JP6018008B2 - アークエネルギー脈管凝固制御を用いる電気外科手術の単極装置 - Google Patents

Description

（背景）
技術分野
本開示は、電気外科手術ジェネレータを動作させるための電気外科手術システムおよび方法に関する。特に、本開示は、単極のリアルタイムアークエネルギー脈管凝固を制御するためのシステム、方法および装置に関する。

（関連技術の背景）
電気外科手術は、組織を切断し、切除し、または凝固させるために、外科手術部位への高無線周波数の電流の適用を伴う。単極の外科手術において、ソースまたはアクティブ電極は、無線周波数エネルギーを電気外科手術ジェネレータから組織へ送達し、リターン電極は、電流をジェネレータに運び戻す。単極の外科手術において、ソース電極は、一般的に、外科医によって保持され、かつ、治療されるべき組織に適用される外科手術器具の一部分である。患者リターン電極は、電流をジェネレータに運び戻すために、アクティブ電極から離れて設置される。

双極の外科手術において、手持ちの器具の電極のうちの一方は、アクティブ電極として機能し、もう一方は、リターン電極として機能する。リターン電極は、電気回路が２つの電極（例えば、電気外科手術鉗子）の間に形成されるように、アクティブ電極のすぐ近く設置される。このように、適用される電流は、電極の間に位置決めされた身体組織に限定される。電極が互いに対して十分に分離される場合、電気回路は、開放であり、従って、分離された電極のいずれかとの身体組織の不用意な接触は、電流の流れを阻む。

双極の電気外科手術は、概して鉗子の使用を伴う。鉗子は、そのジョーの間の機械的動作によって、脈管または組織を把持し、クランプ締め、そして収縮させるプライヤー状の器具である。いわゆる「開放的鉗子」は、通常に開放の外科手術処置において使用され、その一方で、「内視鏡的鉗子」または「腹腔鏡的鉗子」は、名前が暗示するように、より少ない侵襲性内視鏡外科手術処置のために使用される。電気外科手術鉗子（開放的または内視鏡的）は、機械的クランプ締め動作および電気エネルギーを利用し、クランプ締めされた組織に止血をもたらす。鉗子は、電気外科手術エネルギーをクランプ締めされた組織に適用する電気外科手術の伝導性表面を含む。伝導性プレートを通じて組織に適用された電気外科手術エネルギーの強度、周波数および持続期間を制御することによって、外科医は、組織を凝固させ、焼灼し、そして／または密封することが可能である。

組織または脈管の密封は、組織においてコラーゲン、エラスチンおよび基質を液化するプロセスであり、それによって、それらは、対向する組織構造の間に顕著に減少された境界を有する融合した塊に再形成する。焼灼は、組織を破壊するための熱の使用を伴い、凝固は、組織を乾燥するプロセスであり、組織細胞が破裂および乾燥される。

組織密封処置は、効率的な密封を生成するために、単に組織を焼灼または凝固することより多くのことを伴い、処置は、さまざまなファクターの精密な制御を伴う。例えば、脈管または組織に正確な密封を与えるために、２つの主な機械的パラメータ（組織に適用される圧力および電極間のギャップ距離（すなわち、対向するジョー部材または対向する密封表面間の距離））が精確に制御されなければならないことが決定されている。加えて、電気外科手術エネルギーは、効率的な脈管密封の生成を確実にするために、制御された状態下で組織に適用されなければならない。

上に要点を述べられた電気外科手術処置は、フィードバックベースの制御システムにおいて、さまざまな組織およびエネルギーのパラメータを利用し得る。組織へのエネルギーの送達を向上させる継続的ニーズがある。

（要約）
本開示の一局面に従って、電気外科手術エネルギーを送達するためのシステムが提供される。システムは、少なくとも１つの電極を含む電気外科手術器具と、電気外科手術器具に結合された電気外科手術ジェネレータとを含む。電気外科手術ジェネレータは、電気外科手術エネルギーを生成するように構成された出力ステージと、出力ステージに結合されたコントローラとを含み、コントローラは、少なくとも１つの電極と組織との間のアークを生成するために、所定の電力レベルで電気外科手術エネルギーを出力することと、アークが生成されると、アークを持続させるために、所定の電流レベルで電気外科手術エネルギーを出力することとを行うように出力ステージを制御するように構成されている。

本開示の別の局面に従って、電気外科手術ジェネレータは、組織特性またはエネルギー特性のうちの少なくとも１つを測定するように構成されたセンサーをさらに含む。

本開示のさらなる局面に従って、コントローラは、センサーに結合され、組織特性またはエネルギー特性のうちの少なくとも１つに応答して、電力制御モードと電流制御モードとの間で切り替えるように構成されており、電力制御モード中、出力ステージは、少なくとも１つの電極と組織との間にアークを生成するために、所定の電力レベルで電気外科手術エネルギーを送達し、電流制御モード中、出力ステージは、アークが生成されると、アークを持続させるために、所定の電流レベルで電気外科手術エネルギーを送達する。

本開示の別の局面に従って、電気外科手術エネルギーを送達するためのシステムが提供される。システムは、少なくとも１つの電極を含む電気外科手術器具と、電気外科手術器具に結合された電気外科手術ジェネレータとを含む。電気外科手術ジェネレータは、電気外科手術エネルギーを生成するように構成された出力ステージと、組織特性またはエネルギー特性のうちの少なくとも１つを測定するように構成されたセンサーと、出力ステージおよびセンサーに結合されたコントローラとを含み、コントローラは、組織特性またはエネルギー特性のうちの少なくとも１つに応答して、電力制御モードと電流制御モードとの間で切り替えるように構成されており、電力制御モード中、出力ステージは、少なくとも１つの電極と組織との間にアークを生成するために、所定の電力レベルで電気外科手術エネルギーを送達し、電流制御モード中、出力ステージは、アークが生成されると、アークを持続させるために、所定の電流レベルで電気外科手術エネルギーを送達する。

任意の前述の局面に従って、センサーは、組織に適用された電圧を測定ようにさらに構成され得、コントローラは、電圧が所定の電圧閾値より下にあるか否かを決定するように構成され得る。

さらなる局面において、コントローラは、電圧が所定の電圧閾値より下にあることに応答して、電流制御モードを維持するように構成されている。

本開示のさらなる局面に従って、組織特性またはエネルギー特性のうちの少なくとも１つは、インピーダンス、二乗平均平方根電圧、平均電圧、瞬間電圧、電流、電力、二乗平均平方根電流、平均電流、瞬間電流、二乗平均平方根電力、平均電力、瞬間電力、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。

電気外科手術エネルギーを送達する方法も本開示によって予期される。方法は、電力制御モード中、少なくとも１つの電極の間にアークを生成するために、所定の電力レベルで電気外科手術エネルギーを送達することと、電流制御モード中、アークが生成されると、アークを持続させるために、所定の電流レベルで電気外科手術エネルギーを送達することとを含む。

他の局面において、方法は、組織特性またはエネルギー特性のうちの少なくとも１つを測定することをさらに含む。

さらなる局面において、方法は、組織特性またはエネルギー特性のうちの少なくとも１つに応答して、電力制御モードと電流制御モードとの間で切り替えることをさらに含む。

方法は、組織に適用された電圧を測定し、かつ、電圧が所定の電圧閾値より下にあるか否かを決定することと、電圧が所定の電圧閾値より下にあることに応答して、電流制御モードを維持することとも含む。

例えば、本発明は、以下の項目を提供する。
（項目１）
電気外科手術エネルギーを送達するためのシステムであって、該システムは、
少なくとも１つの電極を含む電気外科手術器具と、
該電気外科手術器具に結合された電気外科手術ジェネレータと
を含み、
該電気外科手術ジェネレータは、
電気外科手術エネルギーを生成するように構成された出力ステージと、
該出力ステージに結合されたコントローラと
を含み、
該コントローラは、該少なくとも１つの電極と組織との間のアークを生成するために、所定の電力レベルで電気外科手術エネルギーを出力することと、該アークが生成されると、該アークを持続させるために、所定の電流レベルで電気外科手術エネルギーを出力することとを行うように該出力ステージを制御するように構成されている、システム。
（項目２）
上記電気外科手術ジェネレータは、組織特性またはエネルギー特性のうちの少なくとも１つを測定するように構成されたセンサーをさらに含む、上記項目に記載のシステム。
（項目３）
上記組織特性または上記エネルギー特性のうちの少なくとも１つは、インピーダンス、二乗平均平方根電圧、平均電圧、瞬間電圧、電流、電力、二乗平均平方根電流、平均電流、瞬間電流、二乗平均平方根電力、平均電力、瞬間電力、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目４）
上記コントローラは、上記センサーに結合されており、該コントローラは、上記組織特性または上記エネルギー特性のうちの少なくとも１つに応答して、電力制御モードと電流制御モードとの間で切り替えるように構成されており、該電力制御モード中、上記出力ステージは、上記少なくとも１つの電極と組織との間にアークを生成するために、上記所定の電力レベルで電気外科手術エネルギーを送達し、該電流制御モード中、該出力ステージは、上記アークが生成されると、該アークを持続させるために、上記所定の電流レベルで電気外科手術エネルギーを送達する、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目５）
上記センサーは、上記組織に適用された電圧を測定するようにさらに構成されており、上記コントローラは、該電圧が所定の電圧閾値より下にあるか否かを決定するように構成されている、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目６）
上記コントローラは、上記電圧が上記所定の電圧閾値より下にあることに応答して、電流制御モードを維持するように構成されている、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目７）
電気外科手術エネルギーを送達するためのシステムであって、該システムは、
少なくとも１つの電極を含む電気外科手術器具と、
該電気外科手術器具に結合された電気外科手術ジェネレータと
を含み、
該電気外科手術ジェネレータは、
電気外科手術エネルギーを生成するように構成された出力ステージと、
組織特性またはエネルギー特性のうちの少なくとも１つを測定するように構成されたセンサーと、
該出力ステージおよび該センサーに結合されたコントローラと
を含み、
該コントローラは、該組織特性または該エネルギー特性のうちの少なくとも１つに応答して、電力制御モードと電流制御モードとの間で切り替えるように構成されており、該電力制御モード中、該出力ステージは、該少なくとも１つの電極と組織との間にアークを生成するために、所定の電力レベルで電気外科手術エネルギーを送達し、該電流制御モード中、該出力ステージは、該アークが生成されると、該アークを持続させるために、所定の電流レベルで電気外科手術エネルギーを送達する、システム。
（項目８）
上記センサーは、上記組織に適用された電圧を測定ようにさらに構成されており、上記コントローラは、該電圧が所定の電圧閾値より下にあるか否かを決定するように構成されている、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目９）
上記コントローラは、上記電圧が上記所定の電圧閾値より下にあることに応答して、電流制御モードを維持するように構成されている、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目１０）
上記組織特性または上記エネルギー特性のうちの少なくとも１つは、インピーダンス、二乗平均平方根電圧、平均電圧、瞬間電圧、電流、電力、二乗平均平方根電流、平均電流、瞬間電流、二乗平均平方根電力、平均電力、瞬間電力、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、上記項目のいずれかに記載のシステム。
（項目１１）
電気外科手術エネルギーを送達する方法であって、該方法は、
電力制御モード中、少なくとも１つの電極の間にアークを生成するために、所定の電力レベルで電気外科手術エネルギーを送達することと、
電流制御モード中、該アークが生成されると、該アークを持続させるために、所定の電流レベルで電気外科手術エネルギーを送達することと
を含む、方法。
（項目１２）
組織特性またはエネルギー特性のうちの少なくとも１つを測定することをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１３）
上記組織特性または上記エネルギー特性のうちの少なくとも１つに応答して、上記電力制御モードと上記電流制御モードとの間で切り替えることをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１４）
上記組織特性または上記エネルギー特性のうちの少なくとも１つは、インピーダンス、二乗平均平方根電圧、平均電圧、瞬間電圧、電流、電力、二乗平均平方根電流、平均電流、瞬間電流、二乗平均平方根電力、平均電力、瞬間電力、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１５）
上記組織に適用されている電圧を測定し、該電圧が所定の電圧閾値より下にあるか否かを決定することをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１６）
上記電圧が上記所定の電圧閾値より下にあることに応答して、上記電流制御モードを維持することをさらに含む、上記項目のいずれかに記載の方法。

（摘要）
電気外科手術エネルギーを送達するためのシステムが提供される。システムは、少なくとも１つの電極を含む電気外科手術器具と、電気外科手術器具に結合された電気外科手術ジェネレータとを含む。電気外科手術ジェネレータは、電気外科手術エネルギーを生成するように構成された出力ステージと、出力ステージに結合されたコントローラとを含み、コントローラは、少なくとも１つの電極と組織との間のアークを生成するために、所定の電力レベルで電気外科手術エネルギーを出力することと、アークが生成されると、アークを持続させるために、所定の電流レベルで電気外科手術エネルギーを出力することとを行うように出力ステージを制御するように構成されている。

本開示のさまざまな実施形態は、図面を参照して本明細書において説明される。

図１は、本開示に従う電気外科手術システムの実施形態の概略的ブロックダイヤグラムである。 図２は、本開示に従う電気外科手術ジェネレータの前面図である。 図３は、本開示に従う図２の電気外科手術ジェネレータの概略的ブロックダイヤグラムである。 図４は、本開示に従う方法のフローチャートである。

本開示の特定の実施形態は、添付の図面を参照して本明細書の以下に説明される。以下の説明において、周知の機能または構造は、不必要な詳細で本開示を分かりにくくすることを防ぐために、詳細に説明されていない。

本開示に従うジェネレータは、単極および／双極の（脈管密封処置を含む）電気外科手術処置を行い得る。ジェネレータは、さまざまな電気外科手術器具（例えば、単極器具、リターン器具、双極電気外科手術鉗子、フートスイッチ等）とインターフェース接続するための複数の出力を含み得る。さらに、ジェネレータは、さまざまな電気外科手術モード（例えば、切断、混合、分割等）および処置（例えば、単極、双極、脈管密封）に特に適する無線周波数エネルギーを生成するように構成された電気回路網を含む。実施形態において、ジェネレータは、一体型の電気外科手術装置を提供する電気外科手術器具に内蔵、統合、または他の方法で結合され得る。

図１は、本開示に従う双極および単極の電気外科手術システム１の概略的例示である。システム１は、患者の組織を処置するための１つ以上のアクティブ電極３（例えば、電気外科手術切断プローブ、切除電極等）を有する１つ以上の単極の電気外科手術器具２を含み得る。電気外科手術エネルギーは、ジェネレータ２００のアクティブ端子２３０（図３）に接続されている供給ライン４を介してジェネレータ２００によって供給され、器具２が組織を凝固させ、切除し、そして／または他の方法で処置することを可能にする。エネルギーは、リターン電極６を通って、リターンライン８を介して、ジェネレータ２００のリターン端子２３２（図３）においてジェネレータ２００に戻される。システム１は、患者上に配置されている複数のリターン電極６を含み得、患者との全体の接触面積を最大にすることによって組織損傷の可能性を最小にする。加えて、ジェネレータ２００およびリターン電極６は、いわゆる「組織−患者」接触を監視して、組織損傷の可能性をさらに最小にするために、電極と組織との間に十分な接触が存在することを確実にするように構成され得る。

システム１は、患者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手術鉗子１０も含み得る。電気外科手術鉗子１０は、ハウジング１１と、シャフト１２の遠位端部に配置された対向するジョー部材１３および１５と含む。ジョー部材１３および１５は、それぞれ、その中に配置された１つ以上のアクティブ電極１４と、リターン電極１６とを有する。アクティブ電極１４およびリターン電極１６は、ケーブル１８を通じてジェネレータ２００に接続され、ケーブル１８は、アクティブ端子２３０およびリターン端子２３２（図３）のそれぞれに結合された供給ライン４およびリターンライン８を含む。電気外科手術鉗子１０は、ケーブル１８の端部に配置されたプラグを介して、アクティブ端子２３０およびリターン端子２３２への接続（例えば、ピン）を有するコネクにおいてジェネレータ２００に結合され、プラグは、以下により詳細に議論されるように、供給ライン４およびリターンライン８からの接続を含む。

図２を参照してジェネレータ２００の前面２４０が示される。ジェネレータ２００は、任意の適切な種類（例えば、電気外科手術、マイクロ波等）であり得、さまざまな種類の電気外科手術器具（例えば、電気外科手術鉗子１０等）に順応するための複数のコネクタ２５０〜２６２を含み得る。コネクタ２５０〜２６２は、器具のプラグまたはケーブルにまたはその中に符号化され、または他の方法で記録された識別情報を読み取ること（例えば、スキャンすること、復号すること等）が可能であるさまざまな検出デバイスを含み得る。コネクタ２５０〜２６２は、特定の器具の動作パラメータに対するプラグに記録された情報を復号するように構成され、ジェネレータ２００が、接続された器具に基づいて、エネルギー送達設定をプリセットすることを可能にする。実施形態において、データは、プラグに結合され、またはプラグ内に統合され得る、バーコード、電気コンポーネント（例えば、抵抗器、キャパシタ等）、ＲＦＩＤチップ、マグネット、非一時的なストレージ（例えば、不発揮性メモリ、ＥＥＰＲＯＭ等）で符号化され得る。対応する検出デバイスは、バーコードリーダー、電気センサー、ＲＦＩＤリーダー、ホール効果センサー、メモリリーダー等、およびデータを復号するように構成された任意の他の適切なデコーダーを含み得るが、それらに限定されない。

ジェネレータ２００は、さまざまな出力情報（例えば、強度設定、処置完了インジケータ等）をユーザーに提供するための１つ以上の表示スクリーン２４２、２４４、２４６を含む。スクリーン２４２、２４４、２４６の各々は、対応するコネクタ２５０〜２６２に関連付けられている。ジェネレータ２００は、ジェネレータ２００を制御するための適切な入力制御（例えば、ボタン、アクチベータ、スイッチ、タッチスクリーン等）を含む。表示スクリーン２４２、２４４、２４６は、電気外科手術器具（例えば、電気外科手術鉗子１０等）のための対応するメニューを表示するタッチスクリーンとしても構成されている。次に、ユーザーは、対応するメニューオプションを単にタッチすることによって入力を調節する。

スクリーン２４２は、単極出力を制御し、デバイスが、コネクタ２５０および２５２に接続されている。コネクタ２５０は、単極電気外科手術器具（例えば、電気外科手術ペンシル）に結合するように構成され、コネクタ２５２は、フートスイッチ（示されていない）に結合するように構成されている。フートスイッチは、追加の入力（ジェネレータ２００の複製入力）を提供する。スクリーン２４４は、単極および双極出力を制御し、デバイスが、コネクタ２５６および２５８に接続されている。コネクタ２５６は、他の単極器具に結合するように構成されている。コネクタ２５８は、双極器具（示されていない）に結合するように構成されている。

スクリーン２４６は、コネクタ２６０および２６２内に差し込まれ得る鉗子１０によって行われる双極密封処置を制御する。ジェネレータ２００は、鉗子１０によって把持された組織を密封することに適するエネルギーをコネクタ２６０および２６２を通じて出力する。特に、スクリーン２４６は、ユーザーがユーザー規定の強度設定を入力することを可能にするユーザーインターフェースを出力する。ユーザー規定の設定は、ユーザーが１つ以上のエネルギー送達パラメータ（例えば、電力、電流、電圧、エネルギー等）、または密封パラメータ（例えば、圧力、密封期間等）を調節することを可能にする任意の設定であり得る。ユーザー規定の設定は、コントローラ２２４に伝送され、コントローラ２２４において、設定がメモリ２２６内に保存され得る。実施形態において、強度設定は、１から１０まで、または１から５までのような数目盛りであり得る。実施形態において、強度設定は、ジェネレータ２００の出力曲線に関連付けられ得る。強度設定は、利用される鉗子１０の各々に対して指定的であり得、その結果、さまざまな器具は、ユーザーに、鉗子１０に対応する指定の強度目盛りを提供する。

図３は、電気外科手術エネルギーを出力するように構成されたジェネレータ２００の概略的ブロックダイヤグラムを示す。ジェネレータ２００は、コントローラ２２４、電源２２７、および出力ステージ２２８を含む。電源２２７は、ＡＣ供給源（例えば、線間電圧）に接続し、高電圧ＤＣ電力を出力ステージ２２８に提供する直流高電圧電源であり、次に、出力ステージ２２８は、高電圧ＤＣ電力を処置エネルギー（例えば、超音波、電気外科手術、またはマイクロ波）に変換し、エネルギーをアクティブ端子２３０に送達し得る。エネルギーは、リターン端子２３２を介して出力ステージ２２８に戻される。出力ステージ２２８は、ジェネレータ２００が、指定のデューティーサイクル、ピーク電圧、クレストファクター等を有する対応する波形を出力する間、複数のモードで動作するように構成されている。別の実施形態において、ジェネレータ２００は、他の種類の適切な電源トポロジーに基づき得る。

コントローラ２２４は、メモリ２２６に動作可能に接続されたプロセッサ２２５を含み、メモリ２２６は、一時的なタイプのメモリ（例えば、ＲＡＭ）および／または非一時的なタイプのメモリ（例えば、フラッシュメディア、ディスクメディア等）を含み得る。プロセッサ２２５は、出力ポートを含み、出力ポートは、電源２２７および／または出力ステージ２２８に動作可能に接続され、プロセッサ２２５が、開および／または閉の制御ループ方式に従ってジェネレータ２００の出力を制御することを可能にする。当業者は、プロセッサ２２５が、本明細書において議論される計算および／または命令の集合を実行する任意の論理プロセッサ（例えば、制御回路）によって代替され得ることを認識する。

閉ループ制御方式は、フィードバック制御ループであり、フィードバック制御ループにおいて、複数のセンサーは、さまざまな組織およびエネルギー特性（例えば、組織インピーダンス、組織温度、出力電力、電流および／または電圧等）を測定し、フィードバックをコントローラ２２４に提供する。次に、コントローラ２２４は、電源２２７および／または出力ステージ２２８に信号を送り、次に、それらは、それぞれ、ＤＣおよび／または電源を調節する。コントローラ２２４は、ジェネレータ２００、器具２および／または鉗子１０の入力制御からの入力信号も受信する。コントローラ２２４は、ジェネレータ２００によって出力される電力を調節するために入力信号を利用し、そして／またはコントローラ２２４で他の制御機能を実行する。

本開示に従うジェネレータ２００は、ＲＦ電流センサー２７０およびＲＦ電圧センサー２８０を含む。ＲＦ電流センサー２７０は、アクティブ端子２３０に結合され、出力ステージ２２８によって供給されたＲＦ電流の測定を提供する。ＲＦ電圧センサー２８０は、アクティブ端子２３０およびリターン端子２３２に結合され、出力ステージ２２８によって供給されたＲＦ電圧の測定を提供する。実施形態において、ＲＦ電流センサー２７０およびＲＦ電圧センサー２８０は、それぞれ、アクティブリード２２８ａおよびリターンリード２２８ｂに結合され、アクティブリード２２８ａおよびリターンリード２２８ｂは、それぞれ、アクティブ端子２３０およびリターン端子２３２を出力ステージ２２８に相互接続し得る。ＲＦ電流センサー２７０およびＲＦ電圧センサー２８０は、それぞれ、感知されたＲＦ電圧および電流信号をコントローラ２２４に提供し、次に、コントローラ２２４は、感知されたＲＦ電圧および電流信号に応答して、電源２２７および／または出力ステージ２２８の出力を調節し得る。ジェネレータ２００のさまざまなコンポーネント、すなわち、出力ステージ２２８、ＲＦ電流センサー２７０およびＲＦ電圧センサー２８０は、プリント回路基板（ＰＣＢ）上に配置され得る。

本開示は、外科手術部位へのＲＦベースのエネルギー送達の間に、リアルタイムアークエネルギー脈管凝固制御を有する電気外科手術ジェネレータ２００を提供する。特に、ジェネレータ２００は、アーク空間の長さおよびアークインピーダンスにおける単極アークエネルギーの変動を補償することによって、外科手術部位に送達されるアークエネルギーを制御するように構成されている。これは、アークインピーダンスがインピーダンスの実質的変動を引き起こす脈管ブリーダーおよび他の組織のタイプへの意図されたエネルギー送達を変化および増大させることに起因して、組織部位における送達されるエネルギーの損失を最小にする。本明細書において使用されるように、用語「ブリーダー」は、治療部位に血液を供給する任意の組織構造（例えば、静脈、動脈等）を指す。

本開示に従うジェネレータ２００は、アークエネルギー制御を通じて痂皮および過剰組織乾燥の熱的損傷も最小にし、その一方で、脈管および器官構造（例えば、動脈、静脈、肝臓、および他の脈管組織構造）において灌流脈管ブリーダーの止血制御を達成する。

従来の電気外科手術エネルギー源は、送達されるアークエネルギーを補償することなしに、脈管ブリーダーの単極凝固を達成する。特に、ＲＦベースのエネルギーの従来の単極の適用は、変化する空間アーク長さおよびアークインピーダンスの変動を補償することなしに、低デューティーサイクル、高電圧ＲＦ波形を用いて定電力制御のみが適用される。これらの変動は、ブリーダーへの外科手術器具の外科医の操作による組織と電極との間の距離における変化に起因する。結果として、脈管ブリーダーを密封する治療エネルギーが不利に影響され、それによって組織の乾燥および凝固の量に影響を与える。

従来のジェネレータにおいて、定電力制御の使用は、アークを開始するために高電圧を設定するが、前述のように、アークの距離が変化するにつれてアークインピーダンスも変化する。空間アーク長さの変動は、アークインピーダンスを増大させ、電力制御下のブリーダーに送達される電流を低下させる。そして、より小さい送達される電流は、ブリーダー凝固にとって必要とされる組織に送達される電力およびエネルギーを減少させる。増大された空間アーク長さは、結果としてアークを消滅させることおよび組織ブリーダー部位へのエネルギー損失をもたらし得る。逆に、ユーザーが器具を組織ブリーダーへより近く操作するにつれて空間アーク長さの変化は、アークインピーダンスを減少させ、それによって定電力制御下で送達されるＲＦ電流を増大させる。送達されるＲＦ電流の増大は、結果としてブリーダー凝固に対して送達される組織電力の増大をもたらし、潜在的な過剰痂皮および組織乾燥の熱的損傷をもたらす。従って、効率的凝固をもたらすエネルギー送達を最大にすると同時に、痂皮の形成を最小にするために、脈管痂皮へのエネルギー送達を制御することが望ましい。

本開示は、アークインピーダンスの変動、および電極と脈管ブリーダーとの間の距離を補償するために、電力、電流および電圧制御の組み合わせを用いて適用されるＲＦベースのアークエネルギーを制御するためのシステムおよび方法を提供する。最初に、ＲＦ電力は、アークを開始するのに十分な電圧を有する所望のレベルに設定される。ジェネレータ２００は、アークインピーダンスまたは空間アーク長さの変動から独立して、単極作動コマンド中のアークを持続させるために、電力制御から電流制御へ動的、かつリアルタイムで切り替えるようにさらに構成されている。ジェネレータ２００は、プリセットの電力および電圧制御値に切り替え、改善される乾燥および低減される痂皮の形成のための脈管ブリーダーに送達されたエネルギーの向上された制御を送達し、その一方で、外科手術処置の間に脈管および器官構造の止血を達成するようにも構成されている。

本開示は、リアルタイムアルゴリズムを用いて単極アークエネルギー脈管凝固を制御するためのシステムおよび方法も提供する。アルゴリズムは、メモリ２２６内に格納されたコンピュータ読み取り可能なソースコードとして実装され、アークインピーダンスの変動と、脈管ブリーダーへの外科医空間の器具の近位距離とを補償するために、電力、電流および電圧の組み合わせを用いて、適用されるＲＦベースのアークエネルギーのプロセッサ制御によって実行可能であり得る。

ユーザーは、所望の電気外科手術設定（例えば、電力、電圧、電流、デューティーサイクル等）を設定することによって、ジェネレータ２００の動作を開始する。設定は、一定な強度設定に組み合わせられ、従って、それは、それらの値のうちの１つ以上の値を調節する。処置が開始されると、ジェネレータ２００は、アークを生成するために、電力制御を用いてエネルギーを出力する。特に、コントローラ２２４は、アクティブ電極と組織との間のアークを生成するために、その間、所定の電力レベルで電気外科手術エネルギーを送達するように出力ステージ２２８にコントローラ２２４が信号を送る電力制御モードに応答して、電気外科手術波形を出力するように出力ステージ２２８に信号を送る。動作中、センサー２７０および２８０は、組織および／またはエネルギー特性を連続的に測定し、測定値をコントローラ２２４に提供する。測定された特性は、インピーダンス、電圧、電流、電力、時間期間、瞬間値、平均値、二乗平均平方根値、およびそれらの組み合わせを含むが、それらに限定されない。それらの測定値に基づいて、コントローラ２２４は、アークを持続させるために、その間、所定の電流、または動的に調節された電流で電気外科手術エネルギーを送達するように出力ステージ２２８にコントローラ２２４が信号を送る電流制御モードに切り替えるか否かを決定する。

図４は、本開示に従う、ＲＦエネルギーの送達を制御するための方法を例示する。ステップ４００において、ジェネレータ２００は、プロセスを開始し、それによって、単極電気外科手術器具２は、灌流脈管ブリーダーのＲＦベースの治療中、脈管凝固を達成するために、制御されたアークエネルギーを送達するように、組織の近くに運ばれる。

ステップ４０２において、ジェネレータ２００は、アークを生成するのに十分である所定の電力レベルで電力制御を用いて電力送達を開始する。本明細書において使用される「電力制御」は、所望の出力電力を達成するために、ジェネレータ２００の出力エネルギーを制御することを示し、所望の出力電力は、定電力、非線形電力曲線、およびそれらの組み合わせを含むが、それらに限定されない。電力制御モード中、組織エネルギーパラメータ（例えば、電力、電圧、電流、組織インピーダンスおよび適用時間）がステップ４０４において監視される。ステップ４０６において、決定は、組織凝固が開始されているか否かを決定するために、ステップ４０４の監視された組織エネルギーパラメータに基づいて査定される。実施形態において、決定は、１つ以上のパラメータ評価に基づき得、パラメータ評価は、組織インピーダンスの変化、組織ＲＦ伝導電流のレベルの変化、適用されたＲＦ電圧のレベルの変化、組織に適用されたエネルギーレベルの変化、およびそれらの組み合わせを含むが、それらに限定されない。決定の結果が、ホストコントローラ２２４に常駐するマイクロプロセッサ２２５によって計算および査定されるように、組織凝固が開始していることを識別する場合、ジェネレータ２００は、ステップ４１０において電力制御モードから電流制御モードにリアルタイムで切り替える。本明細書に使用される場合、「電流制御」は、所望の出力電流を達成するために、ジェネレータ２００の出力エネルギーを制御することを示し、所望の出力電流は、定電流、非線形電流曲線、およびそれらの組み合わせを含むが、それらに限定されない。凝固がステップ４０６によって決定されたように開始していないことが決定される場合、ステップ４０８において、コントローラ２２４は、ステップ４０２において電力レベルを調節するための要求を信号で送り、その結果、エネルギーレベルは、組織凝固を開始させ、アークを生成するために、適宜に調節される。

ステップ４１０において、電流モード制御は、組織部位に対する器具の距離変化に起因するアークインピーダンスおよび空間アーク長さの変化から独立して、連続的な組織凝固を提供する。このように、脈管ブリーダーの凝固制御は、止血を達成するために、エネルギーの適切なレベルを受け取り得る。ステップ４１２は、エネルギー凝固制御の正確なレベルを決定するために、ステップ４０４において述べた組織エネルギーパラメータを監視する。これは、止血制御の組織指定のレベルを達成するために、静的または動的方法で事前に識別された適用されているエネルギーパラメータを調節することによって遂行される。

組織エネルギーパラメータがステップ４１２において監視されるが、ステップ４１４は、感知された組織電圧が組織タイプに依存するシステム電圧制限に急激に接近するか否かを決定するために、脈管組織凝固の変化の速度を連続的に監視する。電流モード中、脈管構造のインピーダンスが急激な速度で増大することにより、適用される電圧も組織部位において急激に上昇する。加えて、アークインピーダンスおよび空間アーク長さも、器具位置における外科医の近位シフトに起因して、エネルギー活性化中に変化し得るので、ステップ４１４は、アークインピーダンスおよび空間アーク長さの変化の速度も監視し、その結果、監視される電圧か増大し得る。コントローラ２２４は、組織脈管凝固に起因する変化を、空間距離変動に起因する変化と区別するために、上記電圧変化を監視する。

マイクロプロセッサ２２５は、組織凝固に起因する電圧変化であるか、または器具位置変化に起因する電圧変化であるかを区別するために、アルゴリズム制御の下の適切な区別フィルタを含み得る。器具位置変動の起因するアークインピーダンスのより遅い変化とは対照的に、アークエネルギーによる組織凝固は、急激に変化する。この差異は、電圧変化が空間の変動か、または組織インピーダンスによって引き起こされるかの決定を可能にする。このように、組織凝固治療エネルギーは、指定の組織タイプと相関される所望の止血を達成するために、よりよく制御され得る。

システム電圧制限が到達された場合、コントローラ２２４は、電力レベルを調節し、それによって組織凝固に適切なエネルギー投与量を提供するために、電力制御、すなわち、ステップ４０８に戻るように切り替える。ステップ４１４において、電圧制限が到達されていない場合、電流制御は、ステップ４１６において示されるように継続する。電流モード制御下で、組織脈管乾燥の速度は、脈管の炭化および痂皮の形成の程度を最小にするために、ステップ４１８において監視される。ステップ４１８において、コントローラ２２４によって決定された決定が、脈管乾燥の速度が不十分であることを識別する場合、コントローラ２２４は、適切な組織止血が達成されるように電流制御の速度を調節するために、ステップ４２０を介してステップ４１０に進む。

逆に、組織の乾燥が、所定の治療エネルギープロトコルに従って進む場合、コントローラ２２４は、エネルギー制御の適切なレベルが達しているか否かを決定するために、ブロック４２２に進む。否であれば、コントローラ２２４は、信号を送るステップ４１０によって必要とされるように適用された電流を調節するための要求を開始するために、ブロック４２０に進む。ステップ４２２において、コントローラ２２４が、脈管治療エネルギーの適切なレベルが組織の止血を達成するために組織内に蓄積されたエネルギーの総量を計算することによって達していることを決定する場合、アルゴリズム制御は、ステップ４２４によって示されるように完了であり、脈管ブリーダーに送達されたエネルギーが終了される。

本開示のいくつかの実施形態が図面において示され、そして／または本明細書において議論されたが、本開示が、当技術分野が許容する範囲と同程度に広く、本明細書が同様に読まれることが意図されるので、本開示が実施形態に限定されないことが意図される。それゆえに、上記説明は、限定するものとしてではなく、むしろ単に特定の実施形態の代表的な例示として解釈されるべきである。当業者は、本明細書に添付した請求項の範囲および精神内の他の変更を想定する。

Claims (10)

1. 電気外科手術エネルギーを送達するためのシステムであって、該システムは、
   少なくとも１つの電極を含む電気外科手術器具と、
   該電気外科手術器具に結合された電気外科手術ジェネレータと
   を含み、
   該電気外科手術ジェネレータは、
   電気外科手術エネルギーを生成するように構成された出力ステージと、
   該出力ステージに結合されたコントローラと
   を含み、
   該コントローラは、該少なくとも１つの電極と組織との間のアークを生成するために、所定の電力レベルで電気外科手術エネルギーを出力することと、該アークが生成されると、該アークを持続させるために、所定の電流レベルで電気外科手術エネルギーを出力することとを行うように該出力ステージを制御するように構成されている、システム。
2. 前記電気外科手術ジェネレータは、組織特性またはエネルギー特性のうちの少なくとも１つを測定するように構成されたセンサーをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
3. 前記組織特性または前記エネルギー特性のうちの少なくとも１つは、インピーダンス、二乗平均平方根電圧、平均電圧、瞬間電圧、電流、電力、二乗平均平方根電流、平均電流、瞬間電流、二乗平均平方根電力、平均電力、瞬間電力、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項２に記載のシステム。
4. 前記コントローラは、前記センサーに結合されており、該コントローラは、前記組織特性または前記エネルギー特性のうちの少なくとも１つに応答して、電力制御モードと電流制御モードとの間で切り替えるように構成されており、該電力制御モード中、前記出力ステージは、前記少なくとも１つの電極と組織との間にアークを生成するために、前記所定の電力レベルで電気外科手術エネルギーを送達し、該電流制御モード中、該出力ステージは、前記アークが生成されると、該アークを持続させるために、前記所定の電流レベルで電気外科手術エネルギーを送達する、請求項２に記載のシステム。
5. 前記センサーは、前記組織に適用された電圧を測定するようにさらに構成されており、前記コントローラは、該電圧が所定の電圧閾値より下にあるか否かを決定するように構成されている、請求項４に記載のシステム。
6. 前記コントローラは、前記電圧が前記所定の電圧閾値より下にあることに応答して、電流制御モードを維持するように構成されている、請求項５に記載のシステム。
7. 電気外科手術エネルギーを送達するためのシステムであって、該システムは、
   少なくとも１つの電極を含む電気外科手術器具と、
   該電気外科手術器具に結合された電気外科手術ジェネレータと
   を含み、
   該電気外科手術ジェネレータは、
   電気外科手術エネルギーを生成するように構成された出力ステージと、
   組織特性またはエネルギー特性のうちの少なくとも１つを測定するように構成されたセンサーと、
   該出力ステージおよび該センサーに結合されたコントローラと
   を含み、
   該コントローラは、該組織特性または該エネルギー特性のうちの少なくとも１つに応答して、電力制御モードと電流制御モードとの間で切り替えるように構成されており、該電力制御モード中、該出力ステージは、該少なくとも１つの電極と組織との間にアークを生成するために、所定の電力レベルで電気外科手術エネルギーを送達し、該電流制御モード中、該出力ステージは、該アークが生成されると、該アークを持続させるために、所定の電流レベルで電気外科手術エネルギーを送達する、システム。
8. 前記センサーは、前記組織に適用された電圧を測定ようにさらに構成されており、前記コントローラは、該電圧が所定の電圧閾値より下にあるか否かを決定するように構成されている、請求項７に記載のシステム。
9. 前記コントローラは、前記電圧が前記所定の電圧閾値より下にあることに応答して、電流制御モードを維持するように構成されている、請求項８に記載のシステム。
10. 前記組織特性または前記エネルギー特性のうちの少なくとも１つは、インピーダンス、二乗平均平方根電圧、平均電圧、瞬間電圧、電流、電力、二乗平均平方根電流、平均電流、瞬間電流、二乗平均平方根電力、平均電力、瞬間電力、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項７に記載のシステム。

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