JP2656116B2 - ビーム形電気手術装置 - Google Patents

ビーム形電気手術装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本出願は1986年４月８日受付、出願番号第849,950号
の米国特許出願の名称「改良した焼痂を生じる電気外科
装置及び方法（Electrosurgical Conductive Gas Strea
m Technique of Achieving Improved Eschar for Coagu
lation）」（対応日本出願、昭和61年特願第267904）の
継続出願である。前記出願は本出願の中に取り入れられ
ている。
〔従来の技術〕
どの電気手術装置（ESU,Electrosurgical unit）にお
いても、ラジオ周波数（RF,radio frequency）漏洩電流
が存在する。ラジオ周波数漏洩電流は小さいと云われて
いるが、しかし場合によつては重要な影響を及ぼす。こ
の漏洩電流は、外科医が電気手術装置のスイツチを入
れ、そしてその活性電極を患者の組織に対してアーク発
生距離にまで近づける前に、活性電極とそれに接続され
た導線からまわりの環境に流れる電流のことである。こ
のラジオ周波数電流が外科医と手術室に流れるのが問題
点であつて、外科医やその他の人々が損傷の危険にさら
されることになる。これらの観点から、そして安全管理
の点から、電気手術装置から流れ出るラジオ周波数漏洩
電流の最大許容量を制御しなければならなく、また一定
限度を越えないようにしなければならない。
ラジオ周波数漏洩電流は、開放回路で最大出力動作状
態の時、最大になる。電気手術装置のスイツチが入れら
れた時、しかし活性電極から組織へアークが生じていな
い時、最大出力状態のピーク・ピーク（peak−to−pea
k）電圧が比較的高いので、ラジオ周波数漏洩電流が環
境に放出されやすい。活性電極が組織に対して動作距離
まで近づけられてアークが組織との間に生ずるとすぐ
に、回路は閉じ、そしてこの「負荷された」状態で出力
電圧は低下し、そして出力の大部分または全部が組織に
向けて放出されるので、ラジオ周波数漏洩電流はもはや
それ程問題にはならない。組織に向けての導電路ができ
るとすぐに、組織に向かう気体ジエツトの中のイオン化
した導電路のインピーダンスが大幅に小さくなるので、
ラジオ周波数漏洩電流は小さくなる。活性電極が組織か
ら動作距離以上に離され、しかし電気手術装置のスイツ
チがまだ入つている時、ラジオ周波数漏洩電流について
の同じ問題点が再び生ずる。
ビーム形電気手術装置は、他の形式の電気手術装置に
はない特別の出力特性を有する。ビーム形電気手術装置
とは、予め定められた気体の連続したジエツト流内につ
くられたイオン化した導電路の中に、電気エネルギや通
常アークの形で放出する装置のことである。米国特許
（シリアル・ナンバ第849,950号）にはビーム形電気手
術装置が開示されている。ビーム形電気手術装置では、
活性電極のところを流れる気体はイオン化された状態に
保たれなければならない。気体ジエツトを放出しかつ活
性電極を内蔵しているペンシル形装置が組織に対して動
作距離にまで近づけられた時、気体ジエツトがイオン化
した状態にあるために、この気体ジエツトを通して活性
電極から組織へアークが確実に開始することができる。
気体ジエツトが十分にイオン化した状態にない場合に
は、外科医の要求通りにはアークが発生しないであろ
う。またはアークの開始は不確実で、要求通りに開始す
るとは限らないであろう。ビーム形電気手術装置でイオ
ン化状態を保持することは難しい。それは、イオン化し
た状態が消えないで保持されるために、電極のところを
流れる連続した気体にかなりの大きさの電気エネルギを
持続的に加えることが必要であるからである。
従来の電気手術装置では、気体が活性電極のところを
持続的に流れているわけではない。さらに、従来の電気
手術装置の多くでは、アークを開始させるために、活性
電極を組織と物理的に実際に接触させる、または物理的
接触に近い状態にすることが必要である。ビーム形電気
手術装置では、活性電極と組織との物理的な接触は必要
でないしまたはできない。したがつて、活性電極のとこ
ろから流れ出る気体ジエツトの中にイオン化を定常的に
保持するだけでなく、活性電極が組織に対して手術距離
にまで近づけられた時、そのイオン化によつて設定され
た導電路の中にアークが確実に開始する程度にまでイオ
ン化を保たなければならない。
気体の中のイオン化導電路のイオン化状態を保持する
効果的な方法は、気体に比較的高いピーク・ピーク電圧
を加えることであることがわかつている。けれども、比
較的高いピーク・ピーク電圧を加えることによつて、ビ
ーム形電気手術装置の気体ジエツトの中にイオン化状態
を保持することは、またラジオ周波数漏洩電流を増大さ
せるという有害な効果を伴う。したがつて、組織へのア
ークを必要な時に確実に開始させるに十分なように気体
ジエツト中のイオン化状態を保持するという要請と、ラ
ジオ周波数漏洩電流の大きさが一定の限度を越えないよ
うにするという要請とのいずれもが重要であるが、ピー
ク形電気手術装置においてはこれらの要請は相互に相反
する要請である。
〔発明の要約〕
本発明により、ビーム形電気手術装置の気体ジエツト
の中のイオン化した導電路のイオン化状態を実効的に保
持することができ、外科医が必要とする時にこのイオン
化した導電路の中にアーク導電を確実にかつ思つた通り
に開始させることができる性能がえられ、しかしその場
合にもラジオ周波数漏洩電流が許容レベルを越えないと
いう性能がえられる。
本発明の主要な特徴によれば、ビーム形電気手術装置
の電気手術発生器装置は、予め定められた繰り返し速度
でラジオ周波数電気エネルギのバーストを発生し、そし
てこれらのバーストを気体ジエツトの中に送り出す不活
性動作状態にある場合、組織への電気エネルギのアーク
を開始させないで、すなわち、アーク導電を起こさせな
いで気体ジエツト中にイオン化した状態を保持させるこ
とが要請される時、電気手術発生器装置はラジオ周波数
電気エネルギのターゲツト・バーストを発生する。活性
動作状態にある場合、イオン化した導電路の中のアーク
を組織へ移動させることが要求される時、電気手術発生
器装置はラジオ周波数電気エネルギの活性バーストを発
生する。本発明によつて改良された点は、ターゲツト・
バーストの予め定められた繰り返し速度を活性バースト
の予め定められた繰り返し速度よりも大幅に小さな値に
変更し、そして複数個のターゲツト・バーストを発生す
る系列の間、各系列の中で生ずるターゲツド・バースト
の全部ではなくてその一部分である予め定められた数の
ターゲット・バーストのエネルギを大幅に大きくするこ
とである。各系列の中のエネルギ量が大きくされたター
ゲツト・バーストはブースタ・ターゲツト・バーストと
呼ばれるが、その数は比較的少数個であつて、例えば、
10パーセント以下である。これらのブースタ・ターゲツ
ト・バーストのピーク・ピーク電圧は正規ターゲツト・
バーストの電圧より大幅に大きい。ブースタ・ターゲツ
ト・バーストはイオン化した導電路を作ろうとし、一
方、正規ターゲツト・バーストはブースタ・ターゲツト
・バーストが加えられる間においてイオン化した導電路
を保持しようとする。
ターゲツト・バーストの系列がこのように繰り返され
ることにより、気体ジエツトの中にイオン化された状態
が実効的に保持される。不活性状態の期間中にターゲツ
ト・バーストの発生する繰り返し速度を小さくすること
により、ラジオ周波数漏洩電流の量が許容範囲内に抑え
られる。それは、予め定められた時間間隔内に、気体ジ
エツトに放出されるエネルギの量が小さくなるからであ
る。したがつて、本発明により、ラジオ周波数漏洩電流
を許容範囲内で抑制し、かつ一方において、気体ジエツ
トの中のイオン化状態を実効的に保持し、必要な時アー
クを開始させて電気エネルギを組織に供給することがで
きる。
ダーゲツト・バーストの繰り返し速度が小さいと筋肉
の刺激を十分に低くすることができるので、この電気手
術発生器装置は不活性状態の間組織へのアークが開始し
たことを示す状態を検知する改良された装置をまた有
し、そしてこのような状態を検知すると繰り返し速度を
低不活性速度から高活性速度へ変更する。不活性状態に
おいて組織へのアークが開始するとすぐ、好ましくは第
１アークが生じた時に、筋肉に大きな刺激を与えないよ
うに、電気手術発生器装置は直ちに高活性繰り返し速度
を開始する。このように、この電気手術発生器装置は、
自動的にかつ急速に、不活性状態から活性状態へ遷移す
る。
同じように、活性速度でのラジオ周波数バーストの放
出を終了させる実効的装置は、活性状態において組織へ
のイオン化した導電路の中に１つのアークが少なくとも
ないことを検知することによつてえられる。活性状態か
ら不活性状態へ遷移する前に、予め定められた数の複数
個のアークのないことが検知されることが好ましい。遷
移が起こる前に起こる欠けたアークの数は活性状態の間
に放出されたエネルギの量に関連して定められることが
好ましい。放出された活性状態出力エネルギの量が大き
い場合、高活性繰り返し速度から低不活性繰り返し速度
へ遷移する前に、より少ない数の欠けたアークが導電路
の中に生じなければならない。これとは逆に、活性状態
において放出された活性状態出力エネルギの量が小さい
場合、電気手術発生器装置が高活性繰り返し速度から低
不活性繰り返し速度へ遷移する前に、より多くの数の欠
けたアークのあることが要求される。
活性状態から不活性状態へ遷移した直後は気体ジエツ
トは強くイオン化した状態にあるから、そして活性状態
から不活性状態へ遷移した直後にブースタ・ターゲツト
・パルスを加えることは、不活性状態において不必要な
アークが発生することがありうるので、この電気手術発
生器装置は、活性状態から不活性状態へ遷移した後の予
め定められた時間間隔の間、正規ターゲツト・バースト
だけを一時的に放出する装置を有する。この予め定めら
れた時間間隔の間、ブースタ・ターゲツト・バーストは
放出されない。もし外科医が活性状態を再び直ちに始め
たいと思うならば、活性バーストと正規ターゲツト・バ
ーストからの残留物として十分な量のイオン化が存在し
ているので、アークの開始は直ちにかつ確実に起こりう
る。けれども、もし外科医が予め定められた時間間隔よ
りも長い間、例えば３秒間の間、活性動作を停止するな
らば、ブースタ・ターゲツト・パススがそれらの系列の
中で再び開始されて十分にイオン化された状態が設定さ
れ、容易にアークの開始を行なうことができる。
本発明により前記以外の重要な利点や改良点もえられ
る。本発明のさらに詳細な説明は、添付図面を参照し
て、下記において行なわれる。本発明の範囲は特許請求
の範囲でのみ定められる。
〔実施例〕
第１図において番号40で全体的に示されている装置
は、本発明を実施するビーム形電気手術装置（ESU,elec
trosurgical unit）である。この電気手術装置は３つの
主要な部品を有している。すなわち、外科医が操作する
ペンシルまたはハンドピース42と、気体放出装置44と、
電気手術発生器装置（ESG,electrosurgical generator
means）46である。可撓コード48は、気体放出装置44お
よび電気手術発生器装置46とペンシル42とを連結する。
気体放出装置は、コード48の中の複数個の個別通路、す
なわち、管内通路50を通してペンシル42へ、予め定めら
れた気体を放出する。気体は、ペンシル42のノズル52か
ら一定の方向に、事実上層流状のジエツト流54として噴
出する。電気手術発生器装置46は、コード48の導線56を
通して、ペンシルに電気エネルギを供給する。導線56は
ペンシルの中の針状電極58に電気的に接続される。針状
電極58はノズル52の中に挿入される。電気手術発生器装
置46から供給される電気エネルギは、下記で詳細に説明
される予め定められた特性を有し、そしてその電気エネ
ルギはノズル52の中を流れる気体を十分にイオン化し、
ジエツト54の中にイオン化した導電路を作る。気体放出
装置44と、コード48と、ペンシル42は、予め定められた
気体ジエツトを作るための装置の１つの実施例である。
電気手術発生器装置46と、コード48と、電極58は、気体
ジエツトの中のイオン化した導電路の中に電気エネルギ
を供給するための装置の１つの実施例である。
電気手術装置40が活性動作状態、すなわち、活性モー
ドにある場合、ジエツト50の中のイオン化した導電路の
中に電気エネルギがアーク60の形で供給される。アーク
60はジエツト54の中を伝播して、電気手術位置にある患
者の組織62に到達する。組織62の中に電気エネルギが送
り込まれると、痂皮効果のような予め定められた電気手
術効果がえられる。ビーム形電気手術発生器装置によつ
てえられる改良された痂皮効果の詳細は、前記米国特許
（シリアルナンバ第849,950号）に詳しく開示されてい
る。
組織62の中を伝播した電気エネルギは、組織に接触し
ている帰電極、すなわち、患者電極70にまで伝播する。
患者電極70は、帰導線72によつて、電気手術発生器装置
46に接続される。このようにして、前記手術発生器装置
46からペンシル42の中の電極58を通り、そしてジエツト
54と組織62を通り、そしてさらに患者電極70と帰導線72
を通つて、電気手術発生器装置46に戻る伝導電流に対
し、完全な電気回路を構成する。
電気手術装置40が不活性動作状態、すなわち、不活性
モードにある場合、ノズル52から放出される気体ジエツ
ト54の中にイオン化した導電路のようなイオン化した状
態がなお保持されているが、不活性状態では電気アーク
は消えている。このイオン化した導電路はジエツトの中
にコロナ放電またはグロー放電を生じ、そして外科医が
ノズル52を組織62に対し手術距離に近づけた時、このグ
ロー放電またはコロナ放電はアーク導電を開始させるこ
とができる。この手術距離に近づけた場合、組織62に達
するこのイオン化した導電路は、組織62と、患者電極70
と、帰導線72とを通る閉じた回路を構成し、ジエツト54
の中にアーク60が開始する。
外科医が電気手術装置40を作動させる、すなわち、ボ
タンを押して組織への電気手術出力の大きさを活性レベ
ルにすると、重要なことは、気体ジエツトの中のイオン
化導電路のイオン化した状態ができることである。ノズ
ル52が組織62に対し手術距離にまで近づいた時、イオン
化した導電路はアーク導電を開始するであろう。このア
ークが開始すると、電気手術発生器装置46は不活性状態
から活性状態に自動的に遷移する、すなわち切り替り、
そして活性レベルの出力が組織に供給されるのが開始さ
れ、そしてそれにより予め定められた電気手術効果がえ
られる。気体ジエツトのイオン化した状態を非活性状態
においても保持し続けるのでない場合には、気体ジエツ
ト54のアーク60を繰り返しかつ信頼性をもつて開始させ
て、活性状態に遷移させることは不可能である、または
極めて困難である。
電気手術効果をうるために、外科医は電気手術発生器
装置を作動させなければならない。その時、不活性状態
が生ずる。そこでは気体ジエツトの中のイオン化導電路
のイオン化状態が生じており、その後組織への少なくと
も１つのアークの放出が起こる。一方、この不活性状態
において、外科医がペンシルを組織に対し手術距離に近
づけることにより、活性状態に自動的に遷移して、十分
な量の電気手術出力が気体ジエツトの中に放出され、そ
してそれが組織に加わる。
気体放出装置44の例示装置は、前記米国特許（シリア
ルナンバ第849,950号）に詳細に開示されている。２種
類のペンシル42とコード48およびそれに付随する装置
は、米国特許シリアルナンバ第849,950号と米国へ出願
中の「電気手術導電ガス流装置（Electrosurgical Cond
uctive Gas Stream Equipment）」に詳細に開示されて
いる。電気手術発生器装置46に関してもまた米国特許シ
リアルナンバ第849,950号に開示されている。
本発明による電気手術発生器装置46の主要な素子が第
２図に示されている。制御スイツチ80は、正面パネル制
御およびモード論理マイクロプロセツサ回路82に信号を
送る。スイツチ80は回路82を制御して気体放出装置44に
信号を送り、ペンシルへの気体の放出を開始させる。ま
た、スイツチ80は回路82を制御して、電源84とラジオ周
波数論理およびアーク検出回路86に信号を送り、気体ジ
エツトへの電気エネルギの供給を開始させる。
正面パネル制御およびモード論理マイクロプロセツサ
回路82は、マイクロプロセツサと、ペンシルから放出さ
れる気体の流量を選定するスイツチやポテンシオメータ
のような種々の制御装置と、放出されるべき気体の入つ
ている気体溜め（２種類以上の予め定められた気体が利
用できる時）と、米国特許シリアルナンバ第849,950号
に詳細に開示されているようなその他の種々の電気制御
および動作信号とを有する。ラジオ周波数論理およびア
ーク検知回路86に供給される信号は、マイクロプロセツ
サ回路82から送られる装置クロツク信号88と、外科医が
選定した方式（高周波療法は本発明の主要なモードであ
る）に従つて電気手術発生器装置の動作を制御するため
にマイクロプロセツサからデータ路90を通して送られる
モード制御およびジヤム入力カウント信号と、組織に加
えるために外科医によつて選定された電気出力の大きさ
に関する活性出力レベル・アナログ信号92と、電気エネ
ルギが放出された時ラジオ周波数論理およびアーク検知
回路86を下記に示される方式で動作させるラジオ周波数
イネーブル信号94である。
気体と電気とに関する危険警報状態は回路82によつて
また検出される。そしてラジオ周波数イネーブル信号94
は、すべての動作状態が正しく満されるまで、ペンシル
へのラジオ周波数電気エネルギの供給を停止させる。慣
行として行なわれている記述では、信号とその信号が現
れる導線とに、同じ参照番号が与えられる。
電源84は回路82からの信号によつて作動される。電源
84は従来方式の交流電源96から電気エネルギを受け取
り、そしてこの交流エネルギを整流して直流エネルギに
変える。電源84が作動すると、電源84は共振出力回路10
0に予め定められた事実上一定電圧の直流電気エネルギ
を供給する。電源84は従来の方式のものである。
ラジオ周波数論理およびアーク検知回路86は、ラジオ
周波数駆動装置98に、駆動パルス信号102および104を送
る。駆動パルス信号102は、ラジオ周波数駆動装置98に
導線スイツチング信号106を開始させ、そして駆動パル
ス信号104は、ラジオ周波数駆動装置98に導電停止スイ
ツチング信号108を開始させる。これらのスイツチング
信号106および108は、電源84から共振出力回路100への
電力供給をスイツチングする。導電スイツチング信号10
6は、電源84から共振出力回路100への充電電流の流れを
開始させる。導電停止スイツチング信号108は、共振出
力回路100への充電電流を停止させる。電源84から出力
回路100へ送られるエネルギ量は、電源84の出力電圧が
一定であるので、駆動パルス信号102と駆動パルス信号1
04との間の時間幅によつて決定される。駆動パルス信号
102はスイツチング信号106の制御を行ない、および駆動
パルス信号104はスイツチング信号108の制御を行なう。
共振出力回路100は、スイツチング信号108が電源84から
の充電電流を停止させた後、その固有周波数（ラジオ周
波数）で共振を開始する。
ラジオ周波数駆動装置98は、駆動信号102と駆動信号1
04とによつて設定される予め定められた繰り返し速度
で、共振出力回路100を付勢する。共振出力回路100は、
手術位置の組織へ電気エネルギを送り出すことにより、
その共振周波数で放電する。出力インピーダンスが一定
の場合、共振出力回路のピーク・ピーク出力電圧は、ス
イツチング信号106とスイツチング信号108とによつて生
ずる充電電流パルスの幅に直接に関係して変わる。スイ
ツチング信号106およびスイツチング信号108は、それぞ
れ、駆動パルス102および駆動パルス信号104によつて生
ずる。ラジオ周波数駆動装置98と共振出力回路100は、
米国特許第4,429,694号およびシリアル・ナンバ第849,9
50号に詳細に開示されている。
ラジオ周波数論理およびアーク検知回路86は、共振出
力回路100から制御信号110を受け取る。制御信号110は
患者の組織にエネルギを供給する条件に関する信号であ
つて、組織への気体ジエツトの中のイオン化した導電路
の中にアークが存在するのを検出するのに主として用い
られる。制御信号110はラジオ周波数論理およびアーク
検知回路86を制御し、電気手術が実行されている時、駆
動信号102と駆動信号104との繰り返し速度を高活性繰り
返し速度に変え、そして気体ジエツトの中のイオン化状
態が保持されるべきである時、低不活性繰り返し速度に
変え、そして必要な時アークの導電を活性状態に確実に
開始できるようにする。
ペンシルが組織から予め定められた手術距離内にない
場合には、電気エネルギの放出は不活性状態にある。不
活性状態の間、ラジオ周波数エネルギのターゲツト・バ
ーストが気体ジエツトに放出され、それによりイオン化
が開始されかつ保持される。ターゲツト・バーストには
２つのレベルのもの、すなわち、ブースタ・ターゲツト
・バーストと正視ターゲツト・バーストとがある。ブー
スタ・ターゲツト・バーストはエネルギ量の大きなター
ゲツト・バーストであつて、正規ターゲツト・バースト
よりははるかに小さな頻度で起こる。回路86はブースタ
・ターゲツト・バーストのエネルギ量を制御する。
ペンシルが組織に対し十分に接近して手術距離にまで
移動した時、イオン化した導電路の中でアークが組織に
向けて発生するであろう。共振出力回路100からの制御
信号110はアークの存在を指示する。回路86は不活性状
態から活性状態に直ちに遷移し、そして不活性状態の中
でアークが検知される時、信号102と信号104の繰り返し
速度が不活性速度から活性速度へ増加される。
ペンシルが組織からの非手術距離に退いた後は、制御
信号110は組織へのイオン化導電路の中にアークがない
ことを指示する。アークのないことが指示された時、予
め定められた数の繰り返しの後、ラジオ周波数論理およ
びアーク検知回路86は繰り返し速度を高活性速度から低
不活性速度へ小さくする。
第３図はラジオ周波数論理およびアーク検知回路86の
詳細図である。システム・クロツク信号88がラジオ周波
数論理クロツク装置112に送られる。ラジオ周波数論理
クロツク装置112で生ずるクロツク信号114は、繰り返し
速度発生器116とパルス発生器118に送られる。データ路
90からの信号がまた、繰り返し速度発生器116とパルス
発生器118に送られる。データ路90の信号は、回路82
（第２図）のマイクロプロセツサから送られてきた信号
である。この信号により、繰り返し速度発生器116は、
活性状態と不活性状態とに対する繰り返し速度を設定す
る、すなわち、本発明に直接に関係する動作モードを設
定する。繰り返し信号は、繰り返し速度発生器116から1
70を通して、パルス発生器118に送られる。繰り返し信
号170は繰り返し速度を設定し、そしてこの繰り返し速
度で、パルス発生器118がパルス信号122を送り出す。パ
ルス信号122のおのおののパルスの幅は、マイクロプロ
セツサからデータ路90を通してパルス発生器118に供給
された信号によつて設定される。
共振出力回路100（第２図）からの制御信号110は、ア
ーク検知回路124に送られる。アーク検知回路124は、信
号126をアーク検知論理回路128に送る。信号126は、共
振出力回路100（第２図）によつて組織に放出されるア
ークが存在するまたは存在しないことを指示する。アー
ク検知論理回路128へのもう１つの入力信号は、活性出
力レベル信号92である。92の活性出力信号の大きさの影
響を受けて、信号126が予め定められた数のアークが存
在しなかつたまたは存在したことを指示すると、アーク
検知論理回路128は活性／ターゲツト信号130の論理レベ
ルを変更する。活性／ターゲツト信号130は、繰り返し
速度発生器116と、ブースタ発生器132と、パルス幅基準
回路136とに送られる。活性／ターゲツト信号130は繰り
返し速度発生器116を制御して、繰り返し速度を、ター
ゲツト状態における高活性繰り返し速度と低不活性繰り
返し速度との間で変える。ブースタ発生器132は、活性
／ターゲツト信号130に応答して、ブースタ信号134を発
生し、そして選定された数のターゲツト・バースト、い
わゆるブースタ・ターゲツト・バースト、のエネルギ量
を周期的に増大させる。
活性／ターゲツト信号130と、ブースタ信号134と、活
性出力レベル信号92とがパルス幅基準回路136に送られ
る。パルス幅基準回路136は３つの入力信号92,130およ
び134のおのおのに応答して、パルス幅制御信号138を送
り出す。ランプ発生器140はパルス信号122とパルス幅制
御信号138とを受け取り、そして変調された幅パルス信
号142を生ずる。パルス信号122は変調された幅パルス信
号142の開始を制御し、そしてパルス幅制御信号138はパ
ルス信号142の幅を制御しかつ変調する。ラジオ周波数
駆動パルス発生器144は、パルス信号122と変調された幅
パルス142とに応答して、駆動パルス信号102と駆動パル
ス信号104とを生ずる。第３図に示されている各素子の
特性と動作は、下記において詳細に説明される。
第４図は共振出力回路100の詳細図である。４個の大
電流スイツチ146が電気的に直列に接続される。導電ス
イツチング信号106が加えられると、４個の大電流スイ
ツチ146の全部が、同時に、導電状態になる。端子148と
端子150との間に接続された電源84（第２図）から供給
された高電圧は、大電流スイツチ146が導電状態にある
間、共振LC回路、すなわち「タンク」回路、152を充電
する。コンデンサ154はタンク回路152の一部分である。
出力変圧器156は１次巻線158と２次巻線160とを有す
る。大電流スイツチ146の全部が同時に導電状態にある
時、１次巻線158には導電148と導線150から大電流が流
れて、電気エネルギが蓄えられる。導電停止スイツチン
グ信号が加えられて、大電流スイツチが導電停止にな
る、すなわち非導電状態になる時、タンク回路152は固
有のラジオ周波数で振動を開始する。この固有周波数
は、主として、１次巻線158の実効インダクタンス値と
コンデンサ154の静電容量値とで決定される。約500KHz
〜600KHzの無負荷固有周波数は満足すべき十分な周波数
であることがわかつている。
電気エネルギは、タンク回路152から出力変圧器156の
２次巻線160を通り、そして分離用コンデンサ164を通つ
て、ペンシル42と組織62（第１図）へ送られる。ペンシ
ルの中に存在するインピーダンスと、気体ジエツトのイ
オン化した通路の中のアークが受けるインピーダンス
と、組織のインピーダンスまたは抵抗により、タンク回
路152の中の電気エネルギが減衰し、ラジオ周波数発振
のリンク・ダウン・サイクルが生ずる。負荷を有する状
態における組織とエネルギ放出路の中の固有の抵抗は、
共振回路の固有周波数に対して、高周波手術信号の無負
荷周波数を変える。
ラジオ周波数発振の各リンク・ダウン・サイクルは、
タンク回路152への１つの充電電流パルスによつてえら
れる。ラジオ周波数発振のこのリンク・ダウン・サイク
ルは、ラジオ周波数エネルギの「バースト」と云われ
る。各バーストのピーク・ピーク電圧は、１つの設定出
力インピーダンスに対し、タンク回路152に供給される
充電電流パルスの大きさと時間幅に直接関係して変わ
る。
各バーストの後、すなわち、各リンク・ダウン・サイ
クルの後、共振回路152にエネルギを再び補給するため
に、各繰り返しの間、大電流スイツチ146はオンおよび
オフにスイツチングされる。これらの繰り返しは、予め
定められた繰り返し速度で行なわれる。この繰り返し速
度による繰り返し周波数は、タンク回路152の固有周波
数より大幅に小さい。スイツチ146がオンである時間が
タンク回路152に供給されるエネルギの量を制御し、か
つまた各バーストのさいに放出されるエネルギの量を制
御する。したがつて、共振出力回路は、充電パルスをラ
ジオ周波数エネルギ・バーストに変換する装置の１つの
実施例である。
検出用変圧器162が共振回路152にまた直列に接続され
る。検出用変圧器162は制御信号110を生ずる。制御信号
110はタンク回路152の中の電気信号を表し、そしてこれ
らの状態は気体ジエツト中のアーク状態を表す。
第５図と、第6A図から第6G図までの図面は、繰り返し
速度発生器116とパルス発生器118の詳細図である。繰り
返し速度発生器116の主要な部品はプリセツト可能同期
ダウン・カウンタ166である。同じようなダウン・カウ
ンタ168はまたパルス発生器118の主要な部品である。ダ
ウン・カウンタ116およびダウン・カウンタ168は、商品
名CD40103Bで市販されている従来の装置であることがで
きる。ラジオ周波数論理クロツク装置112（第３図）か
らのクロツク信号114が、２つのダウン・カウンタ166お
よび168のクロツク入力に送られる。第6A図はこのクロ
ツク信号114を示している。データ路90からの信号がダ
ウン・カウンタ166のいくつかのジヤム入力端子に供給
され、そして130のターゲツト／活性信号が少なくとも
１つのジヤム入力端子に供給される。データ路90からの
信号はまたダウン・カウンタ168のジヤム入力端子に供
給される。
各プリセツト可能ダウン・カウンタの予め定められた
カウント値は、ジヤム入力における信号によつて設定さ
れる。クロツク信号は、クロツク入力信号が正に遷移す
る毎に、セツト・カウントを減少させる効果を有する。
ジヤム入力信号によつて設定されるカウントは、１つの
状況において、ダウン・カウンタの同期プリセツト・イ
ネーブル（SPE,synchronous preset enable）入力端子
に低レベル論理信号を加えることによつて設定される。
このダウン・カウンタ166は、繰り返し速度を設定
し、かつ、この繰り返し速度を変更するための好ましい
形式の装置である。この繰り返し周波数で駆動パルス信
号102および104（第２図）が供給され、それにより、共
振出力回路100（第４図）のタンク回路152の充電が行な
われる。活性レベルの大きさの出力が組織に送られてい
る活性状態では、活性／ターゲツト信号130は高レベル
にある。高レベル活性／ターゲツト信号130と共に、デ
ータ路90からの他の信号はデイジタル入力信号を定め、
そしてこのデイジタル入力信号はダウン・カウンタ166
へのジヤム入力カウントを定める。クロツク信号114
は、ジヤム入力信号によつて設定されたカウントに到達
するまで、ダウン・カウンタ166を減少させる。ジヤム
入力信号によつて設定された信号が到達された時、出力
信号170が低レベルになる。信号170が第6B図に示されて
いる。170の低レベル信号が、２つのダウン・カウンタ1
66および168の同期プリセツト・イネーブル（SPE）入力
端子に送られる。クロツク信号114の次の正の端部にお
いて、ダウン・カウンタ166および168は、それらのジヤ
ム入力端子に加えられたカウントにより、再び負荷され
る、すなわちジヤムされる。
信号170は、各繰り返しを定めるクロツク信号114の総
数を使つて、各繰り返し時間の長さを設定する。活性状
態では、繰り返し時間間隔は短く、したがつて、高い周
波数の繰り返し速度がえられる。活性状態における好ま
しい繰り返し時間間隔は約32マイクロ秒である。不活性
状態、すなわち、ターゲツト状態においては、繰り返し
時間間隔は大幅に長く、約56マイクロ秒の好ましい時間
間隔毎に起こる。したがつて、不活性状態では、より小
さな繰り返し速度が設定される。活性／ターゲツト信号
130がその高論理レベルと低論理レベルとの間で変わる
時、繰り返し速度の変更が行なわれる。高レベル信号13
0はジヤム入力値を変えて繰り返し率をより短くし、一
方、低レベル信号130はジヤム入力値を変えて繰り返し
率をより長くする。第6B図は、活性状態に対し信号170
によつてえられる繰り返し率だけを示している。不活性
状態、すなわち、ターゲツト状態でもほぼ同じである
が、しかし、クロツク・サイクル114の総数は信号170の
各低レベル部分の間で大幅に大きくなつているであろ
う。
信号170はパルス発生器118に送られる。カウンタ168
へのジヤム入力信号によつて定められたカウントは、信
号170が低レベルに進んだすぐ後に設定される。NANDゲ
ート172は170の信号を１つの入力端子で受け取り、そし
て反転器176からの信号174が他の入力端子に送られる。
反転器176はダウン・カウンタ168の出力端子に接続され
る。信号174は第6E図に示されている。NANDゲート172か
らの出力信号180は第6C図に示されている。信号180とク
ロツク信号114が、もう１つのNANDゲート182の入力端子
に送られる。NANDゲート182からの出力信号184は第6D図
に示されている。信号184はダウン・カウンタ168のクロ
ツク入力端子に送られる。
170に信号が現れてクロツク信号114に対する繰り返し
間隔の長さが設定されると、したがつて繰り返し速度が
設定されると、NANDゲート172とNANDゲート182から供給
される信号184は、ダウン・カウンタ168の減少を開始さ
せる。ダウン・カウンタ168はクロツク・パルス114の数
のカウンタを開始する。このカウンタの総数は信号174
の幅を設定するであろう。このようにして、ダウン・カ
ウンタ168は、最終的にパルス信号122を生ずることにな
る信号を発生する、好ましい装置になる。パルス信号12
2の幅は、最終的には、ダウン・カウンタ168へのカウン
ト設定またはジヤム入力によつて設定される。
信号174はフリツプ・フロツプ回路186のＤ入力端子に
送られる。クロツク信号114はフリツプ・フロツプ186の
クロツク入力端子に送られる。フリツプ・フロツプ186
の出力信号188は第6F図に示されている。信号174と信号
188はORゲート回路190に送られる。ORゲート190の出力
信号はパルス信号122である。パルス信号122は第6G図に
示されている。パルス信号122の時間幅は、信号188の時
間幅よりも少し小さい。それは、第５図の論理素子が、
クロツク信号114の正への立ち上がり端にクロツクされ
るようになつているからである。
アーク検知回路124と、アーク検知論理回路128との詳
細が、第７図と第8A図から第8F図までの図面に示されて
いる。共振出力回路100（第２図および第４図）からの
制御信号110がアーク検知回路124に送られてくる。この
制御信号は第8A図に示されている。制御信号110は抵抗
器を通つて、ツエナ・ダイオード192に送られる。ツエ
ナ・ダイオード192は制御信号110を整流する、すなわ
ち、制御信号110の負の半サイクルを消しそして正の半
サイクルを透過する。この正の半サイクルはツエナ・ダ
イオードの絶縁破壊電圧によつて大きさが限定される。
ツエナ・ダイオード192を通つた信号は、比較器194の反
転入力に送られる。回路196は閾値信号198を設定し、そ
してこの閾値信号198が比較器194の非反転入力端子に送
られる。閾値信号198のレベルを越える制御信号110の正
の半サイクルだけが、比較器194から出力を生ずる。こ
れらの出力パルスだけが従来のカウンタ200のクロツク
入力端子に送られる。閾値信号198のレベルを越えた制
御信号110の正の半サイクルのおのおのが、カウンタ200
を増分させる。
カウンタ200は、比較器194からの多数の出力パルスを
カウントした後、その出力端子から高レベル信号126を
送り出す。カウンタ200が予め定められた出力カウント
（図面では３の場合が示されている）に到達した時、信
号126は、第8C図に示されているように、高レベルに進
む。したがつて、閾値レベル198を越える制御信号110の
正の半サイクルが予め定められた数に達した後でのみ、
アーク検知回路124は信号126が送り出す。
この予め定められた数、いまの場合３としている、は
アークが存在しないことを確実に識別しうるように選定
される。その理由は、第8A図に示されているように、ア
ークのない状態は各充填サイクルの後多数回の振動によ
つて表されており、一方、アークのある状態は強く減衰
する信号によつて表されている。信号126が生ずる前の
要求された回数の間、強く減衰する信号は閾値レベル19
8を越えて振動することはない。このように、アーク検
知回路124は制御信号110からアーク状態と非アーク状態
を確実に検知し、そして非アーク状態が検知された時、
信号126を送り出す。カウンタ200のリセツト端子にパル
ス信号122を送ることにより、各充電サイクルの開始時
に、信号126は低レベルにリセツトされる。
アーク検知論理回路128は、繰り返し速度発生器116
（第５図）から信号170を受け取る。信号170は、各繰り
返し時間間隔内で１回起こる。信号170は第8B図に示さ
れている。信号170と信号130がNANDゲート204の入力端
子に送られる。信号170はORゲート206と、NORゲート208
と、NORゲート210に送られる。信号126はORゲート206に
また送られる。NORゲート208の１つの入力信号は、NOR
ゲート210の出力信号によつて供給される。NORゲート21
0へのもう１つの入力信号は比較器212から供給される。
比較器212はその非反転入力に活性出力レベル信号92
を受け取り、そして反転入力に閾値レベル信号214を受
け取る。閾値レベル信号214は抵抗器回路215によつて設
定される。活性レベル出力信号92が閾値信号214を越え
る時、比較器212からの出力信号は高レベルになる。例
えば、活性出力レベル信号92が約85ワツトよりも大きな
値を表している時、比較器212からの高レベル出力信号
はNORゲート210の入力端子に送られる。比較器212から
の高レベル信号は、プリセツト可能ダウン・カウンタ21
6に送られるジヤム入力信号を変更するのに用いられ
る。ダウン・カウンタ216は、活性状態から不活性状態
へスイツチングする前に起こることが許される、非アー
ク繰り返し速度の数を設定するのに用いられる。放出さ
れているアークのないことを示す予め定められた数の繰
り返し速度が検知されるまで、活性／ターゲツト信号13
0は活性状態を示す高レベルに保たれるであろう。
抵抗器回路215によつて制定された値である約85ワツ
トよりも大きな出力レベルにおいて、アークが検知され
ない時、約４を好ましい数として、４つの連続した繰り
返し時間間隔が経過すると、活性／ターゲツト信号130
は高活性レベルから低ターゲツト・レベルへ遷移するで
あろう。活性出力レベルが85ワツトより小さい時、低レ
ベル活性／ターゲツト（不活性状態を示す）へ遷移する
前に起こる連続した繰り返し時間間隔の好ましい数は約
128である。
この電気手術装置のスイツチが最初に入れられた時、
ダウン・カウンタ216はジヤムされて、第8F図に示され
ているように、低レベル信号130で示された不活性レベ
ルで始動する。信号130と信号170がNANDゲート204に送
られると、第8D図に示されているように、出力信号218
が生ずる。信号218はダウン・カウンタ216へのクロツク
信号となる。不活性状態の間、信号218は高レベルのま
まであり、したがつて、カウンタ216は減少しない。
信号170と信号126がORゲート206に送られる。その出
力信号220（第8E図に示されている）はダウン・カウン
タ216の非同期プリセツト・イネーブル（APE,asynchron
ous preset enable）端子に送られる。非同期プリセツ
ト・イネーブル（APE）端子に低レベル信号が加えられ
ると、それはダウン・カウンタ216への入力カウントを
非同期でジヤムする効果を有する。信号126が低レベル
である時、活性状態の間各信号170が加えられた場合、N
ORゲート208とNORゲート210からの出力信号によつて設
定されたその入力カウントで、ダウン・カウンタ216が
繰り返しジヤムされる。不活性状態にある場合には、カ
ウンタ200からの高レベル出力信号が存在する時、この
高レベル出力信号がORゲート206を通して送られる。ダ
ウン・カウンタ216の非同期プリセツト・イネーブル（A
PE）入力端子に高レベル信号220が入ると、それはダウ
ン・カウンタがその入力カウントに繰り返しジヤムされ
ることを止めさせる。したがつて、信号218はカウンタ2
16の減分を開始することを許す。
制御信号110と活性レベル出力信号92に対する、アー
ク検知回路124とアーク検知論理回路128の動作は、次の
ように進行する。第8A図の点222で示された不活性状態
において最初のアーク開始状態の場合、カウンタ200か
らの信号126は低レベルに進む。ORゲート206の信号126
がないと、信号170の低レベルへの遷移は、ダウン・カ
ウンタ216の非同期プリセツト・イネーブル（APE）入力
端子に一時な低レベル信号を生ずることができる。それ
により、ジヤム入力信号によつて設定された入力カウン
トはダウン・カウンタ216の中に設定され、そして活性
／ターゲツト信号130は高レベルに進む。高レベル活性
／ターゲツト信号130は、NANDゲート204からの信号218
がダウン・カウンタ216を減分させることを可能にす
る。けれども、アークが検知される時、連続した引き続
く繰り返し時間間隔のおのおのにおいて、信号220はダ
ウン・カウンタ216への入力カウントをジヤムし続け、
したがつて、信号218は実効的にカウンタ216を減分しな
い。それは繰り返し再びジヤムされるからである。この
状態は活性状態の間持続し、一方、活性レベルの出力が
組織に加えられる。ペンシルが組織から予め定められた
距離まで引き離されるとすぐに、これは第8A図の点224
で示されていて、そこでは各繰り返し周期は非アーク状
態となるが、カウンタ200は高レベル信号126を供給す
る。信号126はORゲート206を動作させて、非同期プリセ
ツト・イネーブル（APE）端子に高レベル出力信号220を
送り、それによりカウンタ216のリセツトが止められ
る。信号218はカウンタの減分を開始し、そしてNORゲー
ト208とNORゲート210からのジヤム入力信号によつて設
定された値までカウンタ216が減分した後、活性／ター
ゲツト信号130が低レベルに進む。
組織への最初のアークが検知されるとすぐに、繰り返
し速度が不活性速度から活性速度へ変更されることが重
要である。このことは信号126によつて行なわれる。信
号126は信号220を生じて入力をジヤムし、活性／ターゲ
ツト信号130を直ちに高レベルにする。最初に検知され
たアークで直ちにスイツチングすることにより、不活性
速度の小さな繰り返し速度は最も小さな筋肉刺激効果を
有するであろう。もし大きな活性速度への変更、すなわ
ち、遷移が直ちには行なわれないならば、不活性繰り返
し速度は十分に小さく、それは筋肉刺激を生ずることが
できる。
予め定められた数の非アーク繰り返し時間間隔の後、
活性状態から不活性状態への遷移は、気体ジエツト内の
アークが消滅する距離がアークが開始する距離と異なる
ことを確実にするために重要である。実際には、ビーム
は１つの一様束の中の個々のアークの集まりである。す
べてのアークが組織で終端となるような形でビームの長
さが定まつている限り、制御信号110は強く減衰するま
まであるであろう。しかし、組織に対しビームがより長
くなると、束中のアークが組織に到達しないことが時と
して起こり、その結果、弱く減衰する制御信号110が時
として起こる。最初は、弱く減衰する制御信号が多数回
のサイクルの中で１度だけ起こる。けれども、ビームが
長くなると、強く減衰する応答に対し弱く減衰する応答
の割合が大きくなる。ビームを活性化する時、この逆の
状況が起こる。イオン化した気体ジエツトによつて生じ
たグロー放電が組織にさらに近づいた時、ますます多く
のアークが間隙を橋渡しするまでグローが増大し、その
結果、強く減衰する制御信号110がますます多く生ず
る。
最初のアークが検知されると直ちに放出される出力を
活性レベルにスイツチングすることにより、そしてつき
つぎの繰り返し時間間隔の間、予め定められた数だけア
ークが存在しなことが検知されるまで活性レベルから不
活性レベルへスイツチングしないことにより、外科医が
手術中にペンシルを動作領域から短い距離だけ思わず移
動しても、ビームは確実に活性状態にあることを持続す
る。予め定められた数の繰り返し速度の後でのみ不活性
状態から活性状態へスイツチングすることにより、ペン
シルの位置が思わず揺れ動くことにより生ずる変動また
は他の不安定性がないことが保障され、そしてまたより
信頼性が高くかつより精密な開始と動作が保証される。
ブースタ発生器132の詳細図が第９図に示されてい
る。２つのプリセツト可能ダウン・カウンタ225および2
26が直列に接続される。活性／ターゲツト信号130が反
転器227に送られる。反転器227の出力はダウン・カウン
タ225とダウン・カウンタ226のクリア端子、すなわち、
リセツト（RST）端子に送られる。リセツト（RST）端子
に低レベル入力信号が送られるとダウン・カウンタ225
とダウン・カウンタ226のおのおのは同期してクリアさ
れ、そしてその最大カウントにリセツトされる。このこ
とは活性／ターゲツト信号130の活性状態への遷移の後
に起こり、そこでカウンタ225とカウンタ226がそれらの
最大カウントに保持され、したがつて、活性状態の間そ
れらがデイスエーブルになる。
活性／ターゲツト信号130が不活性状態へ遷移した
後、カウンタのカウントが通常はジヤム入力でセツトさ
れる代りに、カウンタはそれらの最大カウントにセツト
される。カウンタ226は通常は４のカウントにジヤムさ
れるから、この最大カウントは大幅な増大を表す。この
ように、これらのカウンタをリセツトすることはブース
タ信号134の開始を遅延させる効果を有し、したがつ
て、ブースタ・ターゲツト・パルスの増大されたエネル
ギは、活性状態が終了した後、予め定められた時間の間
の不活性状態において、思わぬアークを直ちに発生させ
ることはないであろう。このことは好ましいことであ
る。それは活性状態はイオン化を残留させる原因とな
り、このことは不活性状態において、変動するアーク発
生または間欠性のアーク発生という潜在的に好ましくな
い混乱した状態を保持しうるからである。予め定められ
た時間間隔の後、この残留したイオン化は散逸し、そし
て変動する状態は起こらなくなる。この時点において、
ブースタ信号134を放出することができる。カウンタ225
とカウンタ226をリセツトすることは、ブースタ発生器
を一時的にデイスエーブルにする手段の１つの例であ
る。
電気手術装置のスイツチがまず入れられると、第９図
に示されているように、カウンタ225とカウンタ226はそ
れらの正規カウントにジヤムされるであろう。カウンタ
225は駆動パルス発生器118（第３図）からのパルス信号
122に基づいて減分を開始する。パルス信号122は各繰り
返し周期毎に１つ生じ、したがつて、ダウン・カウンタ
225は各繰り返し周期毎に１回減少する。
信号174がダウン・カウンタ225のキヤリ・イン（CI,c
arry−in）入力端子に送られる。高レベル信号174は、
カウンタ225がカウントすることを抑止する。したがつ
て、カウンタ225のキヤリ・イン（CI）入力端子が低レ
ベルである時だけ、パルス信号122がカウンタ225を減少
させる。このことはパルス発生器118（第５図）からの
信号174が低レベルになる時に起こる。
カウンタ225へのジヤム入力信号は、カウンタ225の最
大カウント可能量である数255に、設定される。カウン
タ225が減分すると、低レベル出力信号がダウン・カウ
ンタ226のキヤリ・イン（CI）入力端子に送られ、カウ
ント開始が可能となる。ダウン・カウンタ226が１カウ
ントだけ減分し、その時点で、ダウン・カウンタ225
は、そのジヤム入力によつて設定されたその最大カウン
トから、減る方向にカウントを再び開始する。カウンタ
225からのカウントの４つの完全サイクルが起きるま
で、この動作が持続する。
ダウン・カウンタ226からの出力信号は、反転器230を
通して、NANDゲート231に送られる。NANDゲート231のも
う１つの入力端子に加えられる信号は、各駆動パルスの
終端部で生ずる変調された幅パルス信号142である。し
たがつて、1,020個の繰り返し間隔（ダウン・カウンタ2
25とダウン・カウンタ226によつてカウントされる）の
後、生ずる駆動パルスの終端部において、NANDゲート23
1はプリセツト可能ダウン・カウンタ232の非同期プリセ
ツト・イネーブル（APE）入力端子に低レベル信号を送
る。カウンタ232のジヤム入力は48のカウントに対して
設定される。非同期プリセツト・イネーブル（APE）入
力端子に低レベル信号が加わると、非同期的にジヤム入
力からのカウントがダウン・カウンタ232の中に入る。
ダウン・カウンタ232の出力信号はブースタ信号134であ
るが、この出力信号が高レベルに進み、そして信号122
と信号134がNANDゲート234で論理的に結合されて、カウ
ンタ232を減分させる。カウンタ232がそのジヤム入力カ
ウントから減少方向にカウントした後、ブースタ信号13
4が低レベルになる。
このように、ブースタ発生器132は、カウンタ225と、
カウンタ226と、カウンタ232とのカウントによつて定め
られる繰り返し間隔の系列において、多数の繰り返し間
隔を設定する。図示された場合では1020個の繰り返し間
隔になるこの系列において、ブースタ信号134はターゲ
ツト・バーストの48個の引き続く繰り返し間隔のエネル
ギ量を大きくするのに使うことができる。ブースタ・タ
ーゲツト・バーストと云われているこれらの48個のター
ゲツト・バーストのエネルギ量は、気体ジエツトの中の
イオン化を保持するために大きくされ、一方、おのおの
の系列の中の残りの972個の繰り返しは正規のレベルの
バーストを有する。通常、ターゲツト・バーストの10パ
ーセントまたはそれ以下がブースタ・ターゲツト・バー
ストであるべきである。このパーセントは５パーセント
以下に小さくされることが好ましい。ダーゲツト・バー
ストの約５パーセントがブースタ・ターゲツト・バース
トである時、ブースタ・ターゲツト・バーストのエネル
ギ量を正規ターゲツト・バーストのエネルギ量の３倍に
すれば十分であることがわかつている。
活性レベル・パルスの幅と、ブースタ・ターゲツト・
パルスと、正規ターゲツト・パルスはパルス幅基準回路
136と、ランプ発生器140と、ラジオ周波数駆動パルス発
生器144とによつてえられう。第10図はそれらの詳細図
である。
パルス幅基準回路136は活性出力レベル信号92を受け
取り、そしてそれをバツフア増幅器236に送る。バツフ
ア増幅器236の出力信号は、アナログ・スイツチ238へ、
アナログ入力信号として送られる。アナログ・スイツチ
238への入力制御信号は、活性／ターゲツト・レベル信
号130によつてえられる。信号130の高レベルによつて、
アナログスイツチ238はバツフア増幅器236から幅制御信
号138としてアナログ信号を送る。活性／ターゲツト信
号130が低レベルである時、反転器240はアナログ・スイ
ツチ242に入力制御信号を供給する。アナログ・スチツ
チ242へのアナログ入力信号249は、抵抗器回路246から
えられる。反転器240からの制御信号により、アナログ
・スイツチ242は、電圧レベル249を幅制御信号138とし
て送り出す。ブースタ信号134は、アナログ・スイツチ2
48に対する入力制御信号である。アナログ・スイツチ24
8へのアナログ入力信号243は、抵抗器回路246によつて
またえられる。信号243は、信号249よりも大きな値の信
号である。ブースタ信号134が存在する場合、アナログ
・スイツチ248は、信号243をパルス幅制御信号138とし
て送り出す。アナログ・スイツチ248からの出力信号
は、アナログ・スイツチ242からの出力信号よりも大き
い。このように構成することにより、ブースタ・ターゲ
ツト・パルスの幅、すなわち、エネルギ量が、正規ター
ゲツト・パルスのものより大きいことが下記の説明によ
りわかるであろう。
ランプ発生器140はトランジスタ回路250を有する。ト
ランジスタ回路250がパルス発生器118（第３図）からの
パルス信号122によつてトリガされると、回路250はコン
デンサ252を直線に増大する方式、すなわち、ランプ方
式で充電する。この直線的に増大するランプ信号が、比
較器254の非反転入力に送られる。幅制御信号138は比較
器254の反転入力端子に加えられる。この非反転入力端
子に加えられたランプ信号が信号138によつて設定され
たアナログ・レベルを越える時、ランプ発生器140によ
つて変調された幅出力信号142がえられる。ランプ発生
器140によつて生ずる信号142の時間幅は、信号138のア
ナログ・レベルによつて決定される。活性パルスはより
広い時間幅を有している。それはアナログ・スイツチ23
8からの出力信号が、アナログ値においてより大きいか
らである。アナログ・スイツチ248からのアナログ出力
信号はアナログ・スイツチ242からのアナログ出力信号
よりも大きいから、ブースタ・ターゲツト・パルスは正
規パルスよりも大きな値を有するであろう。ランプ発生
器140は、駆動パルス102と駆動パルスの幅を制御する便
利な装置である。
ラジオ周波数駆動パルス発生器144はフリツプ・フロ
ツプ256を有する。フリツプ・フロツプ256はパルス信号
122によつてトリガされる。フリツプ・フロツプ256は、
変調された幅パルス信号142によつてリセツトされる。
トランジスタ回路258はトランジスタ260を有する。トラ
ンジスタ260はフリツプ・フロツプ256からの出力信号に
よつてトリガされると、導電状態になる。トランジスタ
260が導電状態になる時、出力駆動パルス信号104は低レ
ベルに進む。フリツプ・フロツプ256からの出力信号が
なくなる時、トランジスタ260は非導電状態になり、そ
してトランジスタ262が導電状態になる。駆動パルス信
号104が高レベルに進み、そして駆動パルス信号102は低
レベルに進む。このようにして、ラジオ周波数駆動回路
98（第２図）によつて共振出力回路100（第２図）へ供
給される駆動パルスの幅が終了する。
本発明によつてえられる種々の改良点を開示した。ま
た、本発明の好ましい形式を詳細に開示した。けれど
も、この詳細な開示の内容は１つの好ましい実施例を例
示したものであつて、本発明の範囲は特許請求の範囲に
よつて定められることを断つておく。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によるビーム形電気手術装置（ESU）の
概略図であつて、電気手術発生器装置（ESG）と、気体
放出装置と、ハンドピースまたはペンシルと、患者の組
織の一部分とが示されており、第２図は第１図に示され
た電気手術発生器装置とガス放出装置の概要ブロツク線
図、第３図は第２図に示されたラジオ周波数論理および
アーク検知回路の概要ブロツク線図、第４図は第２図に
示された共振出力回路の概要図、第５図は第３図に示さ
れた繰り返し速度発生器とパルス発生器の概要図および
論理図、第6A図から第6G図までの図面は第５図に示され
た回路素子の動作を示した波形図、第７図は第３図に示
されたアーク検知回路とアーク検知論理回路の概要図お
よび論理図、第8A図から第8F図までの図面は第７図に示
された回路素子と第４図に示された共振出力回路との動
作を示す波形図、第９図は第３図に示されたブースタ発
生器の概要図および論理図、第10図は第３図に示された
パルス幅基準回路と、ランプ発生器と、ラジオ周波数駆
動パルス発生器との概要図および論理図。 〔符号の説明〕 44,48,52……気体供給装置 46,58,70,72……電気エネルギ供給装置 46……電気手術発生器装置 116,124,128……繰り返し速度変更装置 86,124,128……アーク検知装置 225,226,227……一時的デイスエーブル装置

Claims (21)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】予め定められた気体を導いて組織に向かう
    ジェットにする装置と、前記気体ジェットの中のイオン
    化した導電路に電気エネルギを供給する装置を有する電
    気手術装置であって、前記電気エネルギ供給装置が活性
    状態においてイオン化した前記導電路の中に組織に向か
    うアークを送り出しそれにより前記組織に対し予め定め
    られた電気手術効果が得られ、前記電気エネルギ供給装
    置が不活性状態において前記気体ジェットの中にイオン
    化した導電路だけを生じて活性状態に遷移したときアー
    クを開始することができ、不活性状態において予め定め
    られた繰り返し速度でラジオ周波数電気エネルギのター
    ゲット・バーストを発生しかつ活性状態において予め定
    められた繰り返し速度でラジオ周波数電気エネルギの活
    性バーストを発生する電気手術発生器装置を前記電気エ
    ネルギ供給装置が有し、前記電気エネルギ供給装置が前
    記気体ジェットにラジオ周波数エネルギのバーストを供
    給し、 前記ターゲット・バーストの前記予め定められた繰り返
    し速度を前記活性バーストの前記予め定められた繰り返
    し速度よりも大幅に小さな値に変更するための繰り返し
    速度変更装置を前記電気手術発生器装置が有する前記電
    気手術装置。
  2. 【請求項２】請求項１において、前記電気手術発生器装
    置が、 前記不活性状態において前記イオン化した導電路の中に
    前記組織へ向けてアークが開始したことを示す状態を検
    知しかつ前記開始を検知して活性信号を供給するアーク
    検知装置を有し、 前記繰り返し速度変更装置が前記活性信号に応答し、前
    記繰り返し速度を不活性速度から活性速度へ変更する前
    記電気手術装置。
  3. 【請求項３】請求項１において、前記電気手術発生器装
    置が、 活性状態において前記イオン化した導電路の中に１つの
    アークが少なくともないこおを示す状態を検知しかつ前
    記アークのない状態を検知したときターゲット信号を供
    給するアーク検知装置を有し、 前記繰り返し速度変更装置が前記ターゲット信号に応答
    し、前記繰り返し速度を活性速度から不活性速度へ変更
    する前記電気手術装置。
  4. 【請求項４】請求項１において、 不活性状態の間前記ターゲット・バーストが繰り返す系
    列の中で発生され、前記系列のおのおのが複数個のター
    ゲット・バーストを有し、 前記電気手術発生器装置がおのおのの系列の中で前記タ
    ーゲット・バーストの全部より少ない予め定められた複
    数のターゲット・バーストのエネルギ量を大きくするブ
    ースタ装置をさらに有し、エネルギ量が大きくなったタ
    ーゲット・バーストがブースタ・ターゲット・バースト
    でありかつその他のバーストが正規ターゲット・バース
    トである前記電気手術装置。
  5. 【請求項５】請求項１において、 不活性状態の間前記イオン化した導電路の中に前記組織
    に向かうアークが開始した状態を検知しかつ前記開始を
    検知すると活性信号を供給するアーク検知装置を有し、
    前記アーク検知装置が活性状態において前記イオン化し
    た導電路の中に１つのアークが少なくともない状態をさ
    らに検知し、かつ前記アークのない状態を検知するとき
    ターゲット信号を供給し、 前記繰り返し速度変更装置が前記活性信号と前記ターゲ
    ット信号に応答し、前記活性信号の受信に感応して前記
    繰り返し速度を不活性速度から活性速度へ変更し、か
    つ、前記ターゲット信号の受信に感応して前記繰り返し
    速度を活性速度から不活性速度へ変更する前記電気手術
    装置。
  6. 【請求項６】請求項５において、 前記ターゲット・バーストが不活性状態の間繰り返す系
    列の中で発生され、前記系列のおのおのが複数個のター
    ゲット・バーストを有し、 前記電気手術発生器装置がおのおのの系列の間前記ター
    ゲット・バーストの全部より少ない予め定められた複数
    のターゲット・バーストのエネルギ量を大きくするブー
    スタ装置をさらに有し、エネルギ量が大きくされたター
    ゲット・バーストがブースタ・ターゲット・バーストで
    ありかつその他のターゲット・バーストが正規ターゲッ
    ト・バーストである前記電気手術装置。
  7. 【請求項７】請求項６において、塩基電気手術発生器装
    置が、 前記ターゲット信号に応答し前記ターゲット信号が供給
    された後予め定められたディスエーブル時間間隔の間前
    記ブースタ装置を一時的にディスエーブルにする一時的
    ディスエーブル装置を有し、予め定められた前記ディス
    エーブル時間間隔の間前記気体ジェットに供給される前
    記ターゲット・バーストが正規ターゲット・バーストで
    あり、前記一時ディスエーブル装置が予め定められた前
    記ディスエーブル時間間隔が終了することにさらに応答
    しその後前記ブースタ装置を再びエーブルにして動作を
    開始させる、かつ前記予め定められたディスエーブル時
    間間隔が少なくとも前記ターゲット・バーストに続く時
    間間隔である前記電気手術装置。
  8. 【請求項８】請求項２、５又は７において、 前記開始状態は、前記アーク検知装置が不活性状態にあ
    る間に起こる前記組織への第１アークである前記電気手
    術装置。
  9. 【請求項９】請求項３、５又は７において、 前記アークのない状態は、アーク検知装置が活性状態に
    おいて予め定められた個数の引き続くアークが存在しな
    い状態である前記電気手術装置。
  10. 【請求項１０】請求項９において、 前記電気手術発生器装置が活性状態において前記気体ジ
    ェットに放出されるべき電気エネルギの予め定められた
    活性出力レベルを設定する装置をさらに有し、 前記アーク検知装置が予め定められた前記活性出力レベ
    ルにまた応答し、予め定められた前記活性出力レベルが
    比較的高い時比較的小さな数の予め定められた個数の引
    き続くアークがない場合に前記ターゲット信号を供給
    し、かつ、前記活性出力レベルが比較的低い時比較的大
    きな数の予め定められた個数の引き続くアークがない場
    合に前記ターゲット信号を供給する前記電気手術装置。
  11. 【請求項１１】請求項４又は６において、 前記ブースタ・ターゲット・バーストがおのおのの系列
    の中で連続して引き続いたものである前記電気手術装
    置。
  12. 【請求項１２】請求項11において、おのおのの系列の中
    のブースタ・ターゲット・バーストの総数がおのおのの
    系列の中のターゲット・バーストの総数の10パーセント
    以下の範囲内にある前記電気手術装置。
  13. 【請求項１３】請求項４又は６において、 前記ブースタ・ターゲット・バーストが各ブースタ・タ
    ーゲット・バーストのラジオ周波数電気エネルギの少な
    くとも１サイクルのピーク・ピーク電圧によって少なく
    とも部分的に設定されるエネルギ量を有し、 各ブースタ・ターゲット・バーストの少なくとも１サイ
    クルの前記ピーク・ピーク電圧が各正規ターゲット・バ
    ーストのどのサイクルのピーク・ピーク電圧よりも大幅
    に大きい前記電気手術装置。
  14. 【請求項１４】請求項７において、前記電気手術発生器
    装置が、 各パルスの中に含まれるエネルギ量に対応する時間幅持
    続時間を有するエネルギの駆動パルスを発生し、かつま
    た、前記バーストの繰り返し速度に対応した繰り返し速
    度で前記駆動パルスを発生する駆動パルス発生器装置
    と、 前記駆動パルスを受け取りそして前記駆動パルスに関連
    した時間幅を有する充電パルスを生ずる駆動装置と、 各充電パルスを受け取って各充電パルスを１つの前記ラ
    ジオ周波数バーストに変換し、前記バーストのおのおの
    が前記バーストを生ずる対応した充電パルスのエネルギ
    量に関係したエネルギ量を有する、変換装置と、 前記駆動パルス発生装置に接続され、そして活性状態お
    よび不活性状態において前記ターゲット・バーストの前
    記エネルギ特性をうるために前記ブースタ・ターゲット
    ・バーストと前記正規ターゲット・バーストを設定する
    前記充電パルスを制御する駆動パルスの幅を調節するた
    めのパルス幅調節装置と、 をさらに有する前記手術装置。
  15. 【請求項１５】請求項１、４又は６において、前記繰り
    返し速度変更装置が不活性状態において事実上一定の繰
    り返し速度を設定しかつ活性状態においてそれと異った
    事実上一定の繰り返し速度を設定する前記電気手術装
    置。
  16. 【請求項１６】予め定められた気体を導いて組織に向か
    うジェットにする装置と、前記気体ジェットの中のイオ
    ン化した導電路の中に電気エネルギを供給する装置を有
    する電気手術装置であって、前記電気エネルギ供給装置
    が活性状態においてイオン化した前記導電路の中に組織
    に向かうアークを送り出しそれにより前記組織に対し予
    め定められた電気手術効果がえられ、前記電気エネルギ
    供給装置が不活性状態において前記気体ジェットの中に
    イオン化した導電路だけを生じて活性状態に遷移したと
    きアークを開始することができ、不活性状態において予
    め定められた繰り返し速度でラジオ周波電気エネルギの
    ターゲット・バーストを発生しかつ活性状態において予
    め定められた繰り返し速度でラジオ周波数電気エネルギ
    の活性バーストを発生する電気手術発生器装置を前記電
    気エネルギ供給装置が有し、前記電気エネルギ供給装置
    が前記気体ジェットにラジオ周波数エネルギのバースト
    を供給し、前記電気手術発生器装置が、 不活性状態の間に繰り返す系列においておのおのの系列
    が複数個のターゲット・バーストを有するようにターゲ
    ット・バーストを発生する装置と、 おのおのの系列の間に生ずる前記ターゲット・バースト
    の全部より少ない予め定められた複数のターゲット・バ
    ーストのエネルギ量を大幅に大きくするためのブースタ
    装置とを有し、大きなエネルギのターゲット・バースト
    がブースタ・バーストでありかつその他のターゲット・
    バーストが正規ターゲット・バーストである前記手術装
    置。
  17. 【請求項１７】請求項16において、おのおのの系列の中
    のブースタ・ターゲット・バーストの総数がおのおのの
    系列の中のターゲット・バーストの総数の10パーセント
    より小さい範囲内にある前記電気手術装置。
  18. 【請求項１８】請求項17において、 前記ブースタ・ターゲット・バーストがおのおのの系列
    の中で連続して引き続いている前記電気手術装置。
  19. 【請求項１９】請求項17において、 前記ブースタ・ターゲット・バーストのエネルギ量が前
    記正規ターゲット・バーストのエネルギ量の約３倍であ
    る前記電気手術装置。
  20. 【請求項２０】請求項19において、おのおのの系列の中
    のターゲット・バーストの総数がおのおのの系列の中の
    ターゲット・バーストの総数の約５パーセントである前
    記電気手術装置。
  21. 【請求項２１】請求項16において、前記ブースタ装置
    が、 前記発生器装置が活性バーストを放出する状態から正規
    のターゲット・バーストを放出する状態へ遷移した後予
    め定められた時間の間ブースタ・ターゲット・バースト
    の供給を遅延させる装置をさらに有する前記電気手術装
    置。
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