JP5746816B2 - 電気外科用発電器における波高率の向上 - Google Patents
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Description
この出願は、本明細書において参考として援用されるRobert Behnkeらによる2008年3月13日出願の「CREST FACTOR ENHANCEMENT IN ELECTROSURGICAL GENERATORS」と題される米国仮出願第61/036,323号に対する優先権の利益を主張する。
本開示は、電気外科用の、装置、システム、および方法に関する。さらに詳細には、本開示は、電気外科用発電器における無線周波数(RF)波形の波高率を向上および/または維持することに関する。
電気外科用発電器であって、
コントローラであって、
少なくとも1つの第1の制御パルスと、少なくとも1つの第1のリセットパルスとを含む第1のパルス列と、
少なくとも1つの第2の制御パルスと、少なくとも1つの第2のリセットパルスとを含む第2のパルス列と
を生成するように構成され、
該少なくとも1つの第1の制御パルスと、該少なくとも1つの第2の制御パルスとは、非同期であり、そして、該少なくとも1つの第1のリセットパルスと、該少なくとも1つの第2のリセットパルスとは、同期である、コントローラと、
第1の切り替え要素と、第2の切り替え要素とを含むRF出力ステージであって、該少なくとも1つの第1の制御パルスと、該少なくとも1つの第2の制御パルスとは、不連続のRF波形を生成ために、該第1の切り替え要素と該第2の切り替え要素とを非同期で作動させるように構成されており、該少なくとも1つの第1のリセットパルスと、該少なくとも1つの第2のリセットパルスとは、それぞれ、該第1の切り替え要素と該第2の切り替え要素とを同期で作動させることにより、該RF出力ステージをリセットするように構成されている、RF出力ステージと
を備えている、電気外科用発電器。
上記少なくとも1つの第1のリセットパルスは、上記少なくとも1つの第1の制御パルスに続き、そして、上記少なくとも1つの第2のリセットパルスは、上記少なくとも1つの第2の制御パルスに続く、項目1に記載の電気外科用発電器。
上記不連続のRF波形の波高率を決定し、そして、該波高率に基づいて、上記複数の第1のリセットパルスと上記複数の第2のリセットパルスとのそれぞれの少なくとも1つの特性を調節するように構成された波高率検出回路をさらに備えている、項目1に記載の電気外科用発電器。
上記少なくとも1つの特性は、パルス幅、周波数、およびデューティサイクルからなる群から選択される、項目3に記載の電気外科用発電器。
上記RF出力ステージは、非シングルエンド変圧器をさらに含む、項目1に記載の電気外科用発電器。
上記変圧器は、フルブリッジ式トポロジで構成されている、項目5に記載の電気外科用発電器。
上記変圧器は、プッシュプル式トポロジで構成されている、項目5に記載の電気外科用発電器。
上記変圧器は、一次巻き線と、二次巻き線とを含み、該一次巻き線は、上記第1の切り替え要素と、上記第2の切り替え要素とを含む、項目5に記載の電気外科用発電器。
上記一次巻き線は、抵抗負荷に結合された第3の切り替え要素をさらに含む、項目8に記載の電気外科用発電器。
上記コントローラは、第3の制御パルスを含む第3のパルス列を生成するように構成され、該第3の制御パルスは、上記RF出力ステージに蓄積された残りのエネルギーを制動するために、上記第1の切り替え要素および上記第2の切り替え要素の停止の間に上記第3の切り替え要素を作動させるように構成されている、項目9に記載の電気外科用発電器。
電気外科手術を行うためのシステムであって、
第1のパルス列を生成するための手段であって、該第1のパルス列は、少なくとも1つの第1の制御パルスと、少なくとも1つの第1のリセットパルスとを含む、手段と、
第2のパルス列を生成するための手段であって、該第2のパルス列は、少なくとも1つの第2の制御パルスと、少なくとも1つの第2のリセットパルスとを含み、該少なくとも1つの第1の制御パルスと、該少なくとも1つの第2の制御パルスとは、非同期であり、そして、該少なくとも1つの第1のリセットパルスと、該少なくとも1つの第2のリセットパルスとは、同期である、手段と、
該少なくとも1つの第1の制御パルス列と、該少なくとも1つの第2の制御パルス列とをRF出力ステージに供給するための手段であって、該RF出力ステージは、第1の切り替え要素と第2の切り替え要素とを有する、手段と、
該複数の非同期の第1の制御パルスと、該複数の非同期の第2の制御パルスとに応答して、不連続のRF波形を生成するために、該第1の切り替え要素と該第2の切り替え要素とを非同期で作動させるための手段と、
該少なくとも1つの第1のリセットパルスと、該少なくとも1つの第2のリセットパルスとに応答して、該RF出力ステージをリセットするために、該第1の切り替え要素と該第2の切り替え要素とを同期で作動させるための手段と
を備えている、システム。
上記不連続のRF波形の波高率を決定するための手段をさらに備えている、項目11に記載のシステム。
上記波高率に基づいて、上記複数の第1のリセットパルスと上記複数の第2のリセットパルスとのそれぞれの少なくとも1つの特性を調節するための手段をさらに備えている、項目12に記載のシステム。
上記少なくとも1つの特性は、パルス幅、周波数、およびデューティサイクルからなる群から選択される、項目13に記載のシステム。
第3の切り替え要素を制御するための第3の制御パルスを含む第3のパルス列を生成するための手段をさらに備えている、項目14に記載のシステム。
上記RF出力ステージに蓄積された残りのエネルギーを制動するために、上記第1の切り替え要素および上記第2の切り替え要素の停止の間に上記第3の切り替え要素を作動させるための手段をさらに備えている、項目15に記載のシステム。
電気外科手術を行うためのシステムであって、
所望の波高率に基づいて、不連続のRF波形を生成するために、第1の制御パルスと第2の制御パルスとを提供するための手段と、
該不連続のRF波形の実際の波高率を決定するための手段と、
該所望の波高率を該実際の波高率と比較するための手段と、
該実際の波高率を調節するために、第1のリセットパルスの少なくとも1つの特性と、第2のリセットパルスの少なくとも1つの特性とを調節するための手段であって、該第1のリセットパルスと、該第2のリセットパルスとは、RF出力ステージをリセットし、それにより、該所望の波高率を維持するように構成されている、手段と
を備えている、システム。
上記第1のリセットパルスと上記第2のリセットパルスとのそれぞれの上記少なくとも1つの特性は、該第1のリセットパルスと上記第1の制御パルスとの間の時間差と、該第2のリセットパルスと上記第2の制御パルスとの間の時間差とのそれぞれである、項目17に記載のシステム。
上記第1のリセットパルスと上記第2のリセットパルスとのそれぞれの上記少なくとも1つの特性は、該第1のリセットパルスおよび該第2のリセットパルスの作動の持続時間である、項目17に記載のシステム。
上記第1のリセットパルスの少なくとも1つの特性と、上記第2のリセットパルスの少なくとも1つの特性とを調節するための手段は、該少なくとも1つの第1のリセットパルスの周波数、期間、およびデューティサイクルのうちの少なくとも1つを調節するための手段を含む、項目17に記載のシステム。
上記第1のリセットパルスの少なくとも1つの特性と、上記第2のリセットパルスの少なくとも1つの特性とを調節するための手段は、該少なくとも1つの第2のリセットパルスの周波数、期間、およびデューティサイクルのうちの少なくとも1つを調節するための手段を含む、項目17に記載のシステム。
上記少なくとも1つの第1のリセットパルスの少なくとも1つの特性と、上記少なくとも1つの第2のリセットパルスの少なくとも1つの特性とは、同じである、項目17に記載のシステム。
上記所望の波高率は、発電器によって自動的に設定される、項目17に記載のシステム。
上記所望の波高率は、ユーザによって手動で設定される、項目17に記載のシステム。
電気外科手術を行うための方法であって、該方法は、
第1のパルス列を生成するステップであって、該第1のパルス列は、少なくとも1つの第1の制御パルスと、少なくとも1つの第1のリセットパルスとを含む、ステップと、
第2のパルス列を生成するステップであって、該第2のパルス列は、少なくとも1つの第2の制御パルスと、少なくとも1つの第2のリセットパルスとを含み、該少なくとも1つの第1の制御パルスと、該少なくとも1つの第2の制御パルスとは、非同期であり、そして、該少なくとも1つの第1のリセットパルスと、該少なくとも1つの第2のリセットパルスとは、同期である、ステップと、
該少なくとも1つの第1の制御パルス列と、該少なくとも1つの第2の制御パルス列とをRF出力ステージに供給するためのステップであって、該RF出力ステージは、第1の切り替え要素と第2の切り替え要素とを有する、ステップと、
該複数の非同期の第1の制御パルスと、該複数の非同期の第2の制御パルスとに応答して、不連続のRF波形を生成するために、該第1の切り替え要素と該第2の切り替え要素とを非同期で作動させるステップと、
該少なくとも1つの第1のリセットパルスと、該少なくとも1つの第2のリセットパルスとに応答して、該RF出力ステージをリセットするために、該第1の切り替え要素と該第2の切り替え要素とを同期で作動させるステップと
を包含する、方法。
上記不連続のRF波形の波高率を決定するステップをさらに包含する、項目11aに記載の電気外科手術を行うための方法。
上記波高率に基づいて、上記複数の第1のリセットパルスと上記複数の第2のリセットパルスとのそれぞれの少なくとも1つの特性を調節するステップをさらに包含する、項目12aに記載の電気外科手術を行う方法。
上記少なくとも1つの特性は、パルス幅、周波数、およびデューティサイクルからなる群から選択される、項目13aに記載の電気外科手術を行う方法。
第3の切り替え要素を制御するための第3の制御パルスを含む第3のパルス列を生成するためのステップをさらに包含する、項目14aに記載の電気外科手術を行う方法。
上記RF出力ステージに蓄積された残りのエネルギーを制動するために、上記第1の切り替え要素および上記第2の切り替え要素の停止の間に上記第3の切り替え要素を作動させるためのステップをさらに包含している、項目15aに記載の電気外科手術を行う方法。
電気外科手術を行うための方法であって、該方法は、
所望の波高率に基づいて、不連続のRF波形を生成するために、第1の制御パルスと第2の制御パルスとを提供するステップと、
該不連続のRF波形の実際の波高率を決定するステップと、
該所望の波高率を該実際の波高率と比較するステップと、
該実際の波高率を調節するために、第1のリセットパルスの少なくとも1つの特性と、第2のリセットパルスの少なくとも1つの特性とを調節するステップであって、該第1のリセットパルスと、該第2のリセットパルスとは、RF出力ステージをリセットし、それにより、該所望の波高率を維持するように構成されている、ステップと
を包含している、方法。
上記第1のリセットパルスと上記第2のリセットパルスとのそれぞれの上記少なくとも1つの特性は、該第1のリセットパルスと上記第1の制御パルスとの間の時間差と、該第2のリセットパルスと上記第2の制御パルスとの間の時間差とのそれぞれである、項目17aに記載の電気外科手術を行うための方法。
上記第1のリセットパルスと上記第2のリセットパルスとのそれぞれの上記少なくとも1つの特性は、該第1のリセットパルスおよび該第2のリセットパルスの作動の持続時間である、項目17aに記載の電気外科手術を行うための方法。
上記第1のリセットパルスの少なくとも1つの特性と、上記第2のリセットパルスの少なくとも1つの特性とを調節するためのステップは、該少なくとも1つの第1のリセットパルスの周波数、期間、およびデューティサイクルのうちの少なくとも1つを調節することを含む、項目17aに記載の電気外科手術を行うための方法。
上記第1のリセットパルスの少なくとも1つの特性と、上記第2のリセットパルスの少なくとも1つの特性とを調節するためのステップは、該少なくとも1つの第2のリセットパルスの周波数、期間、およびデューティサイクルのうちの少なくとも1つを調節することを含む、項目17aに記載の電気外科手術を行うための方法。
上記少なくとも1つの第1のリセットパルスの少なくとも1つの特性と、上記少なくとも1つの第2のリセットパルスの少なくとも1つの特性とは、同じである、項目17aに記載の電気外科手術を行うための方法。
上記所望の波高率は、発電器によって自動的に設定される、項目17aに記載の電気外科手術を行う方法。
上記所望の波高率は、ユーザによって手動で設定される、項目17aに記載の電気外科手術を行う方法。
本開示は、電気外科用発電器に関し、該電気外科用発電器は、少なくとも1つの第1の制御パルスと、少なくとも1つの第1のリセットパルスとを有する第1のパルス列を生成するように構成されたコントローラを含む。コントローラはまた、少なくとも1つの第2の制御パルスと、少なくとも1つの第2のリセットパルスとを有する第2のパルス列を含む。第1の制御パルスと、第2の制御パルスとは、非同期であり、そして、リセットパルスは、同期である。電気外科用発電器はまた、RF出力ステージを含み、該RF出力ステージは、第1の切り替え要素と第2の切り替え要素とを含む。制御パルスは、不連続のRF波形を生成するために、第1の切り替え要素と第2の切り替え要素とをそれぞれ、非同期で作動させるように構成されている。
(1)CF=VPEAK/VRMS
非対称的な波形に関して、波高率は、ピークピーク間電圧とRMS電圧の2倍との比として定義される。
(2)CF=V(PEAK−PEAK)/2*VRMS
電気外科用発電器は、中断ステージまたは一時休止ステージの間の、主に過度なリンギングに起因して、高い波高率の波形を生成することが困難である。RF波形におけるリンギングは、高いインピーダンスの負荷の際に、特に過度なものになる。これは、波形のRMSの増加に起因して生じ、そして、このことが、上記の式(2)に見られるように波高率を減少させる。望ましくないリンギングが、除去されたときには、波形のRMSが減少し、その結果、波高率を増加させる(例えば、波高率を維持する)。
(3)ICF=IPEAK/IRMS
次に、電流値が、(RF波形の波高率と同様に)波高率検出回路23によって使用されて、「電流」波高率を決定する。
Claims (18)
- 電気外科用発電器であって、
コントローラであって、
少なくとも1つの第1の制御パルスと少なくとも1つの第1のリセットパルスとを含む第1のパルス列と、
少なくとも1つの第2の制御パルスと少なくとも1つの第2のリセットパルスとを含む第2のパルス列と
を生成するように構成され、
該少なくとも1つの第1の制御パルスと該少なくとも1つの第2の制御パルスとは、非同期であり、該少なくとも1つの第1のリセットパルスと該少なくとも1つの第2のリセットパルスとは、同期である、コントローラと、
一次巻き線と二次巻き線とを含む変圧器と、該一次巻き線の第1の端と第1の接地とに結合された第1の切り替え要素と、該一次巻き線の第2の端と第2の接地とに結合された第2の切り替え要素と、該一次巻き線に結合されたDC電源とを含むRF出力ステージであって、該少なくとも1つの第1の制御パルスと該少なくとも1つの第2の制御パルスとが、該第1の切り替え要素と該第2の切り替え要素とを非同期で作動させることにより、該変圧器を横切る不連続のRF波形を生成し、かつ、該少なくとも1つの第1のリセットパルスと該少なくとも1つの第2のリセットパルスとが、それぞれ、該第1の切り替え要素と該第2の切り替え要素とを同期で作動させることにより、該第1の切り替え要素を介して該一次巻き線を該第1の接地に短絡させ、該第2の切り替え要素を介して該一次巻き線を該第2の接地に短絡させることによって、該RF出力ステージをリセットするように、該コントローラは、該少なくとも1つの第1の制御パルスと該少なくとも1つの第2の制御パルスと該少なくとも1つの第1のリセットパルスと該少なくとも1つの第2のリセットパルスとを生成するように構成されている、RF出力ステージと
を備えている、電気外科用発電器。 - 前記少なくとも1つの第1のリセットパルスは、前記少なくとも1つの第1の制御パルスに続き、前記少なくとも1つの第2のリセットパルスは、前記少なくとも1つの第2の制御パルスに続く、請求項1に記載の電気外科用発電器。
- 前記不連続のRF波形の波高率を決定し、該波高率に基づいて、前記複数の第1のリセットパルスと前記複数の第2のリセットパルスとのそれぞれの少なくとも1つの特性を調節するように構成された波高率検出回路をさらに備えている、請求項1に記載の電気外科用発電器。
- 前記少なくとも1つの特性は、パルス幅、周波数、デューティサイクルからなる群から選択される、請求項3に記載の電気外科用発電器。
- 前記変圧器は、フルブリッジ式トポロジで構成されている、請求項1に記載の電気外科用発電器。
- 前記変圧器は、プッシュプル式トポロジで構成されている、請求項1に記載の電気外科用発電器。
- 電気外科手術を行うためのシステムであって、
第1のパルス列を生成するための手段であって、該第1のパルス列は、少なくとも1つの第1の制御パルスと少なくとも1つの第1のリセットパルスとを含む、手段と、
第2のパルス列を生成するための手段であって、該第2のパルス列は、少なくとも1つの第2の制御パルスと少なくとも1つの第2のリセットパルスとを含み、該少なくとも1つの第1の制御パルスと該少なくとも1つの第2の制御パルスとは、非同期であり、該少なくとも1つの第1のリセットパルスと該少なくとも1つの第2のリセットパルスとは、同期である、手段と、
該少なくとも1つの第1の制御パルス列と該少なくとも1つの第2の制御パルス列とをRF出力ステージに供給するための手段であって、該RF出力ステージは、一次巻き線と二次巻き線とを含む変圧器と、該一次巻き線の第1の端と第1の接地とに結合された第1の切り替え要素と、該一次巻き線の第2の端と第2の接地とに結合された第2の切り替え要素と、該一次巻き線に結合されたDC電源とを有し、該RF出力ステージは、該複数の非同期の第1の制御パルスと該複数の非同期の第2の制御パルスとに応答して、該第1の切り替え要素と該第2の切り替え要素とを非同期で作動させることにより、不連続のRF波形を生成するように構成されている、手段と、
該少なくとも1つの第1のリセットパルスと該少なくとも1つの第2のリセットパルスとに応答して、該第1の切り替え要素と該第2の切り替え要素とを同期で作動させることにより、該第1の切り替え要素を介して該一次巻き線を該第1の接地に短絡させ、該第2の切り替え要素を介して該一次巻き線を該第2の接地に短絡させることによって、該RF出力ステージをリセットするための手段と
を備えている、システム。 - 前記不連続のRF波形の波高率を決定するための手段をさらに備えている、請求項7に記載のシステム。
- 前記波高率に基づいて、前記複数の第1のリセットパルスと前記複数の第2のリセットパルスとのそれぞれの少なくとも1つの特性を調節するための手段をさらに備えている、請求項8に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの特性は、パルス幅、周波数、デューティサイクルからなる群から選択される、請求項9に記載のシステム。
- 電気外科手術を行うためのシステムであって、
一次巻き線と二次巻き線とを含む変圧器と、該一次巻き線の第1の端と第1の接地とに結合された第1の切り替え要素と、該一次巻き線の第2の端と第2の接地とに結合された第2の切り替え要素と、該一次巻き線に結合されたDC電源とを含むRF出力ステージと、
第1の制御パルスと第2の制御パルスとを提供することにより、所望の波高率に基づいて不連続のRF波形を生成することを該RF出力ステージに行わせるための手段と、
該不連続のRF波形の実際の波高率を決定するための手段と、
該所望の波高率と該実際の波高率とを比較するための手段と、
第1のリセットパルスの少なくとも1つの特性と第2のリセットパルスの少なくとも1つの特性とを調節することにより、該実際の波高率を調節するための手段であって、該第1のリセットパルスと該第2のリセットパルスとは、該第1の切り替え要素と該第2の切り替え要素とを同期で作動させることにより、該第1の切り替え要素を介して該一次巻き線を該第1の接地に短絡させ、該第2の切り替え要素を介して該一次巻き線を該第2の接地に短絡させることによって、該RF出力ステージがリセットされるようにし、これにより、該所望の波高率を維持する、手段と
を備えている、システム。 - 前記第1のリセットパルスと前記第2のリセットパルスとのそれぞれの前記少なくとも1つの特性は、該第1のリセットパルスと前記第1の制御パルスとの間の時間差と該第2のリセットパルスと前記第2の制御パルスとの間の時間差とのそれぞれである、請求項11に記載のシステム。
- 前記第1のリセットパルスと前記第2のリセットパルスとのそれぞれの前記少なくとも1つの特性は、該第1のリセットパルスおよび該第2のリセットパルスの作動の持続時間である、請求項11に記載のシステム。
- 第1の制御パルスと第2の制御パルスとを提供するための前記手段は、所望の波高率に基づいて、不連続のRF波形を生成することを前記RF出力ステージに行わせるために、第1の複数の周期的なリセットパルスを提供するための手段を含み、
前記第1のリセットパルスの少なくとも1つの特性と前記第2のリセットパルスの少なくとも1つの特性とを調節するための前記手段は、該第1の複数の周期的なリセットパルスの周波数、期間、デューティサイクルのうちの少なくとも1つを調節するための手段を含む、請求項11に記載のシステム。 - 第1の制御パルスと第2の制御パルスとを提供するための前記手段は、所望の波高率に基づいて、不連続のRF波形を生成することを前記RF出力ステージに行わせるために、第2の複数の周期的なリセットパルスを提供するための手段を含み、
前記第1のリセットパルスの少なくとも1つの特性と前記第2のリセットパルスの少なくとも1つの特性とを調節するための前記手段は、該第2の複数の周期的なリセットパルスの周波数、期間、デューティサイクルのうちの少なくとも1つを調節するための手段を含む、請求項11に記載のシステム。 - 前記少なくとも1つの第1のリセットパルスの少なくとも1つの特性の値と前記少なくとも1つの第2のリセットパルスの少なくとも1つの特性の値とは、同じである、請求項11に記載のシステム。
- 前記所望の波高率は、発電器へのユーザ入力に基づいて、該発電器によって自動的に決定され設定される、請求項11に記載のシステム。
- 前記所望の波高率は、ユーザによって手動で設定される、請求項11に記載のシステム。
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