JP5675115B2 - エネルギー送達アルゴリズムフィルタのプレロード - Google Patents

エネルギー送達アルゴリズムフィルタのプレロード Download PDF

Info

Publication number
JP5675115B2
JP5675115B2 JP2010004467A JP2010004467A JP5675115B2 JP 5675115 B2 JP5675115 B2 JP 5675115B2 JP 2010004467 A JP2010004467 A JP 2010004467A JP 2010004467 A JP2010004467 A JP 2010004467A JP 5675115 B2 JP5675115 B2 JP 5675115B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
impedance
tissue
generator
output
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2010004467A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2010158527A (ja
Inventor
ジェイ. ポドハイスキ ロナルド
ジェイ. ポドハイスキ ロナルド
ダブリュー. ヘッケル ドナルド
ダブリュー. ヘッケル ドナルド
Original Assignee
コヴィディエン リミテッド パートナーシップ
コヴィディエン リミテッド パートナーシップ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by コヴィディエン リミテッド パートナーシップ, コヴィディエン リミテッド パートナーシップ filed Critical コヴィディエン リミテッド パートナーシップ
Publication of JP2010158527A publication Critical patent/JP2010158527A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5675115B2 publication Critical patent/JP5675115B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/04Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
    • A61B18/12Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by passing a current through the tissue to be heated, e.g. high-frequency current
    • A61B18/1206Generators therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/04Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
    • A61B18/12Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by passing a current through the tissue to be heated, e.g. high-frequency current
    • A61B18/14Probes or electrodes therefor
    • A61B18/1442Probes having pivoting end effectors, e.g. forceps
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00571Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for achieving a particular surgical effect
    • A61B2018/00577Ablation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00571Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for achieving a particular surgical effect
    • A61B2018/00589Coagulation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00571Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for achieving a particular surgical effect
    • A61B2018/00601Cutting
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00636Sensing and controlling the application of energy
    • A61B2018/00696Controlled or regulated parameters
    • A61B2018/00702Power or energy
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00636Sensing and controlling the application of energy
    • A61B2018/00773Sensed parameters
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00636Sensing and controlling the application of energy
    • A61B2018/00773Sensed parameters
    • A61B2018/00875Resistance or impedance

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)

Description

本開示は、電気外科の装置、システムおよび方法に関する。より特定すると、本開示は、組織へのエネルギーの適用を制御するアルゴリズムに関する。
電気外科発電機は、患者の組織を切断し、凝固させ、乾燥させ、そして/またはシールするために、電気外科器具と組み合わせて外科医により使用される。高周波数電気エネルギー(例えば、無線周波数(RF)エネルギー)は、電気外科発電機により生成され、そして電気外科道具により組織に適用される。単極構成と双極構成との両方が、電気外科手順中に通常使用される。
電気外科の技術および器具は、小さい直径の血管を凝固させるため、または大きい直径の脈管もしくは組織(例えば、肺、脳および腸などの軟部組織構造体)をシールするために、使用され得る。外科医は、電極間で組織を通して適用される電気外科エネルギーの強度、周波数および持続時間を制御することによって、焼灼、凝固/乾燥、および/または出血の減少もしくは遅延のいずれかを行い得る。外科手術部位における組織の望ましくない炭化を引き起こすことなく、または隣接する組織に対する付帯的な損傷(例えば、熱拡散)を引き起こすことなく、上記所望の外科手術効果のうちの1つを達成するためには、電気外科発電機からの出力(例えば、電力、波形、電圧、電流、パルス速度など)を制御することが必要である。
外科手術部位における組織を横切る電気インピーダンスおよびその変化を測定することは、その組織の乾燥の状態の良好な指標を提供することが公知である。例えば、組織が乾燥するにつれて、すなわち水分を失うにつれて、その組織を横切るインピーダンスは上昇する。この観察は、組織インピーダンスの測定に基づいて電気外科電力を調節するために、いくつかの電気外科発電機において利用されている。例えば、共有に係る米国特許第6,210,403号は、組織インピーダンスを自動的に測定し、そしてこの組織を横切る測定されたインピーダンスに基づいて、電気外科発電機の出力を変更するためのシステムおよび方法に関する。
電気外科エネルギーの特定の波形は、所望の外科手術効果(例えば、切断、凝固、シール、ブレンドなど)を増強するために調整され得ることが決定された。例えば、「切断」モードは代表的に、周波数範囲が100kHz〜4MHzであり、波高因子が1.4〜2.0の範囲である、分断されない正弦波形を発生させることを包含する。「ブレンド」モードは代表的に、デューティーサイクルが25%〜75%の範囲であり、そして波高因子が2.0〜5.0の範囲である、分断されない切断波形を生成することを包含する。「凝固」モードは代表的に、デューティーサイクルが約10%以下であり、そして波高因子が5.0〜12.0の範囲である、分断されない波形を発生させることを包含する。脈管または組織を効率的かつ一貫してシールするためには、パルス様の波形が好ましい。エネルギーの入力/出力がフィードバック制御を介して組織の水和/体積に応答する場合、エネルギーは、連続的な様式で供給されて、組織内の脈管をシールし得る。
(発明の要旨)
組織に適用されるエネルギーを、2つ以上の状態で、検出された組織特性の関数として制御する方法が、本開示により想定される。この方法は、検出された組織特性の初期値を決定する工程、この検出された組織特性を繰り返し処理してその平均値を得る工程、この繰り返し処理する工程を検出された組織特性の初期値で更新する工程、および反復フィルタのうちの2つ以上により得られた平均値の比較に基づいて2つ以上の状態の間を移行する工程を包含する。
組織に適用されるエネルギーを、2つ以上の状態で、1つ以上の検出された組織特性の関数として制御する方法もまた、本開示により想定される。この方法は、検出された組織特性を繰り返し処理してその平均値を得るように構成された2つ以上の反復フィルタを提供する工程、検出された組織特性の初期値を決定する工程、これらの反復フィルタに検出された組織特性の初期値をプレロードする工程、および反復フィルタのうちの2つ以上により得られた平均値の比較に基づいて2つ以上の状態の間を移行する工程を包含する。
本開示の別の実施形態によれば、組織に適用されるエネルギーを、2つ以上の状態で、1つ以上の検出された組織特性の関数として制御するためのシステムが提供される。このシステムは、検出された組織特性の初期値を格納するように構成されたメモリを備える。このシステムはまた、マイクロプロセッサを備え、このマイクロプロセッサは、検出された組織特性を繰り返し処理してその平均値を得るように構成された2つ以上の反復フィルタを実行し、そしてこれらの反復フィルタに、検出された組織特性の初期値をプレロードするように構成されている。
本発明は、例えば、以下を提供する:
(項目1A)
少なくとも2つの状態でエネルギーを出力するように構成された無線周波数出力;
少なくとも1つの組織特性を検出するように構成されたセンサモジュール;
該センサモジュールにより検出された該少なくとも1つの検出された組織特性の初期値を格納するように構成されたメモリ;および
マイクロプロセッサであって、該マイクロプロセッサは、該少なくとも1つの検出された組織特性を繰り返し処理して、該少なくとも1つの検出された組織特性の平均値を得るように構成された少なくとも2つの反復フィルタを実行し、そして該少なくとも2つの反復フィルタに、該少なくとも1つの検出された組織特性の初期値をプレロードするように構成されており、該マイクロプロセッサは、該無線周波数出力を制御して、該少なくとも2つの反復フィルタにより得られた平均値の間の差に基づいて、該少なくとも2つの状態の間で移行するようにさらに構成されている、マイクロプロセッサ、
を備える、電気外科発電機。
(項目2A)
上記少なくとも2つの反復フィルタの各々が、履歴値および現在値を有する単極反復フィルタである、上記項目に記載の発電機。
(項目3A)
上記マイクロプロセッサが、上記少なくとも1つの検出された組織特性の上記初期値を、上記少なくとも2つの反復フィルタの各々の上記履歴値としてロードするようにさらに構成されている、上記項目のうちのいずれかに記載の発電機。
(項目4A)
上記マイクロプロセッサが、上記少なくとも2つの反復フィルタにより得られた平均値の間の差を計算するように、そして該平均値の間の差と所定の閾値との間の比較に基づいて、上記少なくとも2つの状態の間を移行するように、さらに構成されている、上記項目のうちのいずれかに記載の発電機。
(項目1B)
組織に適用されるエネルギーを、少なくとも2つの状態で、少なくとも1つの検出された組織特性の関数として制御する方法であって、
該少なくとも1つの検出された組織特性の初期値を決定する工程;
該少なくとも1つの検出された組織特性を繰り返し処理して、該少なくとも1つの検出された組織特性の平均値を得る工程;
該少なくとも1つの検出された組織特性の該初期値で、該繰り返し処理する工程を更新する工程;および
平均値の比較に基づいて、該少なくとも1つの状態の間を移行する工程、
を包含する、方法。
(項目2B)
上記繰り返し処理する工程が、
少なくとも2つの反復フィルタを提供する工程であって、該少なくとも2つの反復フィルタは、上記少なくとも1つの検出された組織特性を繰り返し処理して、該少なくとも1つの検出された組織特性の平均値を得るように構成されている、工程、
をさらに包含する、上記項目に記載の方法。
(項目3B)
上記提供する工程の上記少なくとも2つの反復フィルタの各々が、履歴値および現在値を有する単極反復フィルタである、上記項目のうちのいずれかに記載の方法。
(項目4B)
上記更新する工程が、
上記少なくとも1つの検出された組織特性の上記初期値を、上記少なくとも2つの反復フィルタの各々の履歴値としてロードする工程、
をさらに包含する、上記項目のうちのいずれかに記載の方法。
(項目5B)
上記少なくとも2つの反復フィルタにより得られた平均値の間の差を計算する工程;および
平均値と所定の閾値との間の差の間の比較に基づいて、上記少なくとも2つの状態の間を移行する工程、
をさらに包含する、上記項目のうちのいずれかに記載の方法。
(項目6B)
組織に適用されるエネルギーを、少なくとも2つの状態で、少なくとも1つの検出された組織特性の関数として制御する方法であって、
少なくとも2つの反復フィルタを提供する工程であって、該少なくとも2つの反復フィルタは、少なくとも1つの検出された組織特性を繰り返し処理して、該少なくとも1つの検出された組織特性の平均値を得るように構成されている、工程;
該少なくとも1つの検出された組織特性の初期値を決定する工程;
該少なくとも2つのフィルタに、該少なくとも1つの検出された組織特性の該初期値をプレロードする工程;および
該少なくとも2つのフィルタにより得られた平均値の比較に基づいて、該少なくとも2つの状態の間を移行する工程、
を包含する、方法。
(項目7B)
上記提供する工程の上記少なくとも2つのフィルタの各々が、履歴および現在値を有する単極反復フィルタである、上記項目に記載の方法。
(項目8B)
上記更新する工程が、
上記少なくとも1つの検出された組織特性の上記初期値を、上記少なくとも2つのフィルタの各々の上記履歴値としてロードする工程、
をさらに包含する、上記項目のうちのいずれかに記載の方法。
(項目9B)
上記少なくとも2つの反復フィルタにより得られた平均値の間の差を計算する工程;および
平均値と所定の閾値との間の差の間の比較に基づいて、上記少なくとも2つの状態の間を移行する工程、
をさらに包含する、上記項目のうちのいずれかに記載の方法。
(項目10B)
組織に適用されるエネルギーを、少なくとも2つの状態で、少なくとも1つの検出された組織特性の関数として制御するためのシステムであって、
少なくとも1つの検出された組織特性の初期値を格納するように構成されたメモリ;および
マイクロプロセッサであって、該マイクロプロセッサは、該少なくとも1つの検出された組織特性を繰り返し処理して、該少なくとも1つの検出された組織特性の平均値を得るように構成された少なくとも2つの反復フィルタを実行し、そして該少なくとも2つの反復フィルタに、該少なくとも1つの検出された組織特性の初期値をプレロードするように構成されており、該マイクロプロセッサは、該少なくとも2つの反復フィルタにより得られた平均値の間の差に基づいて、該少なくとも2つの状態の間で移行するようにさらに構成されている、マイクロプロセッサ、
を備える、システム。
(項目11B)
上記提供する工程の上記少なくとも2つの反復フィルタの各々が、履歴値および現在値を有する単極反復フィルタである、上記項目に記載のシステム。
(項目12B)
上記マイクロプロセッサが、上記少なくとも1つの検出された組織特性の上記初期値を、上記少なくとも2つの反復フィルタの各々の上記履歴値としてロードするようにさらに構成されている、上記項目のうちのいずれかに記載のシステム。
(項目13B)
上記マイクロプロセッサが、上記少なくとも2つの反復フィルタにより得られた平均値の間の差を計算するように、そして該平均値の間の差と所定の閾値との間の比較に基づいて、上記少なくとも2つの状態の間を移行するように、さらに構成されている、上記項目のうちのいずれかに記載のシステム。
(本開示の摘要)
組織に適用されるエネルギーを、2つ以上の状態で、検出された組織特性の関数として制御する方法が、本開示により提供される。この方法は、検出された組織特性の初期値を決定する工程、この検出された組織特性を繰り返し処理してその平均値を得る工程、この繰り返し処理する工程を検出された組織特性の初期値で更新する工程、および2つ以上の反復フィルタにより得られた平均値の比較に基づいて2つ以上の状態の間を移行する工程を包含する。
本開示の種々の実施形態が、図面を参照しながら本明細書中に記載される。
図1A〜図1Bは、本開示による電気外科システムの概略ブロック図である。 図2は、本開示の1つの実施形態による発電機制御システムの概略ブロック図である。 図3は、処置を受けている組織についての、組織伝導率対温度の曲線と、組織インピーダンス対温度の曲線との間の関係を図示する。 図4Aは、本開示の実施形態による制御アルゴリズムの概略ブロック図である。 図4Bは、本開示の1つの実施形態による制御アルゴリズムの概略ブロック図である。 図5は、図2の発電機と共に使用するための二重ループ制御システムの概略ブロック図である。 図6Aは、本開示の実施形態による通常優先タスクアルゴリズムの概略ブロック図である。 図6Bは、本開示の実施形態による高優先タスクアルゴリズムの概略ブロック図である。 図6Cは、本開示の実施形態による低優先タスクアルゴリズムの概略ブロック図である。 図7Aは、図2の発電機と共に使用するためのソフトウェアシステムの概略ブロック図である。 図7Bは、図7Aのソフトウェアシステムと共に使用するための通常優先タスクアルゴリズムの概略ブロック図である。 図7Cは、図7Aのソフトウェアシステムと共に使用するための高優先タスクアルゴリズムの概略ブロック図である。 図7Dは、図7Aのソフトウェアシステムと共に使用するための通常優先タスクアルゴリズムの概略ブロック図である。 図8は、本開示の実施形態による発電機およびソフトウェアと共に使用するためのユーザインターフェースの概略ブロック図である。
本開示の特定の実施形態が、添付の図面を参照しながら本明細書中以下に記載される。以下の説明において、周知の機能または構成は、本開示を不必要な細部においてあいまいにすることを回避するために、詳細には記載されない。当業者は、本開示が内視鏡器具または観血器具のいずれかと共に使用するために適合され得ることを理解する。
本開示による発電機は、単極電気外科手順および双極電気外科手順(組織切除手順を含む)を実施し得る。この発電機は、種々の電気外科器具(例えば、単極活性電極、リターン電極、双極電気外科鉗子、フットスイッチなど)とインターフェースするための複数の出力を備え得る。さらに、この発電機は、種々の電気外科モード(例えば、切断、ブレンド、分割など)および手順(例えば、単極、双極、脈管シール)に特に適した無線周波数電力を発生させるように構成された電気回路を備える。
図1Aは、本開示の1つの実施形態による単極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つ以上の電極を有する、電気外科器具2を備える。器具2は、1つ以上の活性電極(例えば、電気外科切断プローブ、切除電極など)を備える単極型の器具である。電気外科用RFエネルギーは、発電機20により、発電機20の活性端子30(図2)に接続された供給ライン4を介して、器具2に供給され、器具2が組織を凝固させ、封止し、切除し、そして/または他の様式で処置することを可能にする。このエネルギーは、リターン電極6を通り、リターンライン8を通って、発電機20のリターン端子32(図2)において発電機20に戻される。活性端子30およびリターン端子32は、それぞれ器具2のプラグ(明白には図示せず)およびリターン電極6とインターフェースするように構成される。これらの器具およびリターン電極は、それぞれ供給ライン4およびリターンライン8の端部に配置される。
このシステムは、患者Pとの全体の接触面積を最小にすることによって組織の損傷の機会を最小にするように配置された、複数のリターン電極6を備え得る。さらに、発電機20およびリターン電極6は、いわゆる「組織と患者との」接触を監視するように構成されて、これらの間での充分な接触が存在することを保証し、組織損傷の機会をさらに最小にし得る。
図1Bは、本開示による双極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つ以上の電極を有する、双極電気外科鉗子10を備える。電気外科鉗子10は、内部に配置される活性電極14およびリターン電極16を有する、対向する顎部材を備える。活性電極14およびリターン電極16は、ケーブル18を通して発電機20に接続され、このケーブルは、それぞれ活性端子30およびリターン端子32(図2)に結合された供給ライン4およびリターンライン8を備える。電気外科鉗子10は、コネクタ21において発電機20に結合される。このコネクタは、ケーブル18の端部に配置されたプラグを介して活性端子30およびリターン端子32(例えば、ピン)への接続を有し、このプラグは、供給ライン4およびリターンライン8からの接点を備える。
図1A〜図1Bには明白には示されないが、発電機20は、発電機20を制御するために適切な入力制御器(例えば、ボタン、アクチベータ、スイッチ、タッチスクリーンなど)、および外科医に種々の出力情報(例えば、強度設定、処置完了指標など)を提供するための1つ以上の表示スクリーンを備える。これらの制御は、外科医がRFエネルギーの電力、波形およびパラメータを調節して、特定の作業(例えば、組織切除)のために適切な所望の波形を達成することを可能にする。さらに、器具2は、複数の入力制御を備え得、これらの入力制御は、発電機20の特定の入力制御と冗長であり得る。これらの入力制御を器具2に配置することによって、外科手術手順中に、発電機20との相互作用を必要とせずに、RFエネルギーパラメータのより容易かつより迅速な改変が可能になる。
図2は、発電機20の概略ブロック図を示し、この発電機は、制御器24、電源27、RF出力ステージ28、およびセンサモジュール22を有する。電源27は、DC電力をRF出力ステージ28に提供し、このRF出力ステージは次いで、このDC電力をRFエネルギーに変換し、そしてこのRFエネルギーを器具2に送達する。制御器24は、メモリ26を有するマイクロプロセッサ25を備え、このメモリは、揮発性タイプのメモリ(例えば、RAM)および/または不揮発性タイプのメモリ(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、電源27および/またはRF出力ステージ28に接続された出力ポートを備え、この出力ポートは、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。
閉じたループ制御スキームは一般に、フィードバック制御ループを備え、このフィードバック制御ループにおいて、センサモジュール22は、制御器24にフィードバック(すなわち、種々の組織パラメータ(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)を感知するための1つ以上の感知機構から得られた情報)を提供する。次いで、制御器24は、電源27および/またはRF出力ステージ28に信号を送り、次いで、この電源はDC電力供給を調節し、そして/またはこのRF出力ステージはRF電力供給を調節する。制御器24はまた、発電機20および/または器具2の入力制御からの入力信号を受信する。制御器24は、これらの入力信号を利用して、発電機20の電力出力を調節し、そして/または発電機20に、他の制御機能を実施するように指示する。
マイクロプロセッサ25は、センサモジュール22により受信されたデータを処理するため、およびこれに従って、発電機20に制御信号を出力するための、ソフトウェア命令を実行し得る。制御器24により実行されるソフトウェア命令は、制御器24のメモリ26に格納される。
制御器24は、マイクロプロセッサ25よりむしろ、またはマイクロプロセッサ25と組み合わせて、感知された値を処理するため、および発電機20に送信された制御信号を決定するための、アナログ回路および/または論理回路を備え得る。
センサモジュール22は、種々の特性または状態(例えば、組織インピーダンス、組織部位における電圧、組織部位における電流など)を感知するために戦略的に配置された、複数のセンサ(明白には図示せず)を備え得る。これらのセンサは、制御器24に情報を伝達するためのリード線を備える(または無線である)。センサモジュール22は、制御回路構造を備え得、この制御回路構造は、複数のセンサから情報を受信し、そしてこの情報および情報源(例えば、その情報を提供する特定のセンサ)を制御器24に提供する。
より具体的には、センサモジュール22は、外科手術部位に適用される電圧および電流に関するリアルタイムの値を感知するための、リアルタイム電圧感知システム(明白には図示せず)およびリアルタイム電流感知システム(明白には図示せず)を備え得る。さらに、RMS電圧感知システム(明白には図示せず)およびRMS電流感知システム(明白には図示せず)が、外科手術部位に適用される電圧および電流についてのRMS値を感知および送達するために、備えられ得る。
測定または感知された値は、センサモジュール22の回路構造および/もしくはプロセッサ(明白には図示せず)ならびに/または制御器24のいずれかによってさらに処理されて、感知された値および組織インピーダンスの変化を決定する。組織インピーダンスおよびその変化は、組織を横切る電圧および/または電流を測定し、次いでその経時的な変化を計算することにより決定され得る。次いで、これらの測定および計算された値は、種々の組織型、手順、器具などに関連する既知または所望の電圧値および電流値と比較され得る。これは、電気外科出力を所望のインピーダンスおよび/またはインピーダンス値の変化に到達させるために使用され得る。外科手術手順が進行するにつれて、組織インピーダンスは、発電機出力の調節ならびに外科手術部位における組織からの液体(例えば、水蒸気泡)の除去および回復に応答して、変動する。制御器24は、組織インピーダンスおよび組織インピーダンス変化を監視し、そしてこれに応答して、所望の最適な電気外科効果を達成するように、発電機20の出力を調節する。
一般に、本開示によるシステムは、組織の特性(例えば、電気的特性および/または物理的特性)に基づいて、所望の組織処置を達成するための、エネルギーの適用を調節する。ある実施形態において、組織へのエネルギーの適用は、その組織の電気伝導率に基づいて、組織温度の関数として調節される。組織温度の関数としての組織伝導率は、伝導率対温度の曲線として表され得る。組織コンダクタンスは、物質的な組織特性(例えば、組織の長さ、組織の面積など)が一定のままである場合、組織インピーダンスに反比例する。具体的には、組織コンダクタンスと組織インピーダンスは、以下の式により関連付けられる:
Z=L/(σ×A);
ここでZは、処置を受けている組織のインピーダンスであり;
Lは、処置を受けている組織の長さであり;
σは、処置を受けている組織の電気コンダクタンスであり;そして
Aは、処置を受けている組織の表面積である。
図3は、電気外科処置を(例えば、電気外科器具2を利用して)受けている組織についての、代表的な伝導率対温度曲線と対応する(すなわち、同じ温度範囲にわたる)インピーダンス対温度曲線との間の関係を図示する。図示される曲線は、電気外科処置を受けている組織について、インピーダンス対温度曲線の最も低いインピーダンス値は、コンダクタンス対温度曲線の最も高いコンダクタンス値に対応することを示す。
電気外科処置を受けている組織についてのコンダクタンス対温度曲線は、種々の要因(例えば、組織に適用されるエネルギーの変化)に起因して、動的に変化し得る。本開示は、この曲線を能動的に追跡して、エネルギーの適用が曲線の動的性質にかかわらず、この曲線上の最適な位置(例えば、ピーク組織コンダクタンス)を維持することを可能にする、制御アルゴリズムを提供する。
図4は、本開示の1つの実施形態による、組織へのエネルギーの適用を調節するための制御アルゴリズム200を図示する流れ図を示す。ある実施形態において、アルゴリズム200は、メモリ26に入っている、制御器24により(例えば、マイクロプロセッサ25を介して)実行可能なソフトウェアアプリケーションであり得る。
この制御アルゴリズムは、状態変数(SV)が、電気外科処置を受けている組織の1つ以上の物理的特性(例えば、組織インピーダンス、組織を横切る電圧、組織を通る電流)および/または適用されるエネルギーに関連する1つ以上の電気的特性(例えば、組織に適用される電力の振幅および/または位相など)のリアルタイムの値を表すように定義する。ある実施形態において、SVは、任意の1つ以上のいわゆる「状態」において定義され得る。例えば、SVは、組織抵抗のリアルタイムの状態を、「低下している」または「上昇している」のいずれかとして表し得る。
図4Aに図示される実施形態において、アルゴリズム200は最初に、SVを低下していると定義し、そして組織へのエネルギーの適用を増加させる(例えば、制御器24は、発電機20の出力を増加させる)。引き続いて、制御アルゴリズム200は、スイッチループ210に入り、このループにおいて、アルゴリズム200は、SVが2つの状態(例えば、低下または上昇)のうちのいずれか一方であることを連続的に監視する。SVの検出された状態に基づいて、アルゴリズム200は、2つの制御ループの間を切り替えて、組織へのエネルギーの適用を制御する。
図示される実施形態において、アルゴリズム200は、2つの制御ループ220および230のうちの一方に入る。制御ループ220と制御ループ230は、スイッチループ210を介してアルゴリズム200により検出されるSVの低下状態およびSVの上昇状態にそれぞれ対応する。より具体的には、アルゴリズム200は、スイッチループ210がSVの状態を低下していると検出する場合に、低下している場合の制御ループ220に入る。制御ループ220に入ると、アルゴリズム200は、(例えば、センサモジュール22を介して)制御曲線(例えば、図3のインピーダンス対温度曲線)の傾斜を連続的に検出する。制御曲線の検出された傾斜が負である場合、アルゴリズム200は、組織へのエネルギーの適用を上昇させ(例えば、制御器24が発電機20の出力を増加させる)、そして引き続いて、SVを低下していると定義する。この様式で、低下している場合の制御ループ220は、SVが低下していると定義され、そして制御曲線の傾斜が負である限り、繰り返される。
逆に、制御曲線の検出された傾斜が負ではない(例えば、傾斜=0または傾斜>0)場合、アルゴリズム200は、組織へのエネルギーの適用を低下させ、そして引き続いて、SVを上昇していると定義する。この様式で、スイッチループ210は、SVを上昇していると検出し、従って、アルゴリズム200を上昇している場合の制御ループ230に入る。
上昇している場合の制御ループ230に入ると、アルゴリズム200は、制御曲線の傾斜を連続的に検出する。上昇している場合の制御ループ230は、制御曲線の検出された傾斜に対する応答が低下している場合の制御ループ220の応答と正反対になるように構成される。より具体的には、制御曲線の検出された傾斜が、上昇している場合の制御ループ230の間に負である場合、アルゴリズム200は、組織へのエネルギーの適用を低下させ続け(例えば、制御器24が発電機20の出力をさらに低下させる)、そして引き続いて、SVを低下していると定義する。この方法で組織へのエネルギーの適用を低下させ続けることにより、アルゴリズム200は、制御曲線の最適な点(例えば、温度の関数として最低の可能な組織インピーダンス)を効果的に追跡する。逆に、制御曲線の検出された傾斜が負ではない(例えば、傾斜=0または傾斜>0)場合、アルゴリズム200は、組織へのエネルギーの適用を増加させ、そして引き続いて、SVを低下していると定義する。この方法で組織へのエネルギーの適用を増加させることによって、アルゴリズム200は、組織に最大のエネルギーを効果的に送達することが可能である。いずれの方法においても(すなわち、傾斜<0;および傾斜≧0)、上昇している場合の制御ループ230に関して、SVは低下するようにリセットされ、その結果、アルゴリズム200は、低下している場合の制御ループ220に入るか、または再び入る。この様式で、アルゴリズム200は積極的に、組織にエネルギーを適用して、最大の組織加熱を達成し、同時に制御曲線の最適な点(例えば、可能な限り低い組織インピーダンス)を追跡する。
組織インピーダンス対温度曲線(例えば、図3)が制御曲線として利用される実施形態において、低下している場合の制御ループ220は、負であると検出された傾斜が、低下している場合の組織インピーダンスに対応することを認識し、従って、アルゴリズム200は、これに従って組織へのエネルギーの適用を増加させ、そして低下している場合の制御ループ220に再び入る。逆に、低下している場合の制御ループ220は、負ではないと検出された傾斜が、上昇している場合の組織インピーダンスに対応することを認識し、従って、アルゴリズム200は、これに従って組織へのエネルギーの適用を減少させ、そして上昇している場合の制御ループ230に入る。上昇している場合の制御ループ230は、負であると検出された傾斜が、低下している場合の組織インピーダンスに対応することを認識し、従って、アルゴリズム220は、組織へのエネルギーの適用をさらに減少させて、アルゴリズム200が可能な限り低い組織インピーダンスを見出すことを確実にする。逆に、上昇している場合の制御ループ230は、正またはゼロである(例えば、負ではない)と検出された傾斜が、変化しない場合または上昇し続ける場合の組織インピーダンスに対応することを認識し、従って、アルゴリズム200は、組織へのエネルギーの適用を増加させて、最大のエネルギーが組織に送達されることを確実にする。
ある実施形態において、SVが上昇している(例えば、制御曲線の傾斜が負である)場合、組織に適用されるエネルギーは低下され、そしてSVは、「低下している」ではなく「上昇している」にリセットされる。これは、図4Aに図示される実施形態の場合と同様である。図4Bは、本開示の実施形態による代替のアルゴリズム300を図示する流れ図を示す。アルゴリズム300は、図4Aに図示されるアルゴリズム200と同様に動作するので、これらの実施形態の間の違いを説明するために必要な程度までのみが記載される。アルゴリズム300は、図4Aに図示されるアルゴリズム200と同一の初期設定を利用する。さらに、アルゴリズム300は、2つの制御ループ(すなわち、低下していると定義されるSVに対応する低下している場合の制御ループ320、および上昇していると定義されるSVに対応する上昇している場合の制御ループ330)の間を切り替えるように構成されたスイッチループ310を備える。
図4Aおよび図4Bに図示されるように、アルゴリズム200とアルゴリズム300との間の違いは、それぞれの上昇している場合の制御ループ230および330にある。アルゴリズム300のスイッチループ310において、SVが「上昇している」と定義される場合、制御曲線の傾斜が負であれば、アルゴリズム300は、組織に適用されるエネルギーを減少させ、そしてSVを、図4Aにおいて実施されるアルゴリズム200の場合のように「低下している」にリセットするのではなく、「上昇している」に維持する。この様式で、上昇している場合の制御ループ330は、制御曲線の傾斜が正またはゼロである(例えば、傾斜が負ではない)限り、ループし続ける。組織インピーダンス対温度曲線(例えば、図3)が制御曲線として利用される実施形態において、組織インピーダンスが低下している(例えば、制御曲線の傾斜が0未満である)場合、上昇している場合の制御ループ330は、組織インピーダンスが正またはゼロである(すなわち、制御曲線の傾斜が0以上である)ことをアルゴリズム300が検出するまで、続く。組織インピーダンスが正またはゼロであることを検出すると、アルゴリズム300は、組織へのエネルギーの適用を増加させ、そしてSVを低下するようにリセットする。
ある実施形態において、高優先制御ループが、アルゴリズム200および300の上に重ねられて、これらと一緒に実行され得る。組織の電気外科処置中に、連続的なエネルギー上昇をもたらす状態が存在し得る。このようなエネルギー上昇は、組織特性(例えば、インピーダンス)を上昇させ得、そして/またはピークコンダクタンス範囲外もしくはいわゆる「ランナウェイ状態」にさせ得る。高優先制御ループは、ランナウェイ状態について制御曲線を監視し、そしてこれに従って、エネルギーの適用を調節する(例えば、制御器24が発電機20の出力を低下させる)。より具体的には、高優先ループは、アルゴリズム(例えば、アルゴリズム200および300)を途切れさせて、ランナウェイ状態について確認し、そしてこのような状態が検出される場合に、エネルギーの適用を低下させる。インピーダンス対温度曲線(図3)が制御曲線として利用される実施形態において、高優先ループは、組織インピーダンスが予め決定された閾値より高く上昇しているか否かを問い合わせ続ける。予め決定された閾値は、発電機20の入力制御を介して外科医により予め決定され得、そして/またはマイクロプロセッサ25による実行のためにメモリ26中に存在し得る。
図5を参照すると、本開示の別の実施形態が示されている。図示される実施形態において、エネルギーの適用は、メモリ26に格納された閉ループ制御システム400に従って、制御器24により調節される。システム400は、組織インピーダンスを組織コンダクタンスの指標として連続的に監視し、そして可能な限り低い組織インピーダンスおよび/または可能な限り高い組織コンダクタンスを生じるように、出力を自動的に調節する。所定の手順の開始の際(またはその後の何らかの所定の時間の遅延の際)に、システム400は、センサ24により決定されたベースラインインピーダンスZBASEを処理し、そして格納する。システム400は、平均組織インピーダンスの、ベースラインインピーダンスZBASEからの偏差を、時間の関数として決定し、そしてこのような偏差に応答して、発電機20の出力を調節する。これにより、ピーク組織コンダクタンスが、組織の変化、発電機20の変動、およびデバイスアクセサリの選択とは無関係に維持されることが可能になる。
さらに、システム400は、検出されたインピーダンスが閾値より上に上昇したか否かを絶えず問合せ、そしてこのようなあらゆる閾値の違反に応答して、発電機の出力を低下させる。最後に、システム400は、完了した処置を示す特定の組織状態の検出の際に、処置終結シーケンスを開始し得る。処置の完了は、組織に(例えば、鉗子10を介して)適用されたエネルギーのレベルと、この組織から消失したエネルギーのレベルとの間の平衡により示され得る。この平衡に基づいて、システム400は、検出された組織インピーダンスがその最低の維持可能なレベルに達したこと、およびかなりの時間量にわたって変化せずにそのレベルを維持したことを決定する。
従って、本開示の閉ループ制御システム400は、外科手術部位および/または出力ステージ28の近くのいわゆる「感知された」物理的特性または電気的特性に応答して、電源27および/または出力ステージ28(図2)の連続的な制御を提供する。本開示の実施形態において、特に図5を参照すると、制御器24は、内側ループ制御モジュール402および外側ループ制御モジュール404を備え得、そして/またはこれらの制御モジュールと通信して作動し得る。これらの制御モジュールを介して、種々の優先作業(例えば、ループ)が実行され得る。内側ループ制御モジュール402および外側ループ制御モジュール404は、制御器24(図2)のマイクロプロセッサ25により実行可能なソフトウェアモジュールであり、そしてセンサモジュール22による生成される信号を受信するように構成される。
内側ループ制御モジュール402および外側ループ制御モジュール404は、センサモジュール22からリアルタイムで感知される値(例えば、電流Iおよび電圧V)、ならびに時刻tを連続的に受信する。モジュール402、404は、感知された値に対する計算を実施して、さらなるリアルタイムの値(例えば、電力PおよびインピーダンスZ)を導出する。例えば、インピーダンスの変化についての値(dz/dt)は、
dz/dt=(Z−Z_OLD)/(t−t_OLD);および
Z_OLD=Z
に従って得られる。これらの式において、Zは、時刻tに測定された値に従うインピーダンスであり;そして
Z_OLDは、時刻t_OLDにおいて前の時間間隔で測定された値に従う格納されたインピーダンスである。内側ループ制御モジュール402および外側ループ制御モジュール404は、リアルタイムの感知された値を処理し、そして所望の組織効果を達成するために必要とされる出力電力を制御する発電機20に、RF命令を出力する。
図6Aは、ピークコンダクタンスを達成するための自動電力調節のための、内側ループ制御モジュール402により制御される通常優先タスク410を示す。通常優先タスク410は、組織の変化(例えば、厚さ、気泡形成、温度など)、発電機出力の変動(例えば、発電機出力電力の手動調節)、ならびにデバイスおよび/またはアクセサリの選択(例えば、単極デバイス、双極鉗子など)とは無関係に、ピーク組織コンダクタンス(すなわち、最低組織インピーダンス)を連続的に達成するように、発電機20により出力される電力を調節する。内側ループ制御モジュール402は、通常優先タスク410を利用して、平均組織インピーダンスをある期間にわたって(例えば、dZAVE/dt波形)、組織コンダクタンスの指標として連続的に監視する。なぜなら、組織コンダクタンスは組織インピーダンスに反比例するからである。次いで、モジュール402は、可能な限り低い組織インピーダンス、および従って、可能な限り高い組織コンダクタンスを提供するように、発電機20の出力電力を自動的に調節する。通常優先タスク410は、二重制御ループにより特徴付けられる。この二重制御ループは、平均インピーダンス波形の傾斜を、特定の時間枠にわたって(例えば、センサモジュール22を介して)連続的に問合せ、そしてその特定の時間枠の持続時間にわたり検出された傾斜の方向(例えば、m=0、m<0、またはm>0)に応答して、発電機20の出力電力を調節する。
通常優先タスク410の作動中、発電機20の出力電力の初期の増加は、第一のサンプル時間枠(例えば、ユーザにより規定された時間遅延)の持続時間にわたってなされる。第一のサンプル時間枠中、センサモジュール22は、発電機20の出力電力の初期の増加に応答して、平均インピーダンス波形の第一の傾斜を決定する。第二のサンプル時間枠中、第二の調節が、発電機20により出力される電力に対してなされ、そして平均インピーダンス波形の第二の傾斜が決定される。平均インピーダンス波形の第二の傾斜が平均インピーダンス波形の第一の傾斜と実質的に同じである場合、発電機20の出力電力に対する第三の調節がなされる。この方法で、発電機20により出力される電力に対する第二の調節は、発電機20により出力される電力に対してなされる第一の調節の調節に対して、「逆の」調節である。
第一のサンプリングされた時間遅延「t1」中、組織の電気外科処置手順が(例えば、フットペダルまたはハンドスイッチの押下により)達成され、そしてホストプロセッサ(例えば、マイクロプロセッサ5)が、通常優先タスク410を起動させて、平均インピーダンスの変化を時間の関数(例えば、dz/dt)として監視する。より具体的には、発電機20の出力電力の初期増加ΔPは、時間遅延t1中に行われ、一方で、センサモジュール22は、第一のサンプリングされた平均組織インピーダンスZ1AVEを連続的に監視して、発電機20の出力電力の初期増加ΔPに応答するその変化を、時間遅延t1の関数として検出する。Z1AVEの変化は、内側ループ制御モジュール402により問い合わせられる関数として実現し得、この波形は、第一の平均インピーダンスZ1AVEを時間遅延t1の関数として表す(例えば、dZ1AVE/dt1)。この様式で、通常優先タスク410は、インピーダンス波形の傾斜を、サンプル時間枠にわたる平均組織インピーダンスの変化の指標として監視し得る。
ある実施形態において、時間遅延t1は、4秒間までであり得、この時間中に、発電機20の出力電力の初期増加ΔPが、1秒間あたり20ワットの割合で行われる。この構成において、発電機20の出力電力は、時間遅延t1の持続時間にわたって、80ワットまで次第に増加し得る。
第一の時間遅延t1の持続時間にわたって、第一の平均インピーダンスZ1AVEが、電力出力の初期増加ΔPに応答して減少する(例えば、dZ1AVE/dt1の傾斜が0未満である)場合、制御器24は、第一の調節ΔPを行ない、第二の時間遅延「t2」にわたって出力される電力を増加させる。特定の実施形態において、第二の時間遅延t2は、センサモジュール22が組織インピーダンスの変化に関連するデータの充分なサンプルを記録することを可能にするために、4秒間までであり得る。
逆に、第一の時間遅延t1の持続時間にわたって、第一の平均組織インピーダンスZ1AVEが、電力出力の初期増加ΔPに応答して、増加するかまたは変化しないかのいずれかである(例えば、dZ1AVE/dt1が0以上である)場合、制御器24は、第二の調節ΔPを行って、第二の時間遅延t2の持続時間にわたり出力される電力を低下させる。
制御器24が第二の調節ΔPを行って、第二の時間遅延t2の持続時間にわたり出力される電力を低下させるにつれて、センサモジュール22は、第二のサンプリングされた平均組織インピーダンスZ2AVEの変化を連続的に監視する。ある実施形態において、第二の調節ΔPは、第二の時間遅延t2の持続時間にわたって、5ワットまで大きい低下であり得る。第二の時間遅延t2の持続時間にわたって、第二の平均組織インピーダンスZ2AVEが、出力される電力を低下させるための第二の調節ΔPに応答して、増加するかまたは変化しないかのいずれかである(例えば、dZ1AVE/dt1の傾斜が0以上である)場合、制御器24は、第三の調節ΔPを行って、第三の時間遅延「t3」にわたって発電機20により出力される電力を増加させる。その後、通常優先タスク410が繰り返される。第二の時間遅延t2の持続時間にわたって、第二の平均組織インピーダンスZ2AVEが、出力される電力を低下させる第二の調節ΔPに応答して低下する(例えば、dZ1AVE/dt1の傾斜が0未満である)場合、制御器24は、第四の調節ΔPを行って、第三の時間遅延t3の持続時間にわたり出力される電力を低下させ、そして通常優先タスク410が繰り返される。
この様式で、通常優先タスク410は、第一の時間遅延t1中に制御器24により検出された平均組織インピーダンスの同じ方向の変化(例えば、同じ傾斜方向)に応答して、第二の時間遅延t2の持続時間にわたり行われる調節に対して、第三の時間遅延t3の持続時間にわたり発電機20により出力される電力の、逆の調節を実施する。すなわち、第一の時間遅延t1の持続時間にわたって、第一の平均組織インピーダンスZ1AVEが、出力される電力の初期増加ΔPに応答して増加するか、または変化しない場合、制御器24は、第二の調節ΔPを行って、第二の時間遅延t2の持続時間にわたり出力される電力を低下させる。逆に、第二の平均組織インピーダンスZ2AVEが、出力される電力を低下させる第二の調節ΔPに応答して増加するかまたは変化しないかのいずれかである場合、制御器24は、第三の調節ΔPを行って、第三の時間遅延t3の持続時間にわたり出力される電力を増加させる。この様式で、通常優先タスク410が動作して、発電機20により出力される電力を制御し、可能な限り高い組織コンダクタンス、および従って、可能な限り低い組織インピーダンスを、所定の手順の持続時間にわたって達成する。
ある実施形態において、時間遅延t1、t2、t3の持続時間、電力調節ΔP、ΔP、ΔP、ΔP、ΔPの量、電力調節ΔP、ΔP、ΔP、ΔP、ΔPが行われる割合、およびΔPにより増加させられ得る電力出力の最大レベルは、以下にさらに詳細に議論されるように、発電機20のユーザ入力および/またはソフトウェアベースのユーザインターフェースを介して、ユーザにより予め決定され得る。
外側ループ制御モジュール404は、内側ループ制御モジュール402の上に重ねられ、そして内側ループ制御モジュール402と同時に実行されて、発電機20のさらなる制御を提供し、所望の出力値または効果に達せさせる。外側ループ制御モジュール404は、高優先タスク420を利用して、組織特性(例えば、インピーダンス)が、ピークコンダクタンス範囲外またはいわゆる「ランナウェイ状態」まで上昇または低下することを防止する。起動の際に、センサモジュール22は、ベースラインインピーダンス値ZBASEを記録し、そしてこの値を、メモリ26への格納のために、制御器24に伝達する。高優先タスク420は、メモリ26に格納されたベースインピーダンスZBASEを処理し、そしてベースインピーダンスZBASEからの平均組織インピーダンスZAVEの偏差を時間の関数(例えば、dz/dt波形)として連続的に監視する。高優先タスク420は、これらの偏差を閾値インピーダンス値ZMAXと比較し、そして閾値ZMAXに違反する平均インピーダンスZAVEの増加に反対に作用するように、発電機20の出力電力を自動的に調節する。すなわち、サンプル時間枠にわたる平均組織インピーダンスZAVEの上昇が閾値ZMAXを超える場合、発電機20の出力電力は、制御器24により低下させられる。ある実施形態において、閾値インピーダンス値ZMAXは、いくらかの時間にわたる平均インピーダンスZAVEの変化(例えば、7秒間にわたる20Ωの平均変化)を検出することにより決定され得、そしてこの平均インピーダンスZAVEの変化を、メモリ26に格納されたベースインピーダンス値ZBASEと比較する。
図6Bは、閾値インピーダンス値ZMAXを超える平均組織インピーダンスZAVEの検出された上昇に基づく、自動的な電力調節のための、外側ループ制御モジュール404により制御される高優先タスク420を示す。高優先タスク420は、通常優先タスク410の上に重ねられ、そして通常優先タスク410と同時に実行される。具体的には、外側ループ制御モジュール404は、高優先タスク420を利用して、平均組織インピーダンスを時間の関数(例えば、dz/dt波形)として連続的に監視する。平均組織インピーダンスは、かなり短期間の時間(例えば、0.05秒間)にわたりサンプリングされる平均ピークインピーダンスZPEAKであり得る。ピークインピーダンスZPEAKの上昇が、ベースインピーダンスZBASEより高い所定のインピーダンス値ΔP(例えば、見かけ上20Ω)を超えるかまたは等しい場合、制御器24は、第五の調節ΔPを行って、出力される電力を低下させる。
ある実施形態において、ベースインピーダンスZBASEが決定される発電機20の出力レベル、インピーダンス値ΔP、および第五の調節ΔPは、以下により詳細に議論されるように、発電機20のユーザ入力および/またはソフトウェアベースのユーザインターフェースを介して、ユーザにより予め決定され得る。
ある実施形態において、外側ループ制御モジュール404は、低優先タスク430を利用して、発電機20により出力される電力を停止させて所定の組織処置を終了する時点を決定し得る。低優先タスク430は、発電機20により(例えば、鉗子10を介して)適用されるエネルギーと、組織部位から消失するエネルギーとの間に平衡が存在するという決定に基づく。低優先タスク430は、平均組織インピーダンスがその維持可能な最低レベルに達したか否か、およびかなりの期間にわたって有意な変化なしでそのレベルを維持するか否かを決定し得る。
図6Cを参照しながら、低優先タスク430が通常優先タスク410の上に重ねられ、そして通常優先タスク410と同時に実行されることが、以下に議論される。外側ループ制御モジュール404は、低優先タスク430を利用して、平均組織インピーダンスを時間の関数として(例えば、所定の手順の持続時間にわたって)連続的に監視する。具体的には、制御器24は、センサモジュール22から、現在の平均組織インピーダンス値ZAVEnを連続的に受信する。現在の平均組織インピーダンス値ZAVEnを処理する際に、低優先タスク430は、現在の組織インピーダンス値ZAVEnを、低優先タスク430を介して前の反復からメモリ26に格納された履歴組織インピーダンス値ZAVEn−1と比較する。その後、現在の平均組織インピーダンス値ZAVEnは、メモリ26に、履歴組織インピーダンス値ZAVEn−1として格納される。動作中に、発電機20の作動後の第四の遅延「t4」の終了の後に、低優先タスク430は、平均組織インピーダンスを特定の基準について監視する。この基準は、所定の処置が完了し、従って、電力出力が停止され得ることを示し得る。本開示の特定の実施形態において、この基準は、現在の組織インピーダンス値ZAVEnが、発電機20が作動した後の第五の時間遅延「t5」の持続時間にわたって、メモリ26に格納された履歴組織インピーダンス値ZAVEn−1と実質的に等しいことを決定することを包含し得る。これに応答して、発電機20は、第六の時間遅延「t6」の持続時間にわたって、電力を出力し続け得る。時間遅延t6の後に、発電機20は「オフ」にされ、そしてこの手順は停止される。低優先タスク430の特定の実施形態において、出力される電力は、第五の時間遅延t5の終了時に制御器24により即座に停止され得る。あるいは、出力は、ユーザにより(例えば、発電機20のユーザ入力および/またはソフトウェアベースのユーザインターフェースを介して)、所定のレベルまで制御器24により調節され得る。
ある実施形態において、時間遅延t4、t5、t6の持続時間は、以下により詳細に議論されるように、発電機20のユーザ入力および/またはソフトウェアベースのユーザインターフェースを介して、ユーザにより予め決定され得る。
本開示の実施形態によれば、インピーダンスの問合せは、単極反復フィルタリングを介して達成され得る。図7Aは、ソフトウェアシステム500を図示する。このソフトウェアシステムは、メモリ26に埋め込まれており、そしてマイクロプロセッサ25により実行される。このマイクロプロセッサは、通常優先タスク510、高優先タスク520、および低優先タスク530を利用して、時間の関数としての平均組織インピーダンスの変化に基づいて、発電機20の出力を制御する。システム500は、発電機20に実装され得、ここでこの方法を実施するための命令は、メモリ26に格納され、そしてマイクロプロセッサ25により実行される。各タスク510、520、530は、複数の単極反復インピーダンスフィルタから受信された平均されたインピーダンスデータを処理する。これらのフィルタは、センサモジュール22により送信された組織インピーダンスデータを連続的にフィルタリングし、そして/または平均する。
図示される実施形態において、8つのインピーダンスフィルタZf1〜Zf8が、ソフトウェアシステム500と組み合わせて使用される。インピーダンスフィルタZf1〜Zf8の各々は、以下のデータ平均式(1)と共に使用するためにフォーマットされ得る:
(1) ZfX=Zin×A+ZfXn−1×B
AおよびBは、時定数に関係し、そして発電機20の入力制御を介して、各特定のインピーダンスフィルタZfXについてユーザにより特定され得る。AおよびBを計算する場合、以下の式が使用され得る:
B=e^(−1/サンプル数);
A=1−B。
サンプルの割合もまた、ユーザによって、サンプルの数を計算するために特定され得る。式(1)において、Zinは、計算されたばかりの新しいインピーダンス値(例えば、ZRMS)であり、そしてZfXn−1は、Xにより特定されるフィルタ番号について、このループを通して前の反復からフィルタリングされたインピーダンスであり、そしてZfXは、Xにより特定されるフィルタ番号について、新たにフィルタリングされたインピーダンス値である。
ここで図7Bを参照すると、通常優先タスク510は、3つの状態(すなわち、初期設定状態550、実行状態560、およびピーク状態570)から構成される。初期設定状態550中に、電気外科手順が(例えば、フットペダルまたはハンドスイッチの押下により)作動され、そしてホストプロセッサ(例えば、マイクロプロセッサ5)が、複数のインピーダンスフィルタZf1〜Zf8を監視するために、ソフトウェア500を起動させる。状態550の起動の際に、第一のタイマー「T1」が、初期設定状態550と同時に実行されるように初期設定される。以下にさらに詳細に議論されるように、第一のタイマーT1は、ユーザにより(例えば、発電機20のユーザ入力および/またはソフトウェアベースのユーザインターフェースを介して)、ソフトウェアシステム500が状態550の間を、最初の起動から複数のインピーダンスフィルタの問合せまで待つ時間量として、設定され得る。
一旦オンにされると、発電機20は、電力のベースラインレベルPBASEで動作する。このベースラインレベルは、公称一定値であり得、この値において、RFエネルギーが所定の期間にわたって組織に適用される。PBASEでのRFエネルギーの適用は、正確なインピーダンスの読み取りを可能にする。この電力のベースラインレベルPBASEにおいて、センサモジュール22は、初期のベースラインインピーダンスZBASEを記録し、そしてこの値をメモリ26への格納のために制御器24に伝達する。一旦、ベースラインインピーダンスZBASEが記録されると、発電機20により出力される電力は、制御器24により初期レベルPINITまで変化させられる。ユーザは、発電機20により出力される電力が変化する割合、および発電機20が変化させられ得る電力の最大レベルPMAXを(例えば、発電機20のユーザ入力および/またはソフトウェアベースのユーザインターフェースを介して)特定することが可能であり得る。発電機20により出力される電力は、第一のタイマーT1が終了するまで、またはPMAXに達するまでのいずれかで、制御器24により変化させられる。
第一のタイマーT1の終了の際に、通常優先タスク510は、ベースラインインピーダンスZBASEをメモリ26に、インピーダンス値Zf1n−1として格納し、そして実行状態560に入る。一旦、実行状態560が初期設定されると、通常優先タスク510は、第二のタイマー「T2」を始動させる。この第二のタイマーは、実行状態560と同時に実行される。第二のタイマーT2は、ユーザによって(例えば、発電機20のユーザ入力および/またはソフトウェアベースのユーザインターフェースを介して)、通常優先タスク510が実行状態560において、インピーダンスデータを平均するために複数のインピーダンスフィルタを問い合わせる前の動作する時間量として、予め決定され得る。
さらに、ZBASEはまた、残りのインピーダンスフィルタZf2〜Zf8をプレロードするために使用される。インピーダンスフィルタのプレロードは、通常優先タスク510が初期設定状態510から実行状態550に滑らかに移行することを可能にする。以下でより詳細に議論されるように、タスク510、520および530は、インピーダンス参照を利用して、種々のタスクの状態の間をいつ移行するかを決定する。より具体的には、タスク510、520および530は、フィルタリングされたインピーダンス参照の間の比較に基づいて、種々の状態間を移行する。この比較は、インピーダンスフィルタZf1〜Zf8によりフィルタリングされる場合に、フィルタリングされたインピーダンスの所定の時間スナップショットにおいて取られたインピーダンス値の間の差(例えば、Zdelta)の決定であり得る。換言すれば、スナップショット間の時間の変化およびインピーダンスの変化は、状態移行を行うための変数として使用される。異なる時間応答を有する複数のインピーダンスフィルタZf1〜Zf8の使用は、スナップショット間のΔ時間およびΔインピーダンス閾値と共に、タスク510、520および530の応答時間の調整を可能にする。
インピーダンスフィルタZf1〜Zf8は、単極反復フィルタであるので、これらのフィルタは、1つの時定数が経過するまでの瞬時値の通常の遅れた値を正確には表さない。このことは、単極反復フィルタが2つのパラメータ(現在値および履歴値)を有するという事実に起因する。この履歴値は、前に計算されたインピーダンスであり、そして現在値は、新たに計算されたフィルタリングされたインピーダンスである。これらのフィルタが普通に初期設定される場合、履歴値はゼロまたは無である。なぜなら、測定されたインピーダンスを決定するための計算がなされていないからである。データがフィルタにより繰り返し処理される前に、フィルタリングされたデータが利用される場合、タスク510、520および530(これらは、フィルタリングされたインピーダンス測定値に基づいて状態決定を行う)は、遅れた時間を経験し得、そして/または正しくない決定を行い得る。このことは、フィルタがいずれの反復も通過していないという事実に起因する。換言すれば、フィルタが繰り返し反復する所定の時定数がまだ経過していない。その結果として、フィルタは、現在値でのみ動作し、そして反復処理が基づくべき履歴値を有さない。フィルタをプレロードすることは、最初の測定されたインピーダンスZBASEを、全てのインピーダンスフィルタZf1〜Zf8についての履歴値に割り当てることを包含する。
図7Bに示されるように、通常優先タスク510がベースラインインピーダンスZBASEを格納した後に、インピーダンスフィルタZf1〜Zf8は、これらのインピーダンスフィルタの各々に、履歴値としてZBASEを格納することによりプレロードされる。インピーダンスフィルタを最初の測定されたインピーダンス値でプレロードすることにより、これらのフィルタについての正確な初期定常状態値が提供される。インピーダンスフィルタのプレロードはまた、実行状態560(例えば、変化状態)に入る前に行われ得る。より具体的には、Zf2は、変化が開始する点で初期設定され得、そしてZf3およびZf4は、一旦ピーク状態570に入ったら初期設定され得る。インピーダンスフィルタのプレロードは、実行状態560中の実際のフィルタリングされたインピーンダンスの利用に起因して、実行状態560からピーク状態570への切れ目のない移行を提供する。
初期設定状態550から実行状態560に入る場合、ソフトウェアシステム500は、現在のフィルタリングされたインピーダンスZf2と前のフィルタリングされたインピーダンスZf1n−1との間の差を即座に計算し、そしてこの差を第一のインピーダンス参照Zdelta1と比較する。第一のインピーダンス参照Zdelta1は、前のフィルタリングされたインピーダンスZf1n−1から現在のフィルタリングされたインピーダンスZf2までの変化の量であり、これは、発電機20により出力される電力の増加または減少を引き起こすための閾値である。インピーダンス参照Zdelta1は、ユーザにより(例えば、発電機20のユーザ入力および/またはソフトウェアベースのユーザインターフェースを介して)予め決定され得る。
現在のフィルタリングされたインピーダンスZf2と前のフィルタリングされたインピーダンスZf1n−1との間の差がZdelta1以下である場合、制御器24は、第一の調節P1を行って、発電機20により出力される電力を増加させ、そして通常優先タスク510は、実行状態560に再び入る。実行状態560に再び入ると、ソフトウェアシステム500は、第二のタイマーT2を再開させ、そして第二のタイマーが終了するまで待ち、その後、フィルタリングされたインピーダンスデータについてインピーダンスフィルタZf1およびZf2を問い合わせる。
現在のフィルタリングされたインピーダンスZf2と前のフィルタリングされたインピーダンスZf1n−1との間の差がZdelta1より大きい場合、制御器24は、第一の調節P2を行って、発電機20により出力される電力を減少させ、そして通常優先タスク510は、ピーク状態570に入る。実行状態570に入ると、ソフトウェアシステム500は、以下により詳細に議論されるように、第三のタイマー「T3」を始動させる。
ある実施形態において、第三のタイマーT3の持続時間、第一の電力調節P1および第二の電力調節P2の量は、以下により詳細に議論されるように、ユーザによって、発電機20のユーザ入力および/またはソフトウェアベースのユーザインターフェースを介して、予め決定され得る。
実行状態560を出る際に、ソフトウェアシステム500は、現在のフィルタリングされたインピーダンス値Zf1をメモリ26に、前のフィルタリングされたインピーダンスZf1n−1として格納し、そしてフィルタリングされたインピーダンスZf3をメモリ26に、前のフィルタリングされたインピーダンスZf3n−1として格納する。すなわち、実行状態560を出る前に、実行状態560を通しての現在の反復中に決定された、現在のフィルタリングされたインピーダンスZf1およびZf3は、一旦、実行状態560に再び入ると(すなわち、一旦、実行状態560を通しての現在の反復がこの実行状態を通して前の反復になると)、それぞれ前のフィルタリングされたインピーダンスZf1n−1およびZf3n−1になる。
第三のタイマーT3は、ピーク状態570の初期設定と同時になるように、ピーク状態570と同時に実行されるように、ソフトウェアシステム500により初期状態にされる。一旦、第三のタイマーT3が終了すると、ソフトウェアシステム500は、現在のフィルタリングされたインピーダンスZf4と前のフィルタリングされたインピーダンスZf3n−1との間の差を計算し、そしてこの差を、第二のインピーダンス参照Zdelta2と比較する。第二のインピーダンス参照Zdelta2は、前のフィルタリングされたインピーダンスZf3n−1から現在のフィルタリングされたインピーダンスZf4までの変化の量であり、これは、出力される電力の増加または減少を引き起こすための閾値である。
現在のフィルタリングされたインピーダンスZf4と前のフィルタリングされたインピーダンスZf3n−1との間の差がZdelta2未満である場合、制御器24は、第三の調節P3を行って、電力出力を減少させ、そして通常優先タスク510は、実行状態560に再び入り、そしてソフトウェアシステム500は、第二のタイマーT2を再開させる。
現在のフィルタリングされたインピーダンスZf4と前のフィルタリングされたインピーダンスZf3n−1との間の差がZdelta2以下である場合、制御器24は、第四の調節P4を行って、電力出力を増加させ、そして通常優先タスク510は、実行状態560に再び入り、そしてソフトウェアシステム500は、第二のタイマーT2を再開させる。
ある実施形態において、第二のインピーダンス参照Zdelta2、ならびに第三の電力調節P3および第四の電力調節P4は、以下により詳細に議論されるように、ユーザによって、発電機20のユーザ入力および/またはソフトウェアベースのユーザインターフェースを介して、予め決定され得る。
ピーク状態570を出る際に、ソフトウェアシステム500は、現在のフィルタリングされたインピーダンスZf1をメモリ26に、前のフィルタリングされたインピーダンスZf1n−1として格納し、そして現在のフィルタリングされたインピーダンスZf3をメモリ26に、前のフィルタリングされたインピーダンスZf3n−1として格納する。
ある実施形態において、第一のタイマーT1、第二のタイマーT2、および第三のタイマーT3の持続時間、ならびに第一の電力調節P1および第二の電力調節P2の量は、以下により詳細に議論されるように、ユーザによって、発電機20のユーザ入力および/またはソフトウェアベースのユーザインターフェースを介して、予め決定され得る。
ここで図7Cを参照すると、高優先タスク520は、通常優先タスク510の上に重ねられ、そして通常優先タスク510と同時に実行されて、所望の出力値または効果に達するために、発電機20のさらなる制御を提供する。第四のタイマー「T4」は、高優先タスク520の初期設定と一致し、そして高優先タスク520と同時に実行されるように、ソフトウェア500により初期設定される。一旦、第四のタイマーT4が終了すると、ソフトウェアシステム500は、現在のフィルタリングされたインピーダンスZf6と前のフィルタリングされたインピーダンスZf5n−1との間の差を計算し、そしてこの差を、第三のインピーダンス参照Zdelta3と比較する。第三のインピーダンス参照Zdelta3は、前のフィルタリングされたインピーダンスZf5n−1から現在のフィルタリングされたインピーダンスZf6までの変化の量であり、これは、電力出力の減少を引き起こすための閾値である。この様式で、第三のインピーダンス参照Zdelta3は、閾値能力で動作して、起こり得る危険な状態(例えば、ランナウェイ状態)を防止し、そして連続した電力増加およびインピーダンス増加をもたらす。
現在のフィルタリングされたインピーダンスZf6と前のフィルタリングされたインピーダンスZf5n−1との間の差がZdelta3以上である場合、制御器24は、第五の調節P5を行って、電力出力を減少させ、そしてソフトウェアシステム500は、高優先タスク520に再び入り、そして第四のタイマーT2を再開させる。
現在のフィルタリングされたインピーダンスZf6と前のフィルタリングされたインピーダンスZf5n−1との間の差がZdelta3未満である場合、ソフトウェアシステム500は通常優先タスク510に入る。従って、通常優先タスク510は、第三の参照インピーダンスZdelta3の閾値と等しくないか、または超えない場合に、高優先タスク520から入られるのみである。
ある実施形態において、第四のタイマーT4の持続時間、第三のインピーダンス参照Zdelta3、ならびに第五の電力調節P5の量は、以下により詳細に議論されるように、ユーザによって、発電機20のユーザ入力および/またはソフトウェアベースのユーザインターフェースを介して、予め決定され得る。
低優先タスク530は、通常優先タスク510の上に重ねられ、そして高優先タスク520と通常優先タスク510との両方と同時に実行されて、一旦、所望の出力値または効果が達成されると、その手順を終了させるように、発電機20のさらなる制御を提供する。第五のタイマー「T5」は、脈管封止手順の初期設定と一致するように(例えば、フットペダルまたはハンドスイッチの押下による)、そしてこの脈管封止手順と同時に実行されるように、初期設定される。一旦、第五のタイマーT5が終了すると、ソフトウェアシステム500は、所望の組織効果を示す特定のインピーダンス状態が第六のタイマー「T6」の持続時間にわたって存在するか否かを連続的に問合せ、そしてこのような基準に適合する場合、これに従って、電力出力を停止するためのプロセスを開始させる。具体的には、ソフトウェアシステム500は、現在のフィルタリングされたインピーダンスZf8と前のフィルタリングされたインピーダンスZf7n−1との間の差を計算し、そしてこの差を、第四のインピーダンス参照Zdelta4と比較する。第四のインピーダンス参照Zdelta4は、前のフィルタリングされたインピーダンスZf7n−1から現在のフィルタリングされたインピーダンスZf8までの変化の量であり、これは、第七のタイマー「T7」を開始させ、この第七のタイマーの終了は、発電機20を遮断させ、そしてその手順を終結させる。
現在のフィルタリングされたインピーダンスZf8と前のフィルタリングされたインピーダンスZf7n−1との間の差の絶対値が、第六のタイマーT6の持続時間についてのインピーダンス参照Zdelta3以下である場合、第七のタイマーT7が開始される。さらに、低優先タスク530の終結状態535が誘発されて、一旦、上で議論された状態が第六のタイマーT6の持続時間にわたって満足されると、発電機20がどのように挙動するかをユーザが(例えば、発電機20のユーザ入力を介して)予め決定することを可能にする、複数の選択肢を提供する。終結状態535に関してユーザが利用可能な選択肢としては、発電機20が発電機20の現在の出力レベルで第七のタイマーT7の持続時間にわたって動作することを可能にすること、発電機20が第七のタイマーT7の持続時間にわたって動作する出力レベルを特定すること、および第七のタイマーT7が終了するまで低優先タスク530を続けることが挙げられる。
現在のフィルタリングされたインピーダンスZf8と前のフィルタリングされたインピーダンスZf7n−1との間の差の絶対値が、第六のタイマーT6の持続時間についてのインピーダンス参照Zdelta3以下である場合、ソフトウェアシステム500は、高優先タスク520および通常優先タスク530と同時に、低優先タスク530を実行し続ける。
ある実施形態において、第五のタイマーT5、第六のタイマーT6および第七のタイマーT7の持続時間、ならびに第四のインピーダンス参照Zdelta4は、以下により詳細に議論されるように、ユーザによって、発電機20のユーザ入力および/またはソフトウェアベースのユーザインターフェースを介して、予め決定され得る。
本開示の実施形態において、第八のタイマーT8は、ユーザにより(例えば、発電機20のユーザ入力および/またはソフトウェアベースのユーザインターフェースを介して)、所定の手順における発電機20の動作のための「マスター」タイマー(すなわち、手順全体の時間)として特定され得る。この構成において、発電機20は、終結状態535に入ったか否かにかかわらず、手順タイマーT8の終了時に遮断される。
ここで図8を参照すると、本開示のソフトウェアシステム500の実施形態と共に使用するためのソフトウェアベースのグラフィカルユーザインターフェース600が示されている。インターフェース600は、ソフトウェアシステム500を介して発電機20により出力される電力を制御するために、ユーザが(例えば、発電機20のユーザ入力を介して)特定の値を提供することを可能にするための、複数の編集可能なパラメータを含み得る。インターフェース600は、ユーザが本開示のソフトウェアシステム500を試験および/または確認することを可能にする。具体的には、インターフェース600は、図8に示されるように、通常優先インターフェース610、高優先インターフェース620、および低優先インターフェース630を含む、優先レベルおよび/またはタスクレベルにより組織化され得る。さらに、ユーザが種々の制御パラメータ(例えば、手順時間(例えば、第八のタイマーT8)、ならびにソフトウェアシステム500により実行されるべきファイルパスおよび/またはファイルの位置など)を特定することを可能にするために、制御インターフェース640が提供され得る。
通常優先インターフェース610は、所定の手順中の通常優先タスク510の挙動を予め決定するための特定のパラメータを提供するために、ユーザにより編集されるように構成される。通常優先インターフェース610は、3つのサブインターフェース(すなわち、初期設定状態インターフェース650、実行状態インターフェース660、およびピーク状態インターフェース670)に分割され、それぞれ、通常優先タスク510の3つの状態550、560、および570と一致し得る。インターフェース650、660、および670は、所定の手順中の通常優先タスク510の挙動をさらに予め決定するための特定のパラメータを提供するように、ユーザにより編集され得る。
ここでインターフェース650を参照すると、ユーザは、通常優先タスク510の初期設定状態550に関連するパラメータ(例えば、第一のタイマーT1の持続時間、ならびにPBASE、PINIT、PRATE、およびPMAXの電力レベル)を特定することが可能であり得る。インターフェース660を参照すると、ユーザは、通常優先タスク510の実行状態560に関連するパラメータ(例えば、第二のタイマーT2の持続時間、第一のインピーダンス参照Zdelta1、ならびに第一の電力調節P1および第二の電力調節P2の量)を特定することが可能であり得る。インターフェース670を参照すると、ユーザは、通常優先タスク510のピーク状態570に関連するパラメータ(例えば、第三のタイマーT3の持続時間、第二のインピーダンス参照Zdelta2、ならびに第三の電力調節P3および第四の電力調節P4の量)を特定することが可能であり得る。
高優先インターフェース620は、所定の手順中の高優先タスク520の挙動を予め決定するための特定のパラメータを提供するために、ユーザにより編集されるように構成される。具体的には、ユーザは、第四のタイマーT4の持続時間、第三のインピーダンス参照Zdelta3、および第五の電力調節P5などのパラメータを特定することが可能であり得る。
低優先インターフェース630は、所定の手順中の低優先タスク530の挙動を予め決定するための特定のパラメータを提供するために、ユーザにより編集されるように構成される。具体的には、ユーザは、第五のタイマーT5、第六のタイマーT6、および第七のタイマーT7の持続時間、ならびにインピーダンス参照Zdelta4などのパラメータを特定することが可能であり得る。さらに、低優先タスク530の終結状態535に関して、ユーザは、多数の選択肢(明白には図示せず)から選択して、一旦、終結状態535に入ると、第七のタイマーT7の持続時間にわたって発電機20がどのように挙動するか(例えば、第七のタイマーT7の終了の際に現在の出力レベルを通信する、所定の出力レベルに調節する、遮断される、など)を選択することが可能であり得る。
本開示の数個の実施形態が、図面に示され、そして/または本明細書中で議論されたが、本開示は、当該分野が可能にする程度まで範囲が広いこと、および本明細書はそのように読まれることが意図されるので、本開示は、これらの実施形態に限定されることを意図されない。従って、上記説明は、限定と解釈されるべきではなく、単に、特定の実施形態の例示と解釈されるべきである。当業者は、添付の特許請求の範囲の趣旨および範囲内で、他の改変を想定する。

Claims (4)

  1. 少なくとも2つの状態でエネルギーを出力するように構成された無線周波数出力と、
    少なくとも1つの組織特性を検出するように構成されたセンサモジュールと、
    該センサモジュールにより検出された該少なくとも1つの検出された組織特性の初期値を格納するように構成されたメモリと、
    該少なくとも1つの検出された組織特性を繰り返し処理することにより、該少なくとも1つの検出された組織特性の平均値を得るために少なくとも2つの反復フィルタリング動作を実行することと、エネルギーを初期レベルに変化させる前にベースラインレベルのエネルギーを組織に適用している間に検出される該少なくとも1つの検出された組織特性の初期値を該少なくとも2つの反復フィルタリング動作にプレロードすることとを行うように構成されたマイクロプロセッサであって、該マイクロプロセッサは、該無線周波数出力を制御することにより、該少なくとも2つの反復フィルタリング動作により得られた平均値の間の差に基づいて、該無線周波数出力がエネルギーを出力するように構成されている該少なくとも2つの状態の間で移行するようにさらに構成されている、マイクロプロセッサと
    を備える、電気外科発電機。
  2. 前記少なくとも2つの反復フィルタリング動作の各々が、履歴値および現在値を有する単極反復フィルタリング動作である、請求項1に記載の発電機。
  3. 前記マイクロプロセッサが、前記少なくとも1つの検出された組織特性の前記初期値を、前記少なくとも2つの反復フィルタリング動作の各々の前記履歴値としてロードするようにさらに構成されている、請求項2に記載の発電機。
  4. 前記マイクロプロセッサが、前記少なくとも2つの反復フィルタリング動作により得られた平均値の間の差を計算することと、該平均値の間の差と所定の閾値との比較に基づいて、前記無線周波数出力がエネルギーを出力するように構成されている前記少なくとも2つの状態のうちの1つの状態でエネルギーを出力することの間を移行することとを行うようにさらに構成されている、請求項1に記載の発電機。
JP2010004467A 2009-01-12 2010-01-12 エネルギー送達アルゴリズムフィルタのプレロード Active JP5675115B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/351,970 2009-01-12
US12/351,970 US8152802B2 (en) 2009-01-12 2009-01-12 Energy delivery algorithm filter pre-loading

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010158527A JP2010158527A (ja) 2010-07-22
JP5675115B2 true JP5675115B2 (ja) 2015-02-25

Family

ID=41692931

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010004467A Active JP5675115B2 (ja) 2009-01-12 2010-01-12 エネルギー送達アルゴリズムフィルタのプレロード

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8152802B2 (ja)
EP (1) EP2206472B1 (ja)
JP (1) JP5675115B2 (ja)
AU (1) AU2010200118B2 (ja)
CA (1) CA2689893A1 (ja)

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7137980B2 (en) 1998-10-23 2006-11-21 Sherwood Services Ag Method and system for controlling output of RF medical generator
US7044948B2 (en) 2002-12-10 2006-05-16 Sherwood Services Ag Circuit for controlling arc energy from an electrosurgical generator
JP2006525096A (ja) 2003-05-01 2006-11-09 シャーウッド・サービシーズ・アクチェンゲゼルシャフト 電気手術用発生器システムのプログラム及び制御を行う方法及びシステム
EP1676108B1 (en) 2003-10-23 2017-05-24 Covidien AG Thermocouple measurement circuit
US7396336B2 (en) 2003-10-30 2008-07-08 Sherwood Services Ag Switched resonant ultrasonic power amplifier system
US7947039B2 (en) 2005-12-12 2011-05-24 Covidien Ag Laparoscopic apparatus for performing electrosurgical procedures
CA2574934C (en) 2006-01-24 2015-12-29 Sherwood Services Ag System and method for closed loop monitoring of monopolar electrosurgical apparatus
US7651492B2 (en) 2006-04-24 2010-01-26 Covidien Ag Arc based adaptive control system for an electrosurgical unit
US20090076409A1 (en) * 2006-06-28 2009-03-19 Ardian, Inc. Methods and systems for thermally-induced renal neuromodulation
US7794457B2 (en) 2006-09-28 2010-09-14 Covidien Ag Transformer for RF voltage sensing
US8409186B2 (en) 2008-03-13 2013-04-02 Covidien Lp Crest factor enhancement in electrosurgical generators
US8257349B2 (en) 2008-03-28 2012-09-04 Tyco Healthcare Group Lp Electrosurgical apparatus with predictive RF source control
US8403924B2 (en) 2008-09-03 2013-03-26 Vivant Medical, Inc. Shielding for an isolation apparatus used in a microwave generator
US8377053B2 (en) 2008-09-05 2013-02-19 Covidien Lp Electrosurgical apparatus with high speed energy recovery
US8287529B2 (en) 2008-09-05 2012-10-16 Tyco Healthcare Group Lp Electrosurgical apparatus with high speed energy recovery
US8262652B2 (en) 2009-01-12 2012-09-11 Tyco Healthcare Group Lp Imaginary impedance process monitoring and intelligent shut-off
US9522039B2 (en) 2009-03-11 2016-12-20 Covidien Lp Crest factor enhancement in electrosurgical generators
US8932282B2 (en) * 2009-08-03 2015-01-13 Covidien Lp Power level transitioning in a surgical instrument
US8377054B2 (en) * 2009-09-24 2013-02-19 Covidien Lp Automatic control circuit for use in an electrosurgical generator
US8685015B2 (en) * 2009-09-24 2014-04-01 Covidien Lp System and method for multi-pole phase-shifted radio frequency application
US8610501B2 (en) 2009-11-16 2013-12-17 Covidien Lp Class resonant-H electrosurgical generators
US10039588B2 (en) * 2009-12-16 2018-08-07 Covidien Lp System and method for tissue sealing
US8454590B2 (en) * 2010-02-26 2013-06-04 Covidien Lp Enhanced lossless current sense circuit
US8668690B2 (en) 2010-06-03 2014-03-11 Covidien Lp Apparatus and method for optimal tissue separation
US8636730B2 (en) * 2010-07-12 2014-01-28 Covidien Lp Polarity control of electrosurgical generator
CN107007348B (zh) 2010-10-25 2019-05-31 美敦力Af卢森堡有限责任公司 用于神经调节治疗的估算及反馈的装置、系统及方法
EP2486883B1 (de) * 2011-02-14 2014-04-23 Erbe Elektromedizin GmbH Versorgungseinrichtung
US9033973B2 (en) 2011-08-30 2015-05-19 Covidien Lp System and method for DC tissue impedance sensing
US9037447B2 (en) * 2012-01-27 2015-05-19 Covidien Lp Systems and methods for phase predictive impedance loss model calibration and compensation
US9872719B2 (en) 2013-07-24 2018-01-23 Covidien Lp Systems and methods for generating electrosurgical energy using a multistage power converter
US9655670B2 (en) 2013-07-29 2017-05-23 Covidien Lp Systems and methods for measuring tissue impedance through an electrosurgical cable
US10433902B2 (en) 2013-10-23 2019-10-08 Medtronic Ardian Luxembourg S.A.R.L. Current control methods and systems
US10610292B2 (en) 2014-04-25 2020-04-07 Medtronic Ardian Luxembourg S.A.R.L. Devices, systems, and methods for monitoring and/or controlling deployment of a neuromodulation element within a body lumen and related technology
JP6481029B2 (ja) 2014-10-31 2019-03-13 メドトロニック・アドヴァンスド・エナジー・エルエルシー Rf生成器における漏れ電流を低減する電力監視回路および方法
US10350423B2 (en) 2016-02-04 2019-07-16 Cardiac Pacemakers, Inc. Delivery system with force sensor for leadless cardiac device
KR20220007884A (ko) 2019-05-09 2022-01-19 자이러스 에이씨엠아이, 인코포레이티드 디.비.에이. 올림푸스 써지컬 테크놀러지스 아메리카 전기수술 시스템 및 방법
CN112716594B (zh) * 2020-12-31 2022-08-12 杭州堃博生物科技有限公司 射频操作对象数据异常的保护方法、射频主机和存储介质

Family Cites Families (81)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE179607C (ja) 1906-11-12
DE390937C (de) 1922-10-13 1924-03-03 Adolf Erb Vorrichtung zur Innenbeheizung von Wannenoefen zum Haerten, Anlassen, Gluehen, Vergueten und Schmelzen
GB607850A (en) 1946-04-01 1948-09-06 William George Curwain Electric connectors
GB702510A (en) 1951-03-24 1954-01-20 Foxboro Co Improvements in temperature responsive instruments
GB855459A (en) 1958-04-11 1960-11-30 Keeler Optical Products Ltd Improvements in or relating to electro-surgical apparatus
DE1099658B (de) 1959-04-29 1961-02-16 Siemens Reiniger Werke Ag Selbsttaetige Einschaltvorrichtung fuer Hochfrequenzchirurgiegeraete
GB902775A (en) 1959-05-16 1962-08-09 Kathleen Zilla Rumble Improvements in or relating to electrical plugs
FR1275415A (fr) 1960-09-26 1961-11-10 Dispositif détecteur de perturbations pour installations électriques, notamment d'électrochirurgie
DE1139927B (de) 1961-01-03 1962-11-22 Friedrich Laber Hochfrequenz-Chirurgiegeraet
DE1149832C2 (de) 1961-02-25 1977-10-13 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Hochfrequenz-chirurgieapparat
FR1347865A (fr) 1962-11-22 1964-01-04 Perfectionnements aux appareils de diathermo-coagulation
DE1439302B2 (de) 1963-10-26 1971-05-19 Siemens AG, 1000 Berlin u 8000 München Hochfrequenz Chirurgiegerat
GB1480736A (en) 1973-08-23 1977-07-20 Matburn Ltd Electrodiathermy apparatus
FR2251864A1 (en) 1973-11-21 1975-06-13 Termiflex Corp Portable input and output unit for connection to a data processor - is basically a calculator with transmitter and receiver
DE2407559C3 (de) 1974-02-16 1982-01-21 Dornier System Gmbh, 7990 Friedrichshafen Wärmesonde
US4237887A (en) 1975-01-23 1980-12-09 Valleylab, Inc. Electrosurgical device
DE2504280C3 (de) 1975-02-01 1980-08-28 Hans Heinrich Prof. Dr. 8035 Gauting Meinke Vorrichtung zum Schneiden und/oder Koagulieren menschlichen Gewebes mit Hochfrequenzstrom
CA1064581A (en) 1975-06-02 1979-10-16 Stephen W. Andrews Pulse control circuit and method for electrosurgical units
DE2540968C2 (de) 1975-09-13 1982-12-30 Erbe Elektromedizin GmbH, 7400 Tübingen Einrichtung zum Einschalten des Koagulationsstroms einer bipolaren Koagulationspinzette
US4094320A (en) 1976-09-09 1978-06-13 Valleylab, Inc. Electrosurgical safety circuit and method of using same
FR2390968A1 (fr) 1977-05-16 1978-12-15 Skovajsa Joseph Dispositif de traitement local d'un patient, notamment pour acupuncture ou auriculotherapie
SU727201A2 (ru) 1977-11-02 1980-04-15 Киевский Научно-Исследовательский Институт Нейрохирургии Электрохирургический аппарат
US4200104A (en) * 1977-11-17 1980-04-29 Valleylab, Inc. Contact area measurement apparatus for use in electrosurgery
DE2803275C3 (de) 1978-01-26 1980-09-25 Aesculap-Werke Ag Vormals Jetter & Scheerer, 7200 Tuttlingen Fernschalteinrichtung zum Schalten eines monopolaren HF-Chirurgiegerätes
DE2823291A1 (de) 1978-05-27 1979-11-29 Rainer Ing Grad Koch Schaltung zur automatischen einschaltung des hochfrequenzstromes von hochfrequenz-koagulationsgeraeten
DE2946728A1 (de) 1979-11-20 1981-05-27 Erbe Elektromedizin GmbH & Co KG, 7400 Tübingen Hochfrequenz-chirurgiegeraet
JPS5778844A (en) 1980-11-04 1982-05-17 Kogyo Gijutsuin Lasre knife
DE3045996A1 (de) 1980-12-05 1982-07-08 Medic Eschmann Handelsgesellschaft für medizinische Instrumente mbH, 2000 Hamburg Elektro-chirurgiegeraet
FR2502935B1 (fr) 1981-03-31 1985-10-04 Dolley Roger Procede et dispositif de controle de la coagulation de tissus a l'aide d'un courant a haute frequence
DE3120102A1 (de) 1981-05-20 1982-12-09 F.L. Fischer GmbH & Co, 7800 Freiburg Anordnung zur hochfrequenzkoagulation von eiweiss fuer chirurgische zwecke
FR2517953A1 (fr) 1981-12-10 1983-06-17 Alvar Electronic Appareil diaphanometre et son procede d'utilisation
US4727874A (en) 1984-09-10 1988-03-01 C. R. Bard, Inc. Electrosurgical generator with high-frequency pulse width modulated feedback power control
FR2573301B3 (fr) 1984-11-16 1987-04-30 Lamidey Gilles Pince chirurgicale et son appareillage de commande et de controle
DE3510586A1 (de) 1985-03-23 1986-10-02 Erbe Elektromedizin GmbH, 7400 Tübingen Kontrolleinrichtung fuer ein hochfrequenz-chirurgiegeraet
DE3604823C2 (de) 1986-02-15 1995-06-01 Lindenmeier Heinz Hochfrequenzgenerator mit automatischer Leistungsregelung für die Hochfrequenzchirurgie
EP0246350A1 (de) 1986-05-23 1987-11-25 Erbe Elektromedizin GmbH. Koagulationselektrode
US4931047A (en) 1987-09-30 1990-06-05 Cavitron, Inc. Method and apparatus for providing enhanced tissue fragmentation and/or hemostasis
DE68925215D1 (de) 1988-01-20 1996-02-08 G2 Design Ltd Diathermiegerät
GB8801177D0 (en) 1988-01-20 1988-02-17 Goble N M Diathermy unit
DE3904558C2 (de) 1989-02-15 1997-09-18 Lindenmeier Heinz Automatisch leistungsgeregelter Hochfrequenzgenerator für die Hochfrequenz-Chirurgie
DE3909327A1 (de) 1989-03-17 1990-09-20 Schering Ag Neue leukotrien-b4-derivate, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung als arzneimittel
DE58908600D1 (de) 1989-04-01 1994-12-08 Erbe Elektromedizin Einrichtung zur Überwachung der Applikation von Neutralelektroden bei der Hochfrequenzchirurgie.
DE3942998C2 (de) 1989-12-27 1998-11-26 Delma Elektro Med App Elektrochirurgisches Hochfrequenzgerät
DE4205213A1 (de) 1992-02-20 1993-08-26 Delma Elektro Med App Hochfrequenzchirurgiegeraet
WO1994010922A1 (en) 1992-11-13 1994-05-26 Ep Technologies, Inc. Cardial ablation systems using temperature monitoring
US5348554A (en) 1992-12-01 1994-09-20 Cardiac Pathways Corporation Catheter for RF ablation with cooled electrode
JP2995374B2 (ja) * 1993-02-26 1999-12-27 日本電気エンジニアリング株式会社 周波数別agc回路
JPH06317603A (ja) * 1993-03-11 1994-11-15 Yazaki Corp 周波数変換装置
JPH0779996A (ja) * 1993-08-20 1995-03-28 Ep Technol Inc 組織のインピーダンスをモニタしながら組織を切除する装置及び方法
US6210403B1 (en) 1993-10-07 2001-04-03 Sherwood Services Ag Automatic control for energy from an electrosurgical generator
DE4339049C2 (de) 1993-11-16 2001-06-28 Erbe Elektromedizin Einrichtung zur Konfiguration chirurgischer Systeme
WO1996038094A1 (en) * 1995-05-31 1996-12-05 Nuvotek Ltd. Electrosurgical cutting and coagulation apparatus
US6186147B1 (en) * 1996-05-30 2001-02-13 Nuvotek Limited Method for electrosurgical tissue cutting and coagulation
US5931836A (en) * 1996-07-29 1999-08-03 Olympus Optical Co., Ltd. Electrosurgery apparatus and medical apparatus combined with the same
DE19643127A1 (de) 1996-10-18 1998-04-23 Berchtold Gmbh & Co Geb Hochfrequenzchirurgiegerät und Verfahren zu dessen Betrieb
DE19717411A1 (de) 1997-04-25 1998-11-05 Aesculap Ag & Co Kg Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung der thermischen Belastung des Gewebes eines Patienten
US5838558A (en) 1997-05-19 1998-11-17 Trw Inc. Phase staggered full-bridge converter with soft-PWM switching
WO1999017672A1 (en) * 1997-10-06 1999-04-15 Somnus Medical Technologies, Inc. Electro-surgical instrument with a graphical user interface
US6537272B2 (en) 1998-07-07 2003-03-25 Medtronic, Inc. Apparatus and method for creating, maintaining, and controlling a virtual electrode used for the ablation of tissue
DE19848540A1 (de) 1998-10-21 2000-05-25 Reinhard Kalfhaus Schaltungsanordnung und Verfahren zum Betreiben eines Wechselrichters
US7137980B2 (en) 1998-10-23 2006-11-21 Sherwood Services Ag Method and system for controlling output of RF medical generator
US6203541B1 (en) 1999-04-23 2001-03-20 Sherwood Services Ag Automatic activation of electrosurgical generator bipolar output
US6696844B2 (en) * 1999-06-04 2004-02-24 Engineering & Research Associates, Inc. Apparatus and method for real time determination of materials' electrical properties
GB9913652D0 (en) * 1999-06-11 1999-08-11 Gyrus Medical Ltd An electrosurgical generator
GB0002607D0 (en) 2000-02-05 2000-03-29 Smiths Industries Plc Cable testing
US6989010B2 (en) * 2001-04-26 2006-01-24 Medtronic, Inc. Ablation system and method of use
US7223264B2 (en) * 2002-08-21 2007-05-29 Resect Medical, Inc. Thermal coagulation of tissue during tissue resection
CA2505727A1 (en) * 2002-11-13 2004-05-27 Artemis Medical, Inc. Devices and methods for controlling initial movement of an electrosurgical electrode
EP1684654B1 (en) 2003-10-30 2014-11-12 Covidien AG Automatic control system for an electrosurgical generator
US7300435B2 (en) * 2003-11-21 2007-11-27 Sherwood Services Ag Automatic control system for an electrosurgical generator
DE102004026179B4 (de) * 2004-05-14 2009-01-22 Erbe Elektromedizin Gmbh Elektrochirurgisches Instrument
DE102004041681A1 (de) * 2004-08-20 2006-02-23 Celon Ag Medical Instruments Vorrichtung zum elektrochirurgischen Veröden von Körpergewebe
DE102004054575A1 (de) * 2004-11-11 2006-05-24 Erbe Elektromedizin Gmbh Regelung für ein HF-Chirurgiegerät
US9474564B2 (en) * 2005-03-31 2016-10-25 Covidien Ag Method and system for compensating for external impedance of an energy carrying component when controlling an electrosurgical generator
US20070282320A1 (en) 2006-05-30 2007-12-06 Sherwood Services Ag System and method for controlling tissue heating rate prior to cellular vaporization
US20090076409A1 (en) 2006-06-28 2009-03-19 Ardian, Inc. Methods and systems for thermally-induced renal neuromodulation
WO2008011575A1 (en) 2006-07-20 2008-01-24 Medtronic, Inc. Transmural ablation systems and methods
US7799020B2 (en) * 2006-10-02 2010-09-21 Conmed Corporation Near-instantaneous responsive closed loop control electrosurgical generator and method
WO2008070562A1 (en) 2006-12-06 2008-06-12 Boston Scientific Limited Tissue ablation using pulse modulated radio frequency energy
WO2008114448A1 (ja) * 2007-03-20 2008-09-25 Fujitsu Limited 音声認識システム、音声認識プログラムおよび音声認識方法
US8496653B2 (en) * 2007-04-23 2013-07-30 Boston Scientific Scimed, Inc. Thrombus removal

Also Published As

Publication number Publication date
US8152802B2 (en) 2012-04-10
AU2010200118B2 (en) 2013-08-15
EP2206472B1 (en) 2014-07-16
US20100179535A1 (en) 2010-07-15
JP2010158527A (ja) 2010-07-22
EP2206472A1 (en) 2010-07-14
CA2689893A1 (en) 2010-07-12
AU2010200118A1 (en) 2010-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5675115B2 (ja) エネルギー送達アルゴリズムフィルタのプレロード
JP5649106B2 (ja) 組織の電気伝導率対温度曲線上の固定点を維持することに基づく、医療デバイス用のエネルギー送達アルゴリズム
JP5537959B2 (ja) 医療デバイス用のエネルギー送達アルゴリズム
JP5619428B2 (ja) エネルギー送達アルゴリズムインピーダンス傾向の適合
JP5680858B2 (ja) 医療デバイス用のエネルギー送達アルゴリズム
US8486061B2 (en) Imaginary impedance process monitoring and intelligent shut-off

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20121113

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131025

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131112

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140107

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140509

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140723

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20141212

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20141224

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5675115

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250