JP6063151B2 - 組織部位感知およびフィードバック制御を有している電気外科装置 - Google Patents
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Description
(発明の分野)
(技術分野)
本開示は、電気外科処置を行う電気外科システムおよび方法に関する。より具体的には、本開示は、治療部位からのセンサー信号フィードバックを用いて、治療部位における組織およびエネルギーパラメータ情報を送信および監視するシステムおよび方法に関する。本開示は、組織およびエネルギーパラメータに基づいて、閉ループの態様で電気外科無線周波数エネルギーを送信、監視および制御するシステムおよび方法にも関する。
(関連技術の背景)
電気外科は、組織を切断、切除または凝固させるために、高無線周波数電流を外科手術部位に印加することを含む。双極電気外科において、ハンドヘルドの器具の電極のうちの一方は、活性電極として機能し、他方は、帰還電極として機能する。帰還電極は、電気回路が2つの電極(例えば、電気外科鉗子)間に形成されるように、活性電極に近接して設置される。このようにして、印加された電流は、電極間に位置決めされた身体組織に限定される。電極が互いから十分に分離された場合、電気回路は開放されており、したがって、分離された電極のうちの一方との身体組織の予期せぬ接触が電流の流れを妨げる。
本開示は、電気外科無線周波数(「RF」)エネルギーの送信に関する。供給および帰還送信リードの間に結合する近接電場を有している電気外科ケーブルが開示される。結合することは、外科手術中に搬送されるRFエネルギーの適用を最大化し、供給および帰還リードによって放射される漂遊RFエネルギーを最小化する。近接電場結合は、場消去を介して電場を有意に減少させることによって、患者及び外科医の安全性を増加させる。結合は、供給および帰還リードの3次元幾何学的配向を介して、低損失誘導/静電容量(「LC」)送信媒体を提供する。幾何学的配向は、LC反応部品に影響し、漂遊RF放射によって生じる制御されていない静電容量リアクタンスを減少させる。特に、静電容量リアクタンスは、アンテナ効果(例えば、漂遊RFエネルギーの急速な放電)によって、半波長より短い送信媒体に対して生じる。そのため、漂遊RFエネルギーの損失は、エネルギー供給源(例えば、電気外科エネルギー)に対する容量性装荷も減少させる所定のレベルまで含まれる。
(項目1)
少なくとも1つの活性リードに結合されている少なくとも1つの活性出力端子と、少なくとも1つの帰還リードに結合されている少なくとも1つの帰還出力端子とを含む発電機と、
該少なくとも1つの活性リードおよび該少なくとも1つの帰還リードに結合されている電気外科器具であって、該電気外科器具は、少なくとも1つのセンサーを含み、該少なくとも1つのセンサーは、組織接触部分に配置され、少なくとも1つのセンサー線を通して該発電機に結合されている、電気外科器具と、
誘電性コアを含む電気外科ケーブルと
を含み、該少なくとも1つのセンサー線は、該誘電性コア内に配置され、該少なくとも1つの活性リードおよび該少なくとも1つの帰還リードの各々の少なくとも一部が二重螺旋状に該誘電性コアの周りに巻きつけられることにより、該少なくとも1つの活性リードおよび該少なくとも1つの帰還リードによって生成された電場を最小化する、電気外科システム。
(項目2)
上記電気外科器具は、少なくとも1つのシャフト部材を含む電気外科鉗子であり、該少なくとも1つのシャフト部材は、該少なくとも1つのシャフト部材の遠位端部に配置されたエンドエフェクタアセンブリを有しており、該エンドエフェクタアセンブリは、2つのジョー部材を含み、該2つのジョー部材は、互いに対して、一定の距離を置かれた関係の第一の位置から、該ジョー部材が協働して該ジョー部材の間で組織を把持する少なくとも1つの後続する位置まで可動であり、該ジョー部材の各々は、導電性密閉表面を含み、1つの導電性密閉表面は、上記少なくとも1つの活性リードに結合されており、別の導電性密閉表面は、上記少なくとも1つの帰還リードに結合されている、上記項目のいずれかに記載の電気外科システム。
(項目3)
上記少なくとも1つのセンサーは、上記ジョー部材の少なくとも一方の中に配置される、上記項目のいずれかに記載の電気外科システム。
(項目4)
上記少なくとも1つのセンサーは、光学センサーおよび電気センサーから構成される群から選択される、上記項目のいずれかに記載の電気外科システム。
(項目5)
上記電気センサーは、伝導性抵抗器、感知変圧器、熱インピーダンスデバイス、複合材料、およびそれらの組合わせから構成される群から選択される、上記項目のいずれかに記載の電気外科システム。
(項目6)
少なくとも1つの活性リードに結合されている少なくとも1つの活性出力端子と、少なくとも1つの帰還リードに結合されている少なくとも1つの帰還出力端子とを含む発電機と、
電気外科鉗子と、
誘電性コアを含む電気外科ケーブルと
を含む、電気外科システムであって、
該電気外科鉗子は、
2つのジョー部材であって、該2つのジョー部材の少なくとも一方は、他方に対して一定の距離を置かれた関係の第一の位置から、該ジョー部材が協働して該ジョー部材の間で組織を把持する少なくとも1つの後続する位置まで可動であり、該ジョー部材の各々は、導電性密閉表面を含み、1つの導電性密閉表面は、該少なくとも1つの活性リードに結合されており、別の導電性密閉表面は、該少なくとも1つの帰還リードに結合されている、2つのジョー部材と、
該ジョー部材の少なくとも一方の中に配置された少なくとも1つのセンサーであって、該少なくとも1つのセンサーは、少なくとも1つのセンサー線を通して該発電機に結合されている、少なくとも1つのセンサーと
を含み、
該少なくとも1つのセンサー線は、該誘電性コア内に配置され、該少なくとも1つの活性リードおよび該少なくとも1つの帰還リードの各々の少なくとも一部が二重螺旋状に該誘電性コアの周りに巻きつけられることにより、該少なくとも1つの活性リードおよび該少なくとも1つの帰還リードによって生成された電場を最小化する、電気外科システム。
(項目7)
上記少なくとも1つのセンサーは、光学センサーアレイおよび該光学センサーアレイに結合されている照明供給源である、上記項目のいずれかに記載のシステム。
(項目8)
上記光学センサーアレイは、少なくとも1つの光学センサーおよび少なくとも1つの光学送信器を含む、上記項目のいずれかに記載のシステム。
(項目9)
上記少なくとも1つの光学センサーおよび上記少なくとも1つの光学送信器は、透過率、反射率、半透明性、不透明性、水文学、血管分布、熱の広がり、組織治療深さ、密閉の質、スペクトルの内容、およびそれらの組合わせから構成される群から選択される上記組織の少なくとも1つの特性を測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10)
上記少なくとも1つの光学センサーは、画像センサーである、上記項目のいずれかに記載のシステム。
(項目11)
上記少なくとも1つの光学センサーは、フォトレジスター、フォトダイオード、光起電力電池、光電管、逆バイアスをかけられた発光デバイスおよびフォトトランジスタから構成され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12)
上記少なくとも1つのセンサー線は、光学ファイバーである、上記項目のいずれかに記載のシステム。
(項目13)
上記光学ファイバーは、少なくとも1つのブラッグ格子を含む、上記項目のいずれかに記載のシステム。
(項目14)
少なくとも1つの活性リードに結合されている少なくとも1つの活性出力端子と、少なくとも1つの帰還リードに結合されている少なくとも1つの帰還出力端子とを含む発電機と、
電気外科鉗子と、
誘電性コアを含む電気外科ケーブルと
を含む、電気外科システムであって、
該電気外科鉗子は、
2つのジョー部材であって、該2つのジョー部材の少なくとも一方は、他方に対して、一定の距離を置かれた関係の第一の位置から、該ジョー部材が協働して該ジョー部材の間で組織を把持する少なくとも1つの後続する位置まで可動であり、該ジョー部材の各々は、導電性密閉表面を含み、1つの導電性密閉表面は、該少なくとも1つの活性リードに結合されており、別の導電性密閉表面は、該少なくとも1つの帰還リードに結合されている、2つのジョー部材と、
該ジョー部材の少なくとも一方の中に配置された少なくとも1つの電気センサーであって、該少なくとも1つの電気センサーは、少なくとも1つの電気センサー線を通して、該導電性密閉表面の少なくとも一方と、該発電機とに結合されている、少なくとも1つの電気センサーと、
該ジョー部材の少なくとも一方の中に配置された少なくとも1つの光学センサーであって、該少なくとも1つの光学センサーは、少なくとも1つの光学送信線を通して、該発電機に結合されている、少なくとも1つの光学センサーと、
を含み、
該少なくとも1つのセンサー線は、該誘電性コア内に配置され、該少なくとも1つの活性リードおよび該少なくとも1つの帰還リードの各々の少なくとも一部が二重螺旋状に該誘電性コアの周りに巻きつけられることにより、該少なくとも1つの活性リードおよび該少なくとも1つの帰還リードによって生成された電場を最小化する、電気外科システム。
(項目15)
上記少なくとも1つの電気センサーは、組織インピーダンス、電力、電圧、電流、抵抗、位相、およびそれらの組合わせから構成される群から選択される少なくとも1つのエネルギー特性を測定するように構成されており、上記少なくとも1つの光学センサーは、透過率、反射率、半透明性、不透明性、水文学、血管分布、熱の広がり、組織治療深さ、組織密閉の質、温度、スペクトルの内容、およびそれらの組合わせから構成される群から選択される少なくとも1つの組織特性を測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電気外科システム。
(項目16)
上記発電機は、上記少なくとも1つの電気センサーと上記少なくとも1つの光学センサーとに結合されている少なくとも1つのコントローラーを含み、該少なくとも1つのコントローラーは、上記少なくとも1つのエネルギー特性または上記少なくとも1つの組織特性に応答して、該発電機の出力を調節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電気外科システム。
組織部位における電気外科エネルギーおよび組織パラメータの質を送信、監視および制御する電気外科システムおよび方法。電気外科システムは、組織を治療するために、電気外科エネルギーを生成するように適合されている発電機を含む。発電機は、エネルギーを組織に供給する1つ以上の活性出力端子を含む。活性出力端子は、1つ以上の活性リードに動作するように接続されている。発電機は、エネルギーを組織から戻す1つ以上の帰還出力端子も含む。帰還出力端子は、少なくとも1つの帰還リードに動作するように接続されている。システムは、1つ以上の活性リードと、1つ以上の帰還リードに動作するように接続されている1つ以上の帰還電極とに動作するように接続されている電気外科器具も含む。システムは、1つ以上の活性リードおよび1つ以上の帰還リードを含む電気外科ケーブルをさらに含む。1つ以上の活性リードおよび1つ以上の帰還リードは、ケーブルに沿った電場が、その長さに沿って軽減されるように、二重螺旋態様で巻きつけられる。
本開示の特定の実施形態が、添付の図面を参照して、以下に記載される。以下の記載において、周知の機能または構造は、不必要な詳細で本開示を不鮮明にすることを避けるため、詳細には記載されていない。当業者は、本開示に従う発明が双極電気外科システムと、内視鏡器具または開放器具の一方との使用に適合され得ることを理解する。異なる電気および機械的接続ならびに他の考案が各特定のタイプの器具に適用されることも認識されたい。
(I)インダクタンス=B(10.16×10^−9)Ln[(2×D)/d]+2(A+C)(特有のワイヤーに対してμH/in表記)
(II)静電容量=[(B×(0.7065×10^−12))/Ln[(2×D)/d]]er
式(I)および(II)において、「d」は、ワイヤー(例えば、供給および帰還リード18、19)の直径を意味し、「er」は、絶縁体の誘電定数を意味する。さらに、E=2×D、EからDまでの比率は、螺旋構成の連続を確立し、F=k×Dである。ここで、「k」は、約0.5から約1.5までの定数である。
Claims (10)
- 電気外科システムであって、該電気外科システムは、
発電機と、
電気外科器具と、
電気外科ケーブルと
を含み、
該発電機は、
照明供給源と、
照明感知プロセッサと、
少なくとも1つの活性リードに結合された少なくとも1つの活性出力端子と、
少なくとも1つの帰還リードに結合された少なくとも1つの帰還出力端子と
を含み、
該電気外科器具は、
組織を把持するように構成された第1のジョー部材および第2のジョー部材を含み、該第1のジョー部材は、該少なくとも1つの活性リードに結合されており、かつ、該組織を通して光を送信するように構成された光学送信器を含み、該第2のジョー部材は、該少なくとも1つの帰還リードに結合されており、かつ、該組織を通して送信された光を検出するように構成された光学受信器を含み、
該電気外科ケーブルは、
誘電体コアと、
該光学送信器を該照明供給源に結合する第1のセンサー線と、
該光学受信器を該照明感知プロセッサに結合する第2のセンサー線と
を含み、
該第2のセンサー線は、位相相関する少なくとも1つのブラッグ格子を含み、該第1のセンサー線および該第2のセンサー線は、該誘電性コア内に配置されており、該少なくとも1つの活性リードおよび該少なくとも1つの帰還リードの各々の少なくとも一部が二重螺旋状に該誘電性コアの周りに巻きつけられている、電気外科システム。 - 前記電気外科器具は、少なくとも1つの電気センサーを含む、請求項1に記載の電気外科システム。
- 前記少なくとも1つの電気センサーは、伝導性抵抗器、感知変圧器、熱インピーダンスデバイス、それらの組み合わせから構成される群から選択される、請求項2に記載の電気外科システム。
- 電気外科システムであって、該電気外科システムは、
発電機と、
電気外科鉗子と、
電気外科ケーブルと
を含み、
該発電機は、
照明供給源と、
照明感知プロセッサと、
少なくとも1つの活性リードに結合された少なくとも1つの活性出力端子と、
少なくとも1つの帰還リードに結合された少なくとも1つの帰還出力端子と
を含み、
該電気外科鉗子は、
2つのジョー部材を含み、該2つのジョー部材のうちの少なくとも一方は、他方に対して一定の距離を置かれた関係の第一の位置から、該ジョー部材が協働して該ジョー部材の間で組織を把持する少なくとも1つの後続する位置まで可動であり、該ジョー部材のうちの一方は、該組織を通して光を送信するように構成された少なくとも1つの光学送信器を含み、該ジョー部材のうちの他方は、該組織を通して送信された光を検出するように構成された少なくとも1つの光学受信器を含み、該ジョー部材の各々は、導電性密閉表面を含み、1つの導電性密閉表面は、該少なくとも1つの活性リードに結合されており、別の導電性密閉表面は、該少なくとも1つの帰還リードに結合されており、
該電気外科ケーブルは、
誘電性コアと、
該少なくとも1つの光学送信器を該照明供給源に結合する第1のセンサー線と、
該少なくとも1つの光学受信器を該照明感知プロセッサに結合する第2のセンサー線と
を含み、
該第2のセンサー線は、位相相関する少なくとも1つのブラッグ格子を含み、該第1のセンサー線および該第2のセンサー線は、該誘電性コア内に配置されており、該少なくとも1つの活性リードおよび該少なくとも1つの帰還リードの各々の少なくとも一部が二重螺旋状に該誘電性コアの周りに巻きつけられている、電気外科システム。 - 前記少なくとも1つの光学受信器は、画像センサーである、請求項4に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの光学受信器は、フォトレジスター、フォトダイオード、光起電力電池、光電管、逆バイアスをかけられた発光デバイス、フォトトランジスタから構成される群から選択される、請求項4に記載のシステム。
- 前記第1のセンサー線および前記第2のセンサー線は、光学ファイバーである、請求項4に記載のシステム。
- 前記光学ファイバーの各々は、少なくとも1つのブラッグ格子を含む、請求項7に記載のシステム。
- 電気外科システムであって、該電気外科システムは、
発電機と、
電気外科鉗子と、
電気外科ケーブルと
を含み、
該発電機は、
照明供給源と、
照明感知プロセッサと、
少なくとも1つの活性リードに結合された少なくとも1つの活性出力端子と、
少なくとも1つの帰還リードに結合された少なくとも1つの帰還出力端子と
を含み、
該電気外科鉗子は、
第1のジョー部材および第2のジョー部材であって、該第1のジョー部材および該第2のジョー部材のうちの少なくとも一方は、他方に対して、一定の距離を置かれた関係の第一の位置から、該ジョー部材が協働して該第1のジョー部材と該第2のジョー部材との間で組織を把持する少なくとも1つの後続する位置まで可動であり、該第1のジョー部材および該第2のジョー部材の各々は、導電性密閉表面を含み、1つの導電性密閉表面は、該少なくとも1つの活性リードに結合されており、別の導電性密閉表面は、該少なくとも1つの帰還リードに結合されている、第1のジョー部材および第2のジョー部材と、
該第1のジョー部材および該第2のジョー部材のうちの少なくとも一方の中に配置され、かつ、該導電性密閉表面の少なくとも一方に結合された少なくとも1つの電気センサーと、
該第1のジョー部材内に配置された少なくとも1つの光学送信器であって、該組織を通して光を送信するように構成された少なくとも1つの光学送信器と、
該第2のジョー部材内に配置された少なくとも1つの光学センサーであって、該組織を通して送信された光を検出するように構成された少なくとも1つの光学センサーと
を含み、
該電気外科ケーブルは、
誘電性コアと、
該少なくとも1つの電気センサーを該発電機に結合する少なくとも1つの電気センサー線と、
該少なくとも1つの光学送信器を該照明供給源に結合する第1の光学送信線と、
該少なくとも1つの光学受信器を該照明感知プロセッサに結合する第2の光学送信線であって、位相相関する少なくとも1つのブラッグ格子を含む第2の光学送信線と
を含み、
該少なくとも1つのセンサー線と該第1の光学送信線と該第2の光学送信線とは、該誘電性コア内に配置されており、該少なくとも1つの活性リードおよび該少なくとも1つの帰還リードの各々の少なくとも一部が二重螺旋状に該誘電性コアの周りに巻きつけられている、電気外科システム。 - 前記発電機は、前記少なくとも1つの電気センサーと前記少なくとも1つの光学センサーとに結合された少なくとも1つのコントローラーを含み、該少なくとも1つのコントローラーは、前記少なくとも1つのエネルギー特性または前記少なくとも1つの組織特性に応答して、該発電機の出力を調節するように構成されている、請求項9に記載の電気外科システム。
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