で行われてもよく、又は同時に行われてもよいことが理解されるべきである。かかる代替の順序付けの例は、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除いて、重複、交互配置、割込み、再順序付け、増加的、予備的、追加的、同時、逆又は他の異なる順序付けを含んでもよい。更に、「〜に応答する」、「〜に関連する」といった用語、又は他の過去時制の形容詞は、一般に、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除き、かかる変化形を除外することが意図されるものではない。
特定の場合には、構成要素が領域の外に位置している場合であっても、システム又は方法の使用がその領域で起こってもよい。例えば、分散コンピューティングの文脈において、システムの一部分が領域の外に位置している可能性があっても（例えば、リレー、サーバ、プロセッサ信号搬送媒体、送信コンピュータ、受信コンピュータなどが領域の外に位置している）、分散コンピューティングシステムの使用はその領域で起こってもよい。
システム又は方法の構成要素が領域の外に位置するかつ／又は外で使用される場合であっても、システム又は方法の売買は同様にその領域で起こってもよい。更に、１つの領域で方法を実行するためにシステムの少なくとも一部分を実現することは、システムを別の領域で使用することを排除しない。
様々な態様について本明細書で述べたが、これらの態様に対する多くの改変例、変形例、代替例、変更例及び同等物を実施することが可能であり、また、当業者には想到されるであろう。また、材料が特定の構成要素に関して開示されているが、他の材料が使用されてもよい。したがって、上記の説明文及び添付の「特許請求の範囲」は、すべてのそのような改変例及び変形例を、開示された態様の範囲に含まれるものとして網羅することを目的としたものである点を理解されたい。以下の「特許請求の範囲」は、すべてのそのような改変例及び変形例を網羅することを目的としたものである。
要約すると、本明細書に記載した構想を用いる結果として得られる多くの利益が記載されてきた。１つ以上の態様の上述の説明は、例示及び説明を目的として提示したものである。包括的であることも、開示された厳密な形態に限定することも意図されていない。上記の教示を鑑みて、修正又は変形が可能である。１つ以上の態様は、原理及び実際の応用について例示し、それによって、様々な態様を様々な修正例と共に、想到される特定の用途に適するものとして当業者が利用できるようにするために、選択され記載されるものである。本明細書と共に提示される特許請求の範囲が全体的な範囲を定義することが意図される。
本明細書に記載される主題の様々な態様は、以下の付番された項目において説明される。
１．発生器によって出力されるＲＦ信号及び超音波信号を管理するためのシステムであって、システムは、ＲＦエネルギー出力部と、超音波エネルギー出力部と、合成された無線周波数（ＲＦ）信号及び超音波信号を発生器から受信するように構成された回路と、を含む、外科用器具を含み、回路は、合成信号の周波数成分をフィルタ処理するように構成され、第１のフィルタ処理信号をＲＦエネルギー出力部に、第２のフィルタ処理信号を超音波エネルギー出力部に、提供するように構成されている、システム。
２．回路は、共振器を含む、項目１に記載のシステム。
３．回路は、高周波帯域消去フィルタを含む、項目１又は２に記載のシステム。
４．高周波帯域消去フィルタは、第１のＬＣフィルタ回路と、第２のＬＣフィルタ回路と、を含む、項目１〜３のいずれか一項に記載のシステム。
５．合成信号は、３５０ｋＨｚ成分を含む、項目１〜４のいずれか一項に記載のシステム。
６．合成信号は、５５ｋＨｚ成分を含む、項目１〜５のいずれか一項に記載のシステム。
７．外科用器具は、ＲＦエネルギー出力部及び超音波エネルギー出力部から同時に治療を適用するように構成されている、項目１〜６のいずれか一項に記載のシステム。
８．発生器によって出力されるＲＦ信号及び超音波信号を管理するためのシステムであって、システムは、ＲＦエネルギー出力部と、超音波エネルギー出力部と、合成された無線周波数（ＲＦ）信号及び超音波信号を発生器から受信するように構成された回路と、を含む、外科用器具を含み、回路は、発生器から受信した合成信号に従ってＲＦエネルギー出力部と超音波エネルギー出力部との間で切り替えるように構成されている、システム。
９．回路は、２対のＭＯＳＦＥＴスイッチを含む、項目８に記載のシステム。
１０．２対のＭＯＳＦＥＴスイッチのそれぞれは、ソース同士が接続されている、項目９に記載のシステム。
１１．第１の結合インダクタ及び第２の結合インダクタを更に含む、項目９又は１０に記載のシステム。
１２．第１の対のＭＯＳＦＥＴスイッチのそれぞれのＭＯＳＦＥＴのゲートは、互いに連結され、かつ第１の結合インダクタに連結されている、項目１１に記載のシステム。
１３．第２の対のＭＯＳＦＥＴスイッチのそれぞれのＭＯＳＦＥＴのゲートは、互いに連結され、かつ第２の結合インダクタに連結されている、項目１１又は１２に記載のシステム。
１４．第１のコンデンサと、第２のコンデンサと、を更に含み、第１のコンデンサは、第１の結合インダクタの一次側に連結され、第２のコンデンサは、第２の結合インダクタの一次側に連結されている、項目１１〜１３のいずれか一項に記載のシステム。
１５．制御回路と、第１のパルストランスと、第２のパルストランスと、を更に含み、制御回路は、第１及び第２のパルストランスに連結され、第１のパルストランスは、２対のＭＯＳＦＥＴスイッチのうちの第１の対に連結され、第２のパルストランスは、２対のＭＯＳＦＥＴスイッチのうちの第２の対に連結されている、項目９〜１４のいずれか一項に記載のシステム。
１６．２対のＭＯＳＦＥＴスイッチのそれぞれは、ソース同士が接続されている、項目１５に記載のシステム。
１７．ＭＯＳＦＥＴスイッチの第１の対のそれぞれのＭＯＳＦＥＴのゲートは、互いに連結され、かつ第１のパルストランスに連結されている、項目１６に記載のシステム。
１８．ＭＯＳＦＥＴスイッチの第２の対のそれぞれのＭＯＳＦＥＴのゲートは、互いに連結され、かつ第２のパルストランスに連結されている、項目１６又は１７に記載のシステム。
１９．回路は、ＲＦエネルギー出力部に連結された第１の切替要素と、超音波エネルギー出力部に連結された第２の切替要素と、を含む、項目１８に記載のシステム。
２０．第１の切替要素及び第２の切替要素は、それぞれ電気機械式リレーである、項目１９に記載のシステム。
２１．第１の切替要素及び第２の切替要素は、制御回路に連結されている、項目１９又は２０に記載のシステム。
２２．第１の切替要素及び第２の切替要素を作動させるために切替機構を更に含む、項目１９〜２１のいずれか一項に記載のシステム。
２３．切替機構は、機械式ロッカ様式の切替機構である、項目２２に記載のシステム。
２４．発生器によって出力されるＲＦ信号及び超音波信号を管理するためのシステムであって、システムは、ＲＦエネルギー出力部と、超音波エネルギー出力部と、合成された無線周波数（ＲＦ）信号及び超音波信号を発生器から受信するように構成された回路と、を含む、外科用器具を含み、回路は、合成信号の周波数成分をフィルタ処理するように構成されたフィルタ回路と、発生器から受信した合成信号に従ってＲＦエネルギー出力部又は超音波エネルギー出力部のうちの一方に対するオン状態とオフ状態との間で切り替えるように構成された切替要素と、を含む、システム。
２５．フィルタ回路は、超音波エネルギー出力部に連結され、切替要素は、ＲＦエネルギー出力部に連結された、項目２４に記載のシステム。
２６．発生器によって出力される無線周波数（ＲＦ）信号及び超音波信号を管理するためのシステムであって、システムは、ＲＦエネルギー出力部と、超音波エネルギー出力部と、回路と、を含む、外科用器具を含み、回路は、合成されたＲＦ信号及び超音波信号を発生器から受信することと、合成信号からＲＦ周波数成分をフィルタ処理することによってＲＦフィルタ処理信号を生成することと、合成信号から超音波周波数成分をフィルタ処理することによって超音波フィルタ処理信号を生成することと、ＲＦフィルタ処理信号をＲＦエネルギー出力部に提供することと、超音波フィルタ処理信号を超音波エネルギー出力部に提供することと、を行うように構成されている、システム。
２７．回路は、ＲＦ出力の周波数に同調される第１の共振器と、超音波出力の周波数に同調される第２の共振器と、を含む、項目２６に記載のシステム。
２８．回路は、高周波帯域消去フィルタを含む、項目２６又は２７に記載のシステム。
２９．高周波帯域消去フィルタは、合成信号のＲＦ周波数成分を遮断するように構成された第１のインダクタ−コンデンサ（ＬＣ）フィルタ回路と、合成信号の超音波周波数成分を遮断するように構成された第２のＬＣフィルタ回路と、を含む、項目２６〜項目２８に記載のシステム。
３０．回路は、高周波通過帯域フィルタを含む、項目２６〜２９のいずれか一項に記載のシステム。
３１．高周波通過帯域フィルタは、第１の抵抗器−インダクタ−コンデンサ（ＲＬＣ）フィルタ回路と、第２のＲＬＣフィルタ回路と、を含み、第１のＲＬＣフィルタ回路は、合成信号のＲＦ周波数成分を通過させる一方で、他のすべての周波数成分を遮断するように構成され、第２のＲＬＣフィルタ回路は、合成信号の超音波周波数成分を通過させる一方で、他のすべての周波数成分を遮断するように構成されている、項目２６〜３０に記載のシステム。
３２．外科用器具は、ＲＦエネルギー出力部及び超音波エネルギー出力部から同時に治療を適用するように構成されている、項目２６〜３１のいずれか一項に記載のシステム。
３３．発生器によって出力される無線周波数（ＲＦ）信号及び超音波信号を管理するためのシステムであって、システムは、ＲＦエネルギー出力部と、超音波エネルギー出力部と、回路と、を含む、外科用器具を含み、回路は、合成されたＲＦ信号及び超音波信号を発生器から受信することと、発生器から受信した合成信号に従ってＲＦエネルギー出力部と超音波エネルギー出力部との間で切り替えることと、を行うように構成されている、システム。
３４．回路は、２対の金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）スイッチを含む、項目３３に記載のシステム。
３５．２対のＭＯＳＦＥＴスイッチのそれぞれは、ソース同士が接続されている、項目３３又は３４に記載のシステム。
３６．回路は、第１の結合インダクタ及び第２の結合インダクタを更に含む、項目３４又は３５に記載のシステム。
３７．２対のＭＯＳＦＥＴスイッチは、第１の対のＭＯＳＦＥＴスイッチ及び第２の対のＭＯＳＦＥＴスイッチを含み、第１の対のＭＯＳＦＥＴスイッチのそれぞれのＭＯＳＦＥＴのゲートは、互いに連結され、かつ第１の結合インダクタに連結されている、項目３３〜３６いずれか一項に記載のシステム。
３８．第２の対のＭＯＳＦＥＴスイッチのそれぞれのＭＯＳＦＥＴのゲートは、互いに連結され、かつ第２の結合インダクタに連結されている、項目３３〜３７いずれか一項に記載のシステム。
３９．回路は、第１のコンデンサ及び第２のコンデンサを更に含み、第１のコンデンサは、第１の結合インダクタの一次側に連結され、第２のコンデンサは、第２の結合インダクタの一次側に連結されている、項目３３〜３８いずれか一項に記載のシステム。
４０．回路は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）と、第１のパルストランスであって、第１のパルストランスの第１の側でＡＳＩＣに連結され、第１のパルストランスの第２の側で２対のＭＯＳＦＥＴスイッチのうちの第１の対に連結されている、第１のパルストランスと、第２のパルストランスであって、第２のパルストランスの第１の側でＡＳＩＣに連結され、第２のパルストランスの第２の側で２対のＭＯＳＦＥＴスイッチのうちの第２の対に連結されている、第２のパルストランスと、を更に含む、項目３３〜３９いずれか一項に記載のシステム。
４１．第１のパルストランスに印加される差分パルスの一方の極性は、ＭＯＳＦＥＴ対のうちの第１の対をエンハンスト状態にするように構成され、第１のパルストランスに印加される差分パルスの反対の極性は、ＭＯＳＦＥＴ対のうちの第１の対をオフにするように構成されている、項目３３〜４０いずれか一項に記載のシステム。
４２．回路は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）と、ＡＳＩＣ及びＲＦエネルギー出力部に連結され、ＲＦエネルギー出力部に切り替えるように構成された第１の電気機械式リレーと、ＡＳＩＣ及び超音波エネルギー出力部に連結され、超音波エネルギー出力部に切り替えるように構成された第２の電気機械式リレーと、を含む、項目３３〜４１いずれか一項に記載のシステム。
４３．回路は、第１の電気機械式リレー及び第２の電気機械式リレーを作動させるように構成された切替機構を更に含む、項目３３〜４２いずれか一項に記載のシステム。
４４．切替機構は、機械式ロッカ様式の切替機構を含む、項目３３〜４４いずれか一項に記載のシステム。
４５．発生器によって出力される無線周波数（ＲＦ）信号及び超音波信号を管理するためのシステムであって、システムは、ＲＦエネルギー出力部、超音波エネルギー出力部、及び回路を含む外科用器具を含み、回路は、合成されたＲＦ信号及び超音波信号を発生器から受信するように構成され、回路は、合成信号の周波数成分をフィルタ処理するように構成されたフィルタ回路と、発生器から受信した合成信号に従ってＲＦエネルギー出力部又は超音波エネルギー出力部のうちの一方に対するオン状態とオフ状態との間で切り替えるように構成された切替要素と、を含む、システム。
〔実施の態様〕
（１） 発生器によって出力される無線周波数（ＲＦ）信号及び超音波信号を管理するためのシステムであって、
前記システムは、ＲＦエネルギー出力部と、超音波エネルギー出力部と、回路と、を含む、外科用器具を含み、
前記回路は、
合成されたＲＦ信号及び超音波信号を前記発生器から受信することと、
前記合成信号からＲＦ周波数成分をフィルタ処理することによってＲＦフィルタ処理信号を生成することと、
前記合成信号から超音波周波数成分をフィルタ処理することによって超音波フィルタ処理信号を生成することと、
前記ＲＦフィルタ処理信号を前記ＲＦエネルギー出力部に提供することと、
前記超音波フィルタ処理信号を前記超音波エネルギー出力部に提供することと、を行うように構成されている、システム。
（２） 前記回路は、
前記ＲＦ出力の周波数に同調される第１の共振器と、
前記超音波出力の周波数に同調される第２の共振器と、を含む、実施態様１に記載のシステム。
（３） 前記回路は、高周波帯域消去フィルタを含む、実施態様１に記載のシステム。
（４） 前記高周波帯域消去フィルタは、前記合成信号の前記ＲＦ周波数成分を遮断するように構成された第１のインダクタ−コンデンサ（ＬＣ）フィルタ回路と、前記合成信号の前記超音波周波数成分を遮断するように構成された第２のＬＣフィルタ回路と、を含む、実施態様３に記載のシステム。
（５） 前記回路は、高周波通過帯域フィルタを含む、実施態様１に記載のシステム。
（６） 前記高周波通過帯域フィルタは、第１の抵抗器−インダクタ−コンデンサ（ＲＬＣ）フィルタ回路と、第２のＲＬＣフィルタ回路と、を含み、前記第１のＲＬＣフィルタ回路は、前記合成信号の前記ＲＦ周波数成分を通過させる一方で、他のすべての周波数成分を遮断するように構成され、前記第２のＲＬＣフィルタ回路は、前記合成信号の前記超音波周波数成分を通過させる一方で、他のすべての周波数成分を遮断するように構成されている、実施態様５に記載のシステム。
（７） 前記外科用器具は、前記ＲＦエネルギー出力部及び前記超音波エネルギー出力部から同時に治療を適用するように構成されている、実施態様１に記載のシステム。
（８） 発生器によって出力される無線周波数（ＲＦ）信号及び超音波信号を管理するためのシステムであって、
前記システムは、ＲＦエネルギー出力部と、超音波エネルギー出力部と、回路と、を含む、外科用器具を含み、
前記回路は、
合成されたＲＦ信号及び超音波信号を前記発生器から受信することと、
前記発生器から受信した前記合成信号に従って前記ＲＦエネルギー出力部と前記超音波エネルギー出力部との間で切り替えることと、を行うように構成されている、システム。
（９） 前記回路は、２対の金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）スイッチを含む、実施態様８に記載のシステム。
（１０） 前記２対のＭＯＳＦＥＴスイッチのそれぞれは、ソース同士が接続されている、実施態様９に記載のシステム。
（１１） 前記回路は、第１の結合インダクタ及び第２の結合インダクタを更に含む、実施態様９に記載のシステム。
（１２） 前記２対のＭＯＳＦＥＴスイッチは、第１の対のＭＯＳＦＥＴスイッチ及び第２の対のＭＯＳＦＥＴスイッチを含み、
前記第１の対のＭＯＳＦＥＴスイッチのそれぞれのＭＯＳＦＥＴのゲートは、互いに連結され、かつ前記第１の結合インダクタに連結されている、実施態様１１に記載のシステム。
（１３） 前記第２の対のＭＯＳＦＥＴスイッチのそれぞれのＭＯＳＦＥＴのゲートは、互いに連結され、かつ前記第２の結合インダクタに連結されている、実施態様１２に記載のシステム。
（１４） 前記回路は、第１のコンデンサ及び第２のコンデンサを更に含み、
前記第１のコンデンサは、前記第１の結合インダクタの一次側に連結され、
前記第２のコンデンサは、前記第２の結合インダクタの一次側に連結されている、実施態様１２に記載のシステム。
（１５） 前記回路は、
特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）と、
第１のパルストランスであって、前記第１のパルストランスの第１の側で前記ＡＳＩＣに連結され、前記第１のパルストランスの第２の側で前記２対のＭＯＳＦＥＴスイッチのうちの第１の対に連結されている、第１のパルストランスと、
第２のパルストランスであって、前記第２のパルストランスの第１の側で前記ＡＳＩＣに連結され、前記第２のパルストランスの第２の側で前記２対のＭＯＳＦＥＴスイッチのうちの第２の対に連結されている、第２のパルストランスと、を更に含む、実施態様９に記載のシステム。
（１６） 前記第１のパルストランスに印加される差分パルスの一方の極性は、前記ＭＯＳＦＥＴ対のうちの前記第１の対をエンハンスト状態にするように構成され、前記第１のパルストランスに印加される前記差分パルスの反対の極性は、前記ＭＯＳＦＥＴ対のうちの前記第１の対をオフにするように構成されている、実施態様１５に記載のシステム。
（１７） 前記回路は、
特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）と、
前記ＡＳＩＣ及び前記ＲＦエネルギー出力部に連結され、前記ＲＦエネルギー出力部に切り替えるように構成された第１の電気機械式リレーと、
前記ＡＳＩＣ及び前記超音波エネルギー出力部に連結され、前記超音波エネルギー出力部に切り替えるように構成された第２の電気機械式リレーと、を含む、実施態様８に記載のシステム。
（１８） 前記回路は、前記第１の電気機械式リレー及び前記第２の電気機械式リレーを作動させるように構成された切替機構を更に含む、実施態様１７に記載のシステム。
（１９） 前記切替機構は、機械式ロッカ様式の切替機構を含む、実施態様１８に記載のシステム。
（２０） 発生器によって出力される無線周波数（ＲＦ）信号及び超音波信号を管理するためのシステムであって、
前記システムは、ＲＦエネルギー出力部、超音波エネルギー出力部、及び回路を含む外科用器具を含み、
前記回路は、合成されたＲＦ信号及び超音波信号を前記発生器から受信するように構成され、
前記回路は、
前記合成信号の周波数成分をフィルタ処理するように構成されたフィルタ回路と、
前記発生器から受信した前記合成信号に従って前記ＲＦエネルギー出力部又は前記超音波エネルギー出力部のうちの一方に対するオン状態とオフ状態との間で切り替えるように構成された切替要素と、を含む、システム。

Claims (13)

  1. 発生器によって出力される無線周波数（ＲＦ）信号及び超音波信号を管理するためのシステムであって、
    前記システムは、ＲＦエネルギー出力部と、超音波エネルギー出力部と、回路と、を含む、外科用器具を含み、
    前記回路は、
    合成されたＲＦ信号及び超音波信号を前記発生器から受信することと、
    前記発生器から受信した前記合成信号に従って前記ＲＦエネルギー出力部と前記超音波エネルギー出力部との間で切り替えることと、を行うように構成されている、システム。
  2. 前記回路は、２対の金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）スイッチを含む、請求項１に記載のシステム。
  3. 前記２対のＭＯＳＦＥＴスイッチのそれぞれは、ソース同士が接続されている、請求項２に記載のシステム。
  4. 前記回路は、第１の結合インダクタ及び第２の結合インダクタを更に含む、請求項２に記載のシステム。
  5. 前記２対のＭＯＳＦＥＴスイッチは、第１の対のＭＯＳＦＥＴスイッチ及び第２の対のＭＯＳＦＥＴスイッチを含み、
    前記第１の対のＭＯＳＦＥＴスイッチのそれぞれのＭＯＳＦＥＴのゲートは、互いに連結され、かつ前記第１の結合インダクタに連結されている、請求項４に記載のシステム。
  6. 前記第２の対のＭＯＳＦＥＴスイッチのそれぞれのＭＯＳＦＥＴのゲートは、互いに連結され、かつ前記第２の結合インダクタに連結されている、請求項５に記載のシステム。
  7. 前記回路は、第１のコンデンサ及び第２のコンデンサを更に含み、
    前記第１のコンデンサは、前記第１の結合インダクタの一次側に連結され、
    前記第２のコンデンサは、前記第２の結合インダクタの一次側に連結されている、請求項５に記載のシステム。
  8. 前記回路は、
    特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）と、
    第１のパルストランスであって、前記第１のパルストランスの第１の側で前記ＡＳＩＣに連結され、前記第１のパルストランスの第２の側で前記２対のＭＯＳＦＥＴスイッチのうちの第１の対に連結されている、第１のパルストランスと、
    第２のパルストランスであって、前記第２のパルストランスの第１の側で前記ＡＳＩＣに連結され、前記第２のパルストランスの第２の側で前記２対のＭＯＳＦＥＴスイッチのうちの第２の対に連結されている、第２のパルストランスと、を更に含む、請求項２に記載のシステム。
  9. 前記第１のパルストランスに印加される差分パルスの一方の極性は、前記ＭＯＳＦＥＴ対のうちの前記第１の対をエンハンスト状態にするように構成され、前記第１のパルストランスに印加される前記差分パルスの反対の極性は、前記ＭＯＳＦＥＴ対のうちの前記第１の対をオフにするように構成されている、請求項８に記載のシステム。
  10. 前記回路は、
    特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）と、
    前記ＡＳＩＣ及び前記ＲＦエネルギー出力部に連結され、前記ＲＦエネルギー出力部に切り替えるように構成された第１の電気機械式リレーと、
    前記ＡＳＩＣ及び前記超音波エネルギー出力部に連結され、前記超音波エネルギー出力部に切り替えるように構成された第２の電気機械式リレーと、を含む、請求項１に記載のシステム。
  11. 前記回路は、前記第１の電気機械式リレー及び前記第２の電気機械式リレーを作動させるように構成された切替機構を更に含む、請求項１０に記載のシステム。
  12. 前記切替機構は、機械式ロッカ様式の切替機構を含む、請求項１１に記載のシステム。
  13. 発生器によって出力される無線周波数（ＲＦ）信号及び超音波信号を管理するためのシステムであって、
    前記システムは、ＲＦエネルギー出力部、超音波エネルギー出力部、及び回路を含む外科用器具を含み、
    前記回路は、合成されたＲＦ信号及び超音波信号を前記発生器から受信するように構成され、
    前記回路は、
    前記合成信号の周波数成分をフィルタ処理するように構成されたフィルタ回路と、
    前記発生器から受信した前記合成信号に従って前記ＲＦエネルギー出力部又は前記超音波エネルギー出力部のうちの一方に対するオン状態とオフ状態との間で切り替えるように構成された切替要素と、を含む、システム。
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