JP5198800B2 - 細胞の蒸発の前に、組織加熱速度を制御するためのシステムおよび方法 - Google Patents

Description

（背景）
（技術分野）
本開示は、電気外科手順を実施するためのシステムおよび方法に関する。より特定すると、本開示は、電気外科発電機の出力を、検知された組織フィードバックに基づいて調節することによって、細胞の蒸発の前に組織の加熱速度を制御するためのシステムおよび方法に関する。

（関連技術の背景）
エネルギーベースの組織処置は、当該分野において周知である。種々の型のエネルギー（例えば、電気エネルギー、超音波エネルギー、マイクロ波エネルギー、低温エネルギー、熱エネルギー、レーザーエネルギーなど）が、組織に付与されて、所望の結果を達成する。電気外科手術は、高い無線周波数の電流を、外科手術部位に印加して、組織を切断するか、切除するか、凝固させるか、またはシールすることを包含する。単極電気外科手術において、ソース電極または能動電極が、無線周波数エネルギーを、電気外科発電機から組織へと送達し、そして戻り電極が、この電流を発電機に戻す。単極電気外科手術において、ソース電極は、代表的に、外科医によって保持され、そして処置されるべき組織に適用される、外科器具の一部である。患者の戻り電極は、能動電極から離れた位置に配置されて、電流を発電機に戻す。

切除は、最も通常には、単極手順であり、この手順は、特に、癌処置の分野において有用である。この手順において、１つ以上のＲＦ切除針電極（通常、細長い円筒形の幾何学的形状を有する）が、生体に挿入される。このような針電極の代表的な形状は、絶縁されたシースを組み込み、このシースから、露出した（絶縁されていない）先端が延びる。ＲＦエネルギーが、戻り電極と、挿入された切除電極との間に提供されると、ＲＦ電流が、この針電極から、身体を通って流れる。代表的に、その電流密度は、この針電極の先端の近くにおいて非常に高く、これは、周囲の組織を加熱し、そして破壊する傾向がある。

双極電気外科手術において、手にもたれる器具の電極のうちの一方が、能動電極として機能し、そして他方が、戻り電極として機能する。この戻り電極は、この能動電極のすぐ近くに配置され、その結果、電気回路が、これらの２つの電極（例えば、電気外科鉗子）の間に形成される。この様式で、印加される電流は、これらの電極の間に位置する身体組織に制限される。これらの電極が互いから十分に間隔を空けている場合、この電気回路は開き、従って、分離された電極のいずれかの、身体組織との不注意な接触は、電流を流さない。

検知される組織のフィードバックが、電気外科エネルギーの送達を制御するために使用され得ることが、当該分野において公知である。

従って、電気外科発電機の出力を、検知される組織のフィードバックに基づいて正確に制御することを可能にする、電気外科システムおよび方法を開発することが、必要とされている。

上記課題を解決するために、本発明は、以下を提供する：
（項目１）
電気外科システムであって、該電気外科システムは、
電気外科発電機であって、該電気外科発電機は、組織に電気外科エネルギーを供給し、そして問合せ信号を伝達して、初期組織インピーダンスを獲得し、そして開始インピーダンス値を求めるように適合されており、該電気外科発電機は、
マイクロプロセッサであって、該マイクロプロセッサは、望ましいインピーダンス軌道を、該初期組織インピーダンスおよび該開始インピーダンス値のうちの少なくとも一方の関数として作成するように適合されており、該望ましいインピーダンス軌道は、複数の目標インピーダンス値を含み、該マイクロプロセッサは、組織インピーダンスを対応する目標インピーダンス値に実質的に一致させるように出力レベルを調節することにより、組織インピーダンスを該望ましいインピーダンス軌道に沿って動かすように適合されている、マイクロプロセッサ、
を備える、電気外科発電機；ならびに
電気外科器具であって、該電気外科器具は、電気エネルギーを組織に印加するように適合された少なくとも１つの能動電極を備える、電気外科器具、
を備える、電気外科システム。
（項目２）
上記電気外科発電機が、組織インピーダンスと上記対応する目標インピーダンス値との間の差を表す目標誤差をモニターするようにさらに適合されている、項目１に記載の電気外科システム。
（項目３）
上記電気外科発電機が、組織インピーダンスをモニターして最小インピーダンス値を獲得するように適合されたセンサ回路構造をさらに備える、項目１に記載の電気外科システム。
（項目４）
上記望ましいインピーダンス軌道の傾きが、正の傾きを含む、項目１に記載の電気外科システム。
（項目５）
上記望ましいインピーダンス軌道の傾きが、負の傾きを含む、項目１に記載の電気外科システム。
（項目６）
上記望ましいインピーダンス軌道の傾きが、線形軌道、準線形軌道、および非線形軌道のうちの少なくとも１つである、項目１に記載の電気外科システム。
（項目７）
上記望ましいインピーダンス軌道が、電気外科手順の乾燥前段階を表す、項目１に記載の電気外科システム。
（項目８）
電気外科発電機であって、該電気外科発電機は、ある出力レベルで組織にエネルギーを供給するように適合されたセンサ回路構造を備え、該電気外科発電機は、問合せ信号を伝達して、初期組織インピーダンスを獲得し、開始インピーダンス値を求めるように適合されており、該電気外科発電機は、さらに、
マイクロプロセッサであって、該マイクロプロセッサは、望ましいインピーダンス軌道を、該初期組織インピーダンスおよび該開始インピーダンス値のうちの少なくとも一方の関数として作成するように適合されており、該望ましいインピーダンス軌道は、複数の目標インピーダンス値を含む、マイクロプロセッサ、
を備え、該電気外科発電機は、組織インピーダンスを対応する目標インピーダンス値に一致させるように出力レベルを調節することにより、組織インピーダンスを該望ましいインピーダンス軌道に沿って動かすように適合されている、電気外科発電機。
（項目９）
上記電気外科発電機が、組織インピーダンスと上記対応する目標インピーダンス値との間の差を表す目標誤差をモニターするようにさらに適合されている、項目８に記載の電気外科発電機。
（項目１０）
組織インピーダンスをモニターして最小インピーダンス値を獲得するように適合されたセンサ回路構造をさらに備える、項目８に記載の電気外科発電機。
（項目１１）
上記望ましいインピーダンス軌道の傾きが、正の傾きを含む、項目８に記載の電気外科発電機。
（項目１２）
上記望ましいインピーダンス軌道の傾きが、負の傾きを含む、項目８に記載の電気外科発電機。
（項目１３）
上記望ましいインピーダンス軌道が、電気外科手順の乾燥前段階を表す、項目８に記載の電気外科発電機。
（項目１４）
電気外科手順を実施するための方法であって、該方法は、以下の工程：
電気外科エネルギーを、ある出力レベルで、電気外科発電機から組織へと印加する工程；
問合せ信号を伝達して、初期組織インピーダンスを獲得し、開始インピーダンス値を求める工程；
望ましいインピーダンス軌道を、該初期組織インピーダンスおよび該開始インピーダンス値のうちの少なくとも１つの関数として作成する工程であって、該望ましいインピーダンス軌道は、複数の目標インピーダンス値を含む工程；ならびに
組織インピーダンスを対応する目標インピーダンス値に一致させるように該出力レベルを調節することによって、組織インピーダンスを該望ましいインピーダンス軌道に沿って動かす工程、
を包含する、方法。
（項目１５）
組織インピーダンスと上記対応する目標インピーダンス値との間の差を表す目標誤差をモニターする工程をさらに包含する、項目１４に記載の方法。
（項目１６）
組織インピーダンスをモニターして最小インピーダンス値を獲得する工程をさらに包含する、項目１４に記載の方法。
（項目１７）
上記望ましいインピーダンス軌道を作成する工程が、正の傾きを有するインピーダンス軌道を作成する工程をさらに包含する、項目１４に記載の方法。
（項目１８）
上記望ましいインピーダンス軌道を作成する工程が、負の傾きを有するインピーダンス軌道を作成する工程をさらに包含する、項目１４に記載の方法。
（項目１９）
上記望ましいインピーダンス軌道を作成する工程が、該インピーダンス軌道の傾きを、線形軌道、準線形軌道、および非線形軌道のうちの少なくとも１つであるように作成する工程をさらに包含する、項目１４に記載の方法。
（項目２０）
上記望ましいインピーダンス軌道を作成する工程が、該インピーダンス軌道の傾きを、電気外科手順の乾燥前段階を反映するように作成する工程をさらに包含する、項目１４に記載の方法。

電気外科手順を実施するためのシステムおよび方法が、開示される。このシステムは、電気外科発電機を備え、この電気外科発電機は、エネルギーをある出力レベルで組織に供給し、そして問合せ信号を伝達して、初期組織インピーダンスを獲得し、開始インピーダンス値を求めるように適合されている。この電気外科発電機は、マイクロプロセッサを備え、このマイクロプロセッサは、望ましいインピーダンス軌道を、初期組織インピーダンスまたは開始インピーダンス値のうちのいずれかの関数として作成するように適合されている。この望ましいインピーダンス軌道は、複数の目標インピーダンス値を含む。この電気外科発電機は、組織インピーダンスを対応する目標インピーダンス値に一致させるように出力レベルを調節することにより、組織インピーダンスをこの望ましいインピーダンス軌道に沿って動かすように、さらに適合されている。このシステムはまた、電気外科エネルギーを組織に印加するように適合された少なくとも１つの能動電極を備える、電気外科器具を備える。

（要旨）
本開示は、エネルギー印加の初期段階の間に、電気外科発電機のエネルギー出力を制御するためのシステムおよび方法に関する。具体的には、このシステムは、複数の目標インピーダンス値を含む望ましいインピーダンス軌道を、直接得られる変数または予め規定された変数のいずれかに基づいて、作成する。その後、このシステムは、組織インピーダンスをモニターし、そして電気外科発電機の出力を調節して、組織インピーダンスを、対応する目標インピーダンス値に一致させる。

本開示の１つの局面によれば、電気外科システムが開示される。このシステムは、電気外科発電機を備え、この電気外科発電機は、電気外科エネルギーを、ある出力レベルで組織に供給し、そして問合せ信号を伝達して、初期組織インピーダンスを獲得し、そして開始インピーダンス値を求めるように、適合される。この電気外科発電機は、マイクロプロセッサを備え、このマイクロプロセッサは、望ましいインピーダンス軌道を、初期組織インピーダンスまたは開始インピーダンス値のいずれかの関数として、作成するように適合される。この望ましいインピーダンス軌道は、複数の目標インピーダンス値を含む。このマイクロプロセッサは、組織インピーダンスを対応する目標インピーダンス値に実質的に一致させるように出力レベルを調節することにより、組織インピーダンスをこの望ましいインピーダンス軌道に沿って動かすように、さらに適合される。このシステムはまた、電気外科エネルギーを組織に印加するように適合された少なくとも１つの能動電極を備える、電気外科器具を備える。

本開示の別の局面によれば、電気外科手順を実施するための方法が開示される。この方法は、電気外科エネルギーを、ある出力レベルで、電気外科発電機から組織へと印加する工程、および問合せ信号を伝達して、初期組織インピーダンスを獲得し、開始インピーダンス値を求める工程を包含する。この方法はまた、望ましいインピーダンス軌道を、初期組織インピーダンスまたは開始インピーダンス値のいずれかの関数として作成する工程をさらに包含し、この望ましいインピーダンス軌道は、複数の目標インピーダンス値を含む。この方法は、組織インピーダンスを対応する目標インピーダンス値に実質的に一致させるように出力レベルを調節することにより、組織インピーダンスを望ましいインピーダンス軌道に沿って動かす工程をさらに包含する。

本開示のさらなる局面によれば、電気外科発電機が開示される。この電気外科発電機は、エネルギーをある出力レベルで組織に供給するように適合された、センサ回路構造を備える。この電気外科発電機は、問合せ信号を伝達して、初期組織インピーダンスを獲得し、開始インピーダンス値を求めるように適合される。この電気外科発電機はまた、マイクロプロセッサを備え、このマイクロプロセッサは、望ましいインピーダンス軌道を、初期組織インピーダンスまたは開始インピーダンス値のいずれかの関数として作成するように適合され、この望ましいインピーダンス軌道は、複数の目標インピーダンス値を含む。この電気外科発電機は、組織インピーダンスを対応する目標インピーダンス値に実質的に一致させるように出力レベルを調節することによって、組織インピーダンスを望ましいインピーダンス軌道に沿って動かすように、適合される。

本発明により、電気外科発電機の出力を、検知される組織のフィードバックに基づいて正確に制御することを可能にする、電気外科システムおよび方法が開発された。

（詳細な説明）
本開示の具体的な実施形態が、添付の図面を参照して、本明細書において以下に記載される。以下の説明において、本開示を不必要に細部にわたって分かりにくくすることを避けるために、周知の機能または構成は、詳細には記載されない。当業者は、本開示に従う方法が、単極電気外科システムまたは双極電気外科システムのいずれかを用いた使用をモニターするために適合され得ることを理解する。

上記方法は、他の組織の作用およびエネルギーベースの様式（超音波、レーザ、マイクロ波、および凍結による組織の処理が挙げられるがこれらに限定されない）に拡張され得る。開示される方法はまた、インピーダンスの測定およびモニタリングに基づいているが、温度、電流、電圧、電力、エネルギー、電圧および電流の位相のような他の適切な組織およびエネルギーの特性が、組織の状態を決定するために使用され得る。上記方法は、電気外科システム内に組み込まれたフィードバックシステムを用いて実行されても、独立したモジュラーの実施形態（例えば、電気外科システムの発電機のような種々の成分に対して電気的に連結されるように構成された、取り外し可能なモジュラー回路）であってもよい。

本開示に従う方法は、経時的なインピーダンスの望ましい変化速度に基づいて、組織インピーダンスを目標インピーダンスに一致させることによって、細胞内および／または細胞外の流体が蒸発する前に生じる、予熱および／または早期乾燥段階の間の、組織の変化速度を制御する。従って、本開示に従う方法は、測定された組織インピーダンスに応じて、エネルギーの出力を調節するフィードバック制御法と共に利用され得る。特に、エネルギーの出力は、乾燥および蒸発の段階の速度を制御するために、組織の段階が移行する前に調節され得る。

図１は、本開示の一実施形態に従う電気外科システムの概略図である。このシステムは、患者Ｐの組織を処置するための１以上の電極を有する電気外科器具１０を備える。この器具１０は、１以上の能動電極を備える単極型（例えば、電気外科切断プローブ、切除電極など）か、または、１以上の能動電極および戻り電極を備える双極型（例えば、電気外科シーリング鉗子）のいずれかであり得る。電気外科ＲＦエネルギーは、供給ライン１２を介して発電機２０によって器具１０へと供給され、この供給ライン１２は、活性な出力端子に接続され、器具１０が、組織を凝固させるか、シールするか、切除するか、そして／または他の方法で処置することを可能にする。

器具１０が、単極型である場合、エネルギーは、戻り電極（明示的に図示せず）を通って発電機２０へと戻され得、この戻り電極は、患者の身体の上に配置された１以上の電極パッドであり得る。このシステムは、患者Ｐとの全体的な接触面積を最大にすることによって、損傷組織の変化を最小にするように配置された、複数の戻り電極を備え得る。さらに、発電機２０および単極性の戻り電極は、いわゆる「組織対患者」の接触をモニターして、組織損傷の変化をさらに最小にするための組織と患者との間に十分な接触が存在することを確実にするために構成され得る。

器具１０が双極型である場合、戻り電極は、能動電極の近く（例えば、双極性鉗子の対向する顎の上）に配置される。発電機２０はまた、複数の供給端子および戻り端子、ならびに、対応する数の電極リード線を備え得る。

発電機２０は、発電機２０を制御するための入力制御装置（例えば、ボタン、作動装置、スイッチ、タッチスクリーンなど）を備える。さらに、発電機２０は、種々の出力情報（例えば、強度の設定、処置完了の表示など）を外科医に提供するための、１以上のディスプレイスクリーンを備え得る。制御装置は、外科医が、特定のタスク（例えば、凝固、組織シーリング、強度の設定など）に適切な望ましい波形を達成するために、ＲＦエネルギーの出力、波形および他のパラメータを調節することを可能にする。器具１０はまた、発電機２０の特定の入力制御装置と重複し得る、複数の入力制御装置を備え得る。器具１０に入力制御装置を配置することにより、外科手順の間の、発電機２０との相互作用を必要とすることのない、ＲＦエネルギーのパラメータのより容易でかつより迅速な修正が可能となる。

図２は、制御装置２４、高電圧ＤＣ電源２７（「ＨＶＰＳ」）およびＲＦ出力ステージ２８を有する発電機２０の概略的なブロック図を示す。ＨＶＰＳ ２７は、高電圧ＤＣ電力を、ＲＦ出力ステージ２８に提供し、このＲＦ出力ステージ２８は、次いで、高電圧ＤＣ電力をＲＦエネルギーへと変換し、そして、このＲＦエネルギーを能動電極へと送達する。特に、ＲＦ出力ステージ２８は、高いＲＦエネルギーの正弦波形を生成する。ＲＦ出力ステージ２８は、種々のデューティサイクル、ピーク電圧、波高因子、および他の適切なパラメータを有する複数の波形を生成するように構成される。特定の型の波形が、特定の電気外科様式に適切である。例えば、ＲＦ出力ステージ２８は、切断モードにおいて１００％デューティサイクルの正弦波形（これは、組織を切除、溶融および分割するために最も適している）を、そして、凝固モードにおいては、１〜２５％デューティサイクルの波形（これは、組織を焼結して、出血を止めるために最もよくしようされている）を生成する。

制御装置２４は、記憶装置２６と作動可能に接続されたマイクロプロセッサ２５を備え、この記憶装置２６は、揮発性の型の記憶装置（例えば、ＲＡＭ）、および／または、不揮発性の型の記憶装置（例えば、フラッシュ媒体、ディスク媒体など）であり得る。マイクロプロセッサ２５は、ＨＶＰＳ ２７および／またはＲＦ出力ステージ２８に作動可能に接続された出力ポートを備え、マイクロプロセッサ２５が、開いた制御ループスキームおよび／または閉じた制御ループスキームのいずれかに従って、発電機２０の出力を制御することを可能にする。当業者は、マイクロプロセッサ２５が、本明細書において考察される計算を実行するように適合されたあらゆる論理プロセッサ（例えば、制御回路）によって代用され得ることを理解する。

閉じたループの制御スキームは、フィードバック制御ループであり、ここでは、種々の組織およびエネルギーの特性（例えば、組織インピーダンス、組織温度、出力電流および／または電圧など）を測定する複数のセンサを備え得るセンサ回路構造２２が、制御装置２４にフィードバックを提供する。このようなセンサは、当業者の技術範囲内である。制御装置２４は次いで、ＨＶＰＳ ２７および／またはＲＦ出力ステージ２８に信号を送り、次いで、それぞれ、ＤＣ電源および／またはＲＦ電源を調節する。制御装置２４はまた、発電機２０または器具１０の入力制御装置からの入力信号を受信する。制御装置２４は、発電機２０によって出力される電力を調節し、そして／または、発電機２０に関する他の制御機能を実行するために、この入力信号を利用する。

図４は、組織に対する特定のエネルギー印加の間に組織が受ける種々の段階を示す、経時的なインピーダンスのグラフを示す。エネルギーが組織に印加される際の組織インピーダンスの減少は、組織が溶融（例えば、脈管シーリング）、切除、または分割されるときに生じる。特に、組織の溶融、切除または乾燥の間には、組織の治癒は、最初に検知されるインピーダンスよりも低い最小値に向かうインピーダンスの減少をもたらす。しかし、組織インピーダンスは、図５に示され、そして、以下により詳細に議論されるように、組織が凝固および蒸発されるときに、ほぼ即座に上昇し始め。図３に示される方法が、ここで、溶融、切除および乾燥の用途に関して議論される。

予熱または早期の乾燥段階である第Ｉ段階の間、組織に供給されるエネルギーのレベルは、十分に低く、そして、組織のインピーダンスは、初期インピーダンス値において開始する。より多くのエネルギーが組織に印加されるにつれ、内部の温度が上昇し、そして、組織インピーダンスが減少する。後の時間点において、組織インピーダンスは、約１００℃の組織温度（細胞内および細胞外の流体の沸点）に相関する、最小インピーダンス値２０１に到達する。

第ＩＩ段階は、蒸発段階または後期の乾燥段階であり、この間に、組織は、水分を含んだ導電性の特性から、乾燥した非導電性の特性への段階移行を達成する。具体的には、細胞内および細胞外の流体のほとんどが第Ｉ段階の最後の間に迅速に沸騰し始めると、インピーダンスは、最小インピーダンス値２０１を超えて上昇し始める。十分なエネルギーが第ＩＩ段階の間に継続して組織に印加されるので、温度は、最小インピーダンス値２０１と一致して、沸点を超えて上昇し得る。インピーダンスが上昇し続けると、組織は、水分を含んだ状態から、固体の状態へ、そして、最終的には、乾燥した状態への段階変化を受ける。さらにエネルギーが印加されると、組織は、完全に乾燥され、そして、最終的には、蒸発して、蒸気を生成し、組織は、蒸発し、炭化する。

第Ｉ段階の間の以前のインピーダンス制御アルゴリズムは、一般に、組織に対して制御できないエネルギーを印加し、インピーダンスを最小インピーダンス値２０１に到達するまで迅速に減少させた。エネルギーが継続的に組織に送達されるので、組織は、最小インピーダンス値２０１の間中、迅速でありかつ制御されないまま移行し得る。最小インピーダンスは、最大のコンダクタンスと一致するので、インピーダンスを最小インピーダンス値２０１に維持することは、特に望ましい。従って、最小インピーダンス値２０１が提供する速度を制御することが、組織の作用を強制したということが決定された。しかし、最小インピーダンス値２０１は、組織の型、組織の水和レベル、電極の接触面積、電極間の距離、印加されるエネルギーなどを含む、多くの要因に依存する。本開示のいくつかの実施形態は、これらの多くの可変の組織の要因の観点から、第Ｉ段階の間、そして、第ＩＩ段階へと組織が移行する前に、組織の変化速度を制御するためのシステムおよび方法を提供する。

図３は、モニターされた組織インピーダンスに応答して発電機の出力を制御するための、本開示の一実施形態に従う方法を示す。工程１００において、器具１０は、組織の処置部位内に入れられ、そして、初期の組織の特徴を得るために、低い出力の問合せ信号が組織に送信される。問合せ信号は、電気外科エネルギーを印加する前に伝達される。この初期の組織の特徴は、自然な組織の状態を表し、そして、その後の計算において、第Ｉ段階の間の望ましい組織応答に対応する目標傾きまたは目標軌道を決定するために使用される。

電気外科エネルギーが組織を処置するために使用される場合、問合せ信号は、電気パルスであり、そして、測定される組織の特徴は、エネルギー、電力、インピーダンス、電流、電圧、電気の位相角、反射電力、温度などであり得る。他のエネルギーが組織を処置するために使用される場合、問合せ信号および検知される組織の特性は、別の型の問合せ信号であり得る。例えば、問合せ信号は、熱的、音的、光学的、超音波的などで達成され得、その結果、初期の組織の特徴は、これに対応して、温度、密度、不透明さなどであり得る。本開示に従う方法は、電気外科エネルギーおよび対応する組織の特性（例えば、インピーダンス）を用いて議論される。当業者は、この方法が、上で議論された他のエネルギー印加を用いて採用され得ることを理解する。

工程１１０において、発電機２０は、器具１０を通して組織に電気外科エネルギーを供給する。工程１２０において、組織へとエネルギーを印加する間に、インピーダンスは、センサ回路構造２２によって継続してモニターされる。具体的には、電圧および電流の信号がモニターされ、そして、対応するインピーダンス値が、センサ回路構造２２および／またはマイクロプロセッサ２５において計算される。電力および他のエネルギー特性もまた、収集された電圧および電流の信号に基づいて計算され得る。マイクロプロセッサ２５は、収集した電圧、電流およびインピーダンスを、記憶装置２６内に記憶する。

工程１３０において、目標インピーダンス値が、初期の組織特性および望ましい目標傾きに基づいて計算される。具体的には、目標インピーダンス値は、経時的な目標インピーダンス値の位置を考慮する際の、望ましいインピーダンス軌道２００の形式をとる。望ましい軌道２００は、最小インピーダンス値２０１まで描かれる。より具体的には、始点２１０が、初期の問合せ信号に基づいて規定される。始点２１０は、発電機２０によって直接測定され（例えば、初期の組織インピーダンスに対応する）、そして、計算される。望ましい軌道２００は、記憶装置２６内に記憶されたルックアップ表から読み込まれた予め決定された値またはハードコードされた入力であり得る。この予め決定された値およびハードコードされた入力は、初期の組織インピーダンスに基づいて選択され得る。従って、望ましい軌道２００は、始点２１０から望ましい終点２２０（例えば、最小インピーダンス値２０１）までの、望ましい入力パラメータ（例えば、望ましい傾き）に基づいて計算された、複数の目標インピーダンス値を含む。望ましい軌道２００は、図４に示されるように線形であっても、準線形であっても非線形であってもよい。

工程１４０において、発電機２０は、測定されたインピーダンスを、対応する目標インピーダンス値に一致させるようにエネルギーレベルを調節することによって、始点２１０から最小インピーダンス値２０１まで、望ましい軌道２００に沿ってインピーダンスを下に動かす。このことは、予め決定されても、動力学的に規定されてもよい、特定の時間増分において達成される。すなわち、毎時の増分に関して、組織の応答が計算され、そして、発電機２０の出力が、測定されたインピーダンスを対応する目標インピーダンスに一致させるように制御される。

エネルギーの印加は、継続して、その出力を調節し、そして、望ましい軌道２００に沿ってインピーダンスを一致させるので、発電機２０は、継続して、目標誤差（この誤差は、目標インピーダンスと実際のインピーダンス値との間の差である）をモニターする。この値は、望ましいインピーダンス傾きを獲得し、そして／または、維持するために必要とされるエネルギーの印加を決定するために使用される。すなわち、目標誤差は、組織インピーダンスが対応する目標インピーダンス値から逸れた量を表す。従って、エネルギー出力は、目標誤差の値に基づいて調節される。目標誤差が、測定されたインピーダンスが目標インピーダンスを下回ることを示す場合、発電機２０の出力が減らされる。目標誤差が、測定されたインピーダンスが目標インピーダンスを上回ることを示す場合、発電機２０の出力が増やされる。

工程１５０において、制御された加熱の段階の間に、最小インピーダンス値２０１が得られる。エネルギーが印加され、そして、目標インピーダンスおよび組織インピーダンスが減少させられる間、システムは、継続して最小値について組織インピーダンスをモニターする。インピーダンスは、現在測定中のインピーダンス値と、それ以前に測定したインピーダンス値とを比較し、そして、２つのインピーダンス値のうちの低いものを現在の最小インピーダンスとして選択することによって、継続してモニターされる。

工程１６０において、制御された加熱の段階の間に、発電機２０がインピーダンスを下に動かす間、目標誤差もまた、継続してモニターされ、その誤差が、予め決定された閾値を超えるかどうかを決定する。この事象は、電極対組織の界面およびインピーダンスが、最小であり、そして、それ以上低下され得ないことの同定を補助する。目標誤差は、目標誤差が特定の値を超えた後の偏差時間の境界を画定するために、クロックタイマーと組合され得る。最小インピーダンス値２０１は、目標誤差をモニタリングする間に、最小からの持続した偏差、または、瞬間的な無関係の事象（例えば、アーク放電）を決定するために考慮され得る。

工程１４０に記載されるような制御された加熱の段階の間、測定されたインピーダンスは、目標インピーダンスと一致され、その結果、組織インピーダンスは、特定の組織状態または予め決定されたインピーダンス（例えば、最小インピーダンス値２０１）に到達するまで、望ましいインピーダンス軌道２００に従って減少する。

工程１７０において、動力学的に測定された最小インピーダンス値２０１を上回るインピーダンスの増加と、目標値からの偏差との組合せによって、第ＩＩ段階における乾燥および／または蒸発の点が同定される。このようして、最小インピーダンス値２０１および目標誤差は、工程１５０および工程１６０において、それぞれ、モニターおよび獲得され、組織が第ＩＩ段階へと進んだかどうかを決定するために使用される。この移行は、目標誤差の最小値を上回る閾値、および／あるいは、使用者によって、もしくは他の入力（例えば、初期の問合せ情報に基づいたルックアップ表）によって規定される絶対的または相対的な閾値のいずれかによって規定され得る。いくつかの実施形態において、組織および／またはエネルギーの特性（例えば、エネルギー、電力、インピーダンス、電流、電圧、電気位相角、反射電力、温度など）は、蒸発および／または乾燥を同定するために参照値と比較される。具体的には、システムは、インピーダンスが閾値を超えて上昇すること、および、標的が、瞬間的に、そして／または、予め決定された時間にわたって、動力学的または予め決定されたレベルから逸れることを追跡する。

一旦、乾燥および／または蒸発の開始と同時に起こる事象が同定されると、工程１８０は、エネルギーを制御して、処置の用途（例えば、溶融、切断、シーリングなど）を完了する。この時点より後、エネルギーの出力は、最小インピーダンス値２０１を維持するように制御される。これは、加熱を維持するために最も適切なＲＦエネルギーレベルを維持することによって、エネルギー送達を最適化する。エネルギー送達は、既存の発電機およびアルゴリズム（例えば、Ｂｏｕｌｄｅｒ，ＣｏｌｏｒａｄｏのＶａｌｌｅｙｌａｂ，Ｉｎｃ．から入手可能なＬｉｇａｓｕｒｅ^ＴＭ発電機）を用いて制御され得る。

上で議論されたように、組織インピーダンスが低下せず、対照的に、ほとんど即座に上昇し始める場合、組織は、凝固され、そして、蒸発する。インピーダンスの挙動におけるこの差は、凝固および蒸発と関連する異なるエネルギーパラメータに寄与する。図３に示される方法の一実施形態は、凝固および蒸発に関して具体的に議論される。

凝固および蒸発の用途の場合、エネルギーは、迅速な組織の段階移行（すなわち、第ＩＩ段階への移行）を達成するために印加される。図５は、エネルギー印加の開始時にインピーダンスが上昇する、凝固および蒸発の間に組織内で生じるインピーダンスの変化を示すインピーダンスプロットを示す。従って、迅速な組織の段階移行が所望される場合のエネルギーの印加において、本開示に従う方法はまた、望ましい正の傾きの軌道３００に沿ってインピーダンスを動かすために利用され得る。

望ましい軌道３００に沿ってインピーダンスを動かすための方法は、上で議論され、図３に示される方法と実質的に類似するが、望ましい軌道３００が、最小インピーダンスに到達せず、そして、正の傾きに沿って動かされるという点が唯一異なる。

インピーダンスが、減少または増加のいずれの方向に動かされるべきかに関する決定は、印加の前になされる。すなわち、選択は、臨床上の意図（例えば、溶融、乾燥および切除 対 凝固および蒸発）、組織の型、手術様式、器具の型などに基づいて、使用者によってなされる。

本開示の種々の実施形態が図面に示され、そして／または、本明細書において考察されてきたが、本開示が、これらの実施形態に限定されることは意図されない。なぜならば、本開示は、当該技術分野が許容する程度に広い範囲であり、そして、本明細書も、同様に読まれるべきであることが意図されるからである。従って、上記の説明は、限定的なものとしてではなく、好ましい実施形態の単なる例示としてみなされるべきである。当業者は、添付の特許請求の範囲の精神および範囲内で、他の改変に想到する。

本開示の種々の実施形態が、図面を参照して本明細書中に記載される。
図１は、本開示の一実施形態に従う電気外科システムの概略的なブロック図である。 図２は、本開示の一実施形態に従う発電機の概略的なブロック図である。 図３は、本開示の一実施形態に従う方法を示す流れ図である。 図４は、組織にＲＦエネルギーを印加する間に、組織内で生じるインピーダンスの変化を示す、インピーダンス対時間の例示的なグラフである。 図５は、組織にＲＦエネルギーを印加する間に、組織内で生じるインピーダンスの変化を示す、インピーダンス対時間の例示的なグラフである。

符号の説明

１０：電子外科器具
１２：供給ライン
２０：電気外科発電機
２２：センサ回路構造
２４：制御装置
２５：マイクロプロセッサ
２６：記憶装置
２７：ＨＶＰＳ
２８：ＲＦ出力ステージ
２００、３００：望ましい軌道
２０１：最小インピーダンス値
２１０：始点
２２０：終点

Claims (11)

1. 電気外科システムであって、該電気外科システムは、
   電気外科発電機であって、該電気外科発電機は、組織に電気外科エネルギーを供給し、そして組織に電気外科エネルギーを供給する前に問合せ信号を伝達して、初期組織インピーダンスを獲得し、そして初期インピーダンス値を求めるように適合されており、該電気外科発電機は、
   マイクロプロセッサであって、該マイクロプロセッサは、電気外科手順の乾燥前段階のための望ましいインピーダンス軌道を、該初期インピーダンス値および望ましい傾きの関数として作成するように適合されており、該望ましいインピーダンス軌道は、複数の目標インピーダンス値を含み、該マイクロプロセッサは、組織インピーダンスを対応する目標インピーダンス値に実質的に一致させるように組織への電気外科エネルギーの供給を調節することにより、組織インピーダンスを該望ましいインピーダンス軌道に沿って動かすように適合されている、マイクロプロセッサ、
   を備える、電気外科発電機；ならびに
   電気外科器具であって、該電気外科器具は、電気エネルギーを組織に印加するように適合された少なくとも１つの能動電極を備える、電気外科器具、
   を備える、電気外科システム。
2. 前記電気外科発電機が、組織インピーダンスと前記対応する目標インピーダンス値との間の差を表す目標誤差をモニターするようにさらに適合されている、請求項１に記載の電気外科システム。
3. 前記電気外科発電機が、組織インピーダンスをモニターして最小インピーダンス値を獲得するように適合されたセンサ回路構造をさらに備える、請求項１に記載の電気外科システム。
4. 前記望ましいインピーダンス軌道の傾きが、正の傾きを含む、請求項１に記載の電気外科システム。
5. 前記望ましいインピーダンス軌道の傾きが、負の傾きを含む、請求項１に記載の電気外科システム。
6. 前記望ましいインピーダンス軌道の傾きが、線形軌道、準線形軌道、および非線形軌道のうちの少なくとも１つである、請求項１に記載の電気外科システム。
7. 電気外科発電機であって、該電気外科発電機は、ある出力レベルで組織にエネルギーを供給するように適合されたセンサ回路構造を備え、該電気外科発電機は、組織に電気外科エネルギーを供給する前に問合せ信号を伝達して、初期組織インピーダンスを獲得し、初期インピーダンス値を求めるように適合されており、該電気外科発電機は、さらに、
   マイクロプロセッサであって、該マイクロプロセッサは、電気外科手順の乾燥前段階のための望ましいインピーダンス軌道を、該初期インピーダンス値および望ましい傾きの関数として作成するように適合されており、該望ましいインピーダンス軌道は、複数の目標インピーダンス値を含む、マイクロプロセッサ、
   を備え、該電気外科発電機は、組織インピーダンスを対応する目標インピーダンス値に一致させるように出力レベルを調節することにより、組織インピーダンスを該望ましいインピーダンス軌道に沿って動かすように適合されている、電気外科発電機。
8. 前記電気外科発電機が、組織インピーダンスと前記対応する目標インピーダンス値との間の差を表す目標誤差をモニターするようにさらに適合されている、請求項７に記載の電気外科発電機。
9. 組織インピーダンスをモニターして最小インピーダンス値を獲得するように適合されたセンサ回路構造をさらに備える、請求項７に記載の電気外科発電機。
10. 前記望ましいインピーダンス軌道の傾きが、正の傾きを含む、請求項７に記載の電気外科発電機。
11. 前記望ましいインピーダンス軌道の傾きが、負の傾きを含む、請求項７に記載の電気外科発電機。

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