JP6655686B2 - バイポーラ鉗子のアーク発生を最小化するためのシステム及び方法 - Google Patents

Description

背景
１．技術分野
本開示は、概して、電気外科発電機に関する。より具体的には、本開示は、組織の切開のために電気外科エネルギーを提供、制御、及び印加するための電気外科システム及び方法に関する。

２．背景技術
電気外科発電機は、患者の組織を処置するための電気エネルギー提供するように、外科手術において使用される。バイポーラ鉗子又は別の他の電気外科器具が発電機に接続されたとき、器具は、高周波数電気エネルギーによって患者の組織を切断、凝固、又は封止するために使用され得る。動作中、発電機からの電流は、患者の組織及び体液を通過して器具のアクティブ電極とリターン電極との間を流れる。

電気外科発電機によって提供される電気エネルギーは、組織を切断、凝固、又は封止するその能力を高めるように整形された異なる波形を有する。異なる波形は、発電機を動作させる異なるモードに対応し、各モードは、外科医に様々な動作利点を提供する。外科医は、外科手術の進行に応じて動作の様々なモードを選択及び変更し得る。

様々なモードにおいて、適切な量のエネルギーを電気外科手術のために印加することが重要である。例えば、過大なエネルギーを印加することは、組織の切開又は破壊を結果としてもたらす。過小なエネルギーを印加することは、外科手術の妨げを結果としてもたらす。それゆえに、実施される外科手術について、及び直面する動作条件について、電気外科発電機によって提供されるエネルギーの量を制御することが望ましい。したがって、電気外科発電機によって提供される電気エネルギーの制御を開発及び改善することについて継続した関心が存在する。

本開示の電気外科システム及び方法は、組織の切開のために電気外科エネルギーを提供、制御、及び印加するためのシステム及び方法に関する。より詳細に本明細書に説明されるように、組織が切開のために電気外科器具のアクティブ電極とリターン電極との間で把持され、その後、アクティブ電極及びリターン電極が共に短絡されるようになるとき、器具に提供された電気外科エネルギーは、アクティブ電極とリターン電極との間の望ましくないアーク発生を防止するために電気外科エネルギーの電流制限を低減することによって制御され得る。

本開示の態様によると、本開示は、電気処置エネルギーを器具に提供するための電気外科発電機を含む。発電機は、プロセッサと、プロセッサによって実行可能である命令を記憶しているメモリとを含む。命令が実行されたとき、それらは、発電機に、ユーザによって設定され、かつ対応する電流制限を有する指示された処置エネルギーを器具に提供することと、器具のアクティブ電極とリターン電極との間の負荷インピーダンスに関する信号を器具から経時的に受信することと、アクティブ電極及びリターン電極が現在共に短絡されていること、並びに短絡の前に器具がアクティブ電極とリターン電極との間で組織を把持していたことを判定することと、その判定に基づいて、器具に提供されている処置エネルギーの電流制限を対応する電流制限の下まで低減することと、を行わせる。

様々な実施形態において、電流制限は、器具に提供されることができる最大電流よりも小さい。

様々な実施形態において、メモリは、プロセッサによって実行されたとき、発電機に、器具が組織を把持していたこと、並びに負荷インピーダンスが閾値の上から閾値の下まで減少することに基づいてアクティブ電極及びリターン電極が現在共に短絡されていることを判定させる更なる命令を記憶している。様々な実施形態において、負荷インピーダンス閾値は、約４オームである。

様々な実施形態において、指示された処置エネルギーは、対応する電圧制限を有する。様々な実施形態において、メモリは、プロセッサによって実行されたとき、発電機に、アクティブ電極とリターン電極との間の負荷インピーダンスに関する更なる信号を器具から受信することと、更なる信号に基づいて当該負荷インピーダンスが閾値の上であることを判定することと、
当該負荷インピーダンスが当該閾値の上であることの判定に基づいて、当該器具に提供されている処置エネルギーの電圧制限を当該対応する電圧制限の下まで低減することと、を更に行わせる更なる命令を記憶している。様々な実施形態において、対応する電圧制限は、器具に提供されることができる最大電圧よりも小さい。

本開示の態様によると、本開示は、電気処置エネルギーをアクティブ電極及びリターン電極を有する器具に提供するための方法を含む。方法は、指示された処置エネルギーを当該器具に提供することであって、指示された処置エネルギーが、ユーザによって設定され、かつ対応する電流制限を有する、ことと、器具のアクティブ電極とリターン電極との間の負荷インピーダンスに関する信号を器具から経時的に受信することと、信号に基づいてアクティブ電極及びリターン電極が現在共に短絡されていること、並びに短絡の前に当該器具が当該アクティブ電極と当該リターン電極との間で組織を把持していたことを判定することと、その判定に基づいて、器具に提供されている処置エネルギーの電流制限を対応する電流制限の下まで低減することと、を含む。様々な実施形態において、電気外科発電機は、アクティブ電極及びリターン電極が短絡されたことを指示するように構成された指示器を含む。様々な実施形態において、指示器は、例えば、グラフィカルユーザインターフェース、警告音、光、又は別のタイプの指示器であり得る。

様々な実施形態において、対応する電流制限は、器具に提供されることができる最大電流よりも小さい。様々な実施形態において、開示される方法は、器具が組織を把持していたこと、並びに負荷インピーダンスが閾値の上から閾値の下に下がることに基づいてアクティブ電極及びリターン電極が共に短絡されていることを判定することを含む。様々な実施形態において、負荷インピーダンス閾値は、約４オームである。

様々な実施形態において、指示された処置エネルギーは、対応する電圧限界を有し、開示される方法は、アクティブ電極とリターン電極との間の負荷インピーダンスに関する更なる信号を器具から受信することと、更なる信号に基づいて負荷インピーダンスが閾値の上であることを判定することと、負荷インピーダンスが閾値の上であることの判定に基づいて、器具に提供されている処置エネルギーの電圧制限を対応する電圧制限の下まで低減することとを含む。様々な実施形態において、対応する電圧制限は、器具に提供されることができる最大電圧よりも小さい。

本開示の態様によると、本開示は、組織を処置するためのシステムを含む。システムは、電気外科発電機と、電気処置エネルギーを受信し、かつ組織を処置するように構成された電気外科器具とを含む。電気外科発電機は、プロセッサと、プロセッサによって実行可能な命令を記憶しているメモリとを含む。命令が実行されたとき、それらは、発電機に、ユーザによって設定され、かつ対応する電流制限を有する指示された処置エネルギーを器具に提供することと、器具のアクティブ電極とリターン電極との間の負荷インピーダンスに関する信号を器具から経時的に受信することと、信号に基づいてアクティブ電極及びリターン電極が共に短絡されていること、並びに短絡の前に器具がアクティブ電極とリターン電極との間で組織を把持していたことを判定することと、その判定に基づいて、器具に提供されている処置エネルギーの電流制限を対応する電流制限の下まで低減することと、を行わせる。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
アクティブ電極及びリターン電極を有する器具に電気処置エネルギーを提供するように構成された電気外科発電機であって、上記発電機は、
プロセッサと、
メモリであって、上記メモリは、そこに命令を記憶している、メモリと、を備え、上記命令は、上記プロセッサによって実行されたとき、上記発電機に、
指示された処置エネルギーを上記器具に提供することであって、上記指示された処置エネルギーが、ユーザによって設定され、かつ対応する電流制限を有する、ことと、
上記器具の上記アクティブ電極と上記リターン電極との間の負荷インピーダンスに関する信号を上記器具から経時的に受信することと、
上記信号に基づいて、上記アクティブ電極及び上記リターン電極が、現在共に短絡されていること、並びに短絡の前に上記器具が、上記アクティブ電極と上記リターン電極との間で組織を把持していたことを判定することと、
上記判定に基づいて、上記器具に提供されている処置エネルギーの電流制限を上記対応する電流制限の下まで低減することと、を行わせる、電気外科発電機。
（項目２）
上記対応する電流制限が、上記器具に提供されることができる最大電流よりも小さい、上記項目に記載の電気外科発電機。
（項目３）
上記判定において、上記メモリは、上記プロセッサによって実行されたとき、上記発電機に、上記器具が組織を把持していたこと、並びに上記負荷インピーダンスが閾値の上から上記閾値の下まで減少することに基づいて、上記アクティブ電極及び上記リターン電極が現在共に短絡されていることを判定させる更なる命令を記憶している、上記項目のいずれかに記載の電気外科発電機。
（項目４）
上記負荷インピーダンス閾値が、約４オームである、上記項目のいずれかに記載の電気外科発電機。
（項目５）
上記アクティブ電極及び上記リターン電極が短絡されていることを指示するように構成された指示器を更に備え、上記指示器が、視覚的指示器又は音声指示器のうちの１つである、上記項目のいずれかに記載の電気外科発電機。
（項目６）
上記指示された処置エネルギーが、対応する電圧制限を有し、上記メモリが、上記プロセッサによって実行されたとき、上記発電機に、
上記アクティブ電極と上記リターン電極との間の上記負荷インピーダンスに関する更なる信号を上記器具から受信することと、
上記更なる信号に基づいて、上記負荷インピーダンスが閾値の上であることを判定することと、
上記負荷インピーダンスが上記閾値の上であるという判定に基づいて、上記器具に提供されている処置エネルギーの電圧制限を上記対応する電圧制限の下まで低減することと、を更に行わせる更なる命令を記憶している、上記項目のいずれかに記載の電気外科発電機。
（項目７）
上記対応する電圧制限が、上記器具に提供されることができる最大電圧よりも小さい、上記項目のいずれかに記載の電気外科発電機。
（項目８）
アクティブ電極及びリターン電極を有する器具に電気処置エネルギーを提供するための方法であって、上記方法は、
指示された処置エネルギーを上記器具に提供することであって、上記指示された処置エネルギーが、ユーザによって設定され、かつ対応する電流制限を有する、ことと、
上記器具の上記アクティブ電極と上記リターン電極との間の負荷インピーダンスに関する信号を上記器具から経時的に受信することと、
上記信号に基づいて、上記アクティブ電極及び上記リターン電極が、現在共に短絡されていること、並びに短絡の前に上記器具が、上記アクティブ電極と上記リターン電極との間で組織を把持していたことを判定することと、
上記判定に基づいて、上記器具に提供されている処置エネルギーの電流制限を上記対応する電流制限の下まで低減することと、を含む、方法。
（項目９）
上記対応する電流制限が、上記器具に提供されることができる最大電流よりも小さい、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１０）
上記器具が組織を把持していたこと、並びに上記負荷インピーダンスが閾値の上から上記閾値の下まで減少することに基づいて、上記アクティブ電極及び上記リターン電極が現在共に短絡されていることを判定することを更に含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１１）
上記負荷インピーダンス閾値が、約４オームである、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１２）
上記指示された処置エネルギーが、対応する電圧制限を有し、上記方法は、
上記アクティブ電極と上記リターン電極との間の上記負荷インピーダンスに関する更なる信号を上記器具から受信することと、
上記更なる信号に基づいて、上記負荷インピーダンスが閾値の上であることを判定することと、
上記負荷インピーダンスが上記閾値の上であるという判定に基づいて、上記器具に提供されている処置エネルギーの電圧制限を上記対応する電圧制限の下まで低減することと、を更に含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１３）
上記対応する電圧制限が、上記器具に提供されることができる最大電圧よりも小さい、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１４）
組織を処置するためのシステムであって、上記システムは、
電気処置エネルギーを受信し、かつ組織を処置するように構成された電気外科器具と、
電気外科発電機であって、
プロセッサと、
メモリであって、上記メモリは、そこに命令を記憶している、メモリと、を含む、電気外科発電機と、を備え、上記命令は、上記プロセッサによって実行されたとき、上記発電機に、
指示された処置エネルギーを上記器具に提供することであって、上記指示された処置エネルギーが、ユーザによって設定され、かつ対応する電流制限を有する、ことと、
上記器具の上記アクティブ電極と上記リターン電極との間の負荷インピーダンスに関する信号を上記器具から経時的に受信することと、
上記信号に基づいて上記アクティブ電極及び上記リターン電極が現在共に短絡されていること、並びに短絡の前に上記器具が上記アクティブ電極と上記リターン電極との間で組織を把持していたことを判定することと、
上記判定に基づいて、上記器具に提供されている処置エネルギーの電流制限を上記対応する電流制限の下まで低減することと、を行わせる、システム。
（摘要）
開示されるシステム及び方法は、電気外科器具によって電気外科エネルギーの印加を制御して、アーク発生及びその後の電気外科器具の摩耗を最小化することに関する。本開示による電気外科発電機は、プロセッサと、プロセッサによって実行可能な命令を記憶しているメモリと、を含む。命令が実行されたとき、それらは、発電機に、指示された処置エネルギーを当該器具に提供することであって、その指示された処置エネルギーが、ユーザによって設定され、かつ対応する電流制限を有する、ことと、器具のアクティブ電極とリターン電極との間の負荷インピーダンスに関する信号を器具から経時的に受信することと、信号に基づいてアクティブ電極及びリターン電極が現在共に短絡されていること、並びに短絡の前に器具がアクティブ電極とリターン電極との間で組織を把持していたことを判定することと、その判定に基づいて、器具に提供されている処置エネルギーの電流制限を対応する電流制限の下まで低減することと、を行わせる。

本開示の様々な実施形態が、添付の図面を参照して説明される。

本開示の態様による、電気外科発電機を含む例示的な電気外科システムを示す概略的例示である。 本開示の態様による、図１の電気外科発電機の例示的な構成要素のブロック図を示す。 図１の電気外科器具の図を示す。 本開示の態様による電気外科システムの例示的な動作のフローチャートを示す。

本開示は、組織の切開のために電気外科エネルギーを提供、制御、及び印加するためのシステム及び方法に関する。より詳細に本明細書に説明されるように、本開示の一態様において、組織が切開のために電気外科器具のアクティブ電極とリターン電極との間で把持され、その後、アクティブ電極及びリターン電極が共に短絡されるようになるとき、器具に提供された電気外科エネルギーは、アクティブ電極とリターン電極との間の望ましくないアーク発生を防止するために電気外科エネルギーの電流制限を低減することによって制御され得る。

「約（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」の用語がおおよその値を有するパラメータに関して本明細書に使用される場合、パラメータが、正確にその値を有し得るか、あるいはノイズなどの環境要因による又は、例えば、ビット数、プロセッサ速度、若しくは割り込み優先度などのハードウェア若しくはソフトウェア制限によるその値とは異なる別の値を有し得ることを意図する。

ここで図１を参照すると、本開示の態様による、例示的な電気外科システム１００の例示が示されている。システム１００は、電気外科発電機２０、電気外科器具１０、発電機２０と器具１０とを接続するケーブル２３、及びフットスイッチ４０を含む。様々な実施形態において、ケーブル２３及び器具１０は、分離可能であり得る。様々な実施形態において、ケーブル２３は、器具１０に取り付けられ得、器具１０から分離不可能であってもよい。発電機２０は、ケーブル２３を受容するポート２１を含む。様々な実施形態において、器具１０は、バイポーラ器具であり、発電機２０のポート２１は、バイポーラ器具ポートである。当業者は、バイポーラ器具が、発電機から電気エネルギーを受信し、その一部分を、組織を処置するためにアクティブ電極を介して印加し、リターン電極を介してエネルギーの一部分を発電機に戻すことを認識するであろう。図１に例示された器具１０は、例示的なバイポーラ鉗子であり、図３に関してより詳細に説明されることになる。様々な実施形態において、器具１０は、別のタイプのバイポーラ電気外科器具であり得る。

引き続き図１を参照すると、発電機２０は、異なるタイプの手術について電気エネルギーを提供するためにユーザが発電機２０を設定することを可能にするユーザインターフェース（図示せず）を含む。様々な実施形態において、発電機２０は、血管凝固、組織切開、又は他のタイプの電気外科手術のための電気エネルギーを提供し得る。当業者は、かかる手術に一般に好適な電気外科パラメータを理解するであろう。様々な実施形態において、ユーザインターフェース（図示せず）は、器具１０に提供するためにユーザが発電機２０に対する電気エネルギーを指定することを可能にするエネルギー設定を含み得る。

図１において、システム１００はまた、発電機２０と通信するフットスイッチ４０も含む。フットスイッチ４０は、電気エネルギーが起動され、かつ器具１０に提供されるべきことを発電機２０に指示するために押し下げられ得、フットスイッチ４０の解除は、電気エネルギーが停止されるべきことを発電機２０に指示し得る。図１の例示された実施形態は、例示的なものであり、例示されたもの以外の構成、構成要素、及び機器は、本開示の範囲内であると企図される。

ここで図２を参照すると、本開示の態様による、電気外科発電機２０の例示的な構成要素のブロック図が示される。例示された実施形態において、発電機２０は、コントローラ２４、電源２７、無線周波数（ｒａｄｉｏ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ、ＲＦ）エネルギー出力ステージ２８、センサモジュール２２、及び様々なタイプの電気外科器具に適応する１つ以上のコネクタポート２１を含む。発電機２０は、ユーザインターフェース（図示せず）を含み得、これは、ユーザが動作のモード及び電力設定などの発電機２０についての様々なパラメータを設定することを可能にする。動作のモードは、例えば、凝固モード及び組織切開モードを含み得る。様々な実施形態において、電力設定は、ゼロと、例えば、５ワット、３０ワット、７０ワット、又は９５ワットなどの電力制限との間であるようにユーザによって指定され得る。

例示された実施形態において、コントローラ２４は、マイクロプロセッサ２５及びメモリ２６を含む。様々な実施形態において、コントローラ２４又はマイクロプロセッサ２５は、限定されるものでないが、デジタル信号プロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ｆｉｅｌｄ−ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ、ＦＰＧＡ）、又は中央処理装置（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ、ＣＰＵ）などの別のタイプのプロセッサであり得る。様々な実施形態において、メモリ２６は、ランダムアクセスメモリ、読み出し専用メモリ、磁気ディスクメモリ、固体メモリ、光ディスクメモリ、及び／又は別のタイプのメモリであり得る。様々な実施形態において、メモリ２６は、コントローラ２４から分離され得、回路基板の通信バスを介して及び／又はシリアルＡＴＡケーブル若しくは他のタイプのケーブルなどの通信ケーブルを介してマイクロプロセッサ２５と通信し得る。メモリ２６は、発電機２０を動作させるようにマイクロプロセッサ２５によって実行可能である機械命令を含む。発電機２０の様々な動作が以下に説明される。かかる動作は、マイクロプロセッサ２５によって実行される機械命令によって制御され得る。

引き続き図２を参照すると、様々な実施形態において、電源２７は、壁コンセントからのＡＣエネルギーなどのＡＣエネルギーを受信して、そのＡＣエネルギーをＤＣエネルギーに変換する変換器であり得る。電源２７は、コントローラ２４に電力を提供し得、またコントローラ２４によって制御可能であり得る。例えば、コントローラ２４は、ユーザ指定電力設定に基づいて電源２７を制御し得る。電源２７によって生成されたＤＣエネルギーは、ＲＦ出力ステージ２８に運ばれる。様々な実施形態において、ＲＦ出力ステージ２８は、ＤＣエネルギーをＡＣ電気波形に変換し、コネクタポート２１を介して波形を電気外科器具に流す。様々な実施形態において、ＲＦ出力ステージ２８は、共振タンクを駆動するＨブリッジを含み得る。当業者は、電源２７及びＲＦ出力ステージ２８の様々な実装を理解し、かつ凝固、組織切開、及び他の動作に好適なＡＣ電気波形を理解するであろう。

引き続き図２を参照すると、センサモジュール２２は、他のタイプのセンサの中でも電圧センサ及び電流センサを含み得る。様々な実施形態において、センサモジュール２２及びコントローラ２４は、器具の負荷の負荷インピーダンスを判定又は推定するように協働し得る。例えば、コントローラ２４は、器具の負荷の負荷インピーダンスを判定又は推定するために使用され得る非治療的電気波形を生成するように、ＲＦ出力ステージ２８に指示する。非治療的電気波形は、コネクタポート２１を介して発電機２０から器具に提供された電圧及び電流に対応し、かつコネクタポート２１を介して器具から発電機２０に戻るリターン電流に対応する。リターン電流は、センサモジュール２２によって検知され得、センサモジュール２２は、リターン電流測定値をコントローラ２４に伝達し得る。コントローラ２４は、リターン電流測定値を使用して、器具の負荷の負荷インピーダンスを判定又は推定し得る。例えば、負荷インピーダンスは、ＲＦ出力ステージ２８によって提供された電圧が検知されたリターン電流で除算されて判定又は推定され得る。様々な実施形態において、センサモジュール２２の電圧センサは、コネクタポート２１に提供された電圧を検知し得、検知された電圧は、器具の負荷の負荷インピーダンスを判定又は推定するために検知されたリターン電流と共に使用され得る。例えば、負荷インピーダンスは、検知された電圧を検知されたリターン電流で除算して判定又は推定され得る。

図４に関してより詳細に説明されるように、負荷インピーダンスが、約８千（８０００）オームなどの、所定の閾値より高い場合、コントローラ２４は、器具が組織を把持していないと判定し得る。一方、負荷インピーダンスが、約４オームなどの所定の閾値未満である場合、コントローラ２４は、器具のアクティブ電極及びリターン電極が共に短絡されていると判定し得る。そうでない場合、コントローラ２４は、器具が組織を把持していると判定し得る。

様々な実施形態において、コントローラ２４及びセンサモジュール２２は、器具が他の方式で組織を把持しているか否かを判定し得る。上述のように、ユーザは、発電機２０で設定するエネルギーを設定し得、発電機２０は、指示されたエネルギーを提供するように電源２７及びＲＦ出力ステージ２８によって提供される電圧及び／又は電流を制御し得る。器具が組織を把持していないとき、有意な電流が器具によって生成されない。したがって、処置エネルギーは、発電機２０によって器具に実際に提供されず、ＲＦ出力ステージ２８の出力の電圧は、本質的に同一のままになる。器具が組織を把持したとき、電流が、その後、器具によって生成され、発電機２０に、指示された処置エネルギー設定を提供するために電圧を変化させる。電圧の変化は、波高率として既知のパラメータを使用して特徴付けられ得、これは、当業者が実効値（ｒｏｏｔ−ｍｅａｎ−ｓｑｕａｒｅｄ、ＲＭＳ）電圧に対するピーク電圧の比率として理解するであろう。様々な実施形態において、センサモジュール２２は、電圧を測定する１つ以上の電圧センサを含み得、波高率を決定する目的で測定値をコントローラ２４に伝達し得る。様々な実施形態において、波高率が所定の閾値より高い場合、コントローラは、器具が組織を把持したと判定し得る。図２の例示された実施形態は、例示的なものであり、例示されたもの以外の構成、構成要素、及び機器は、本開示の範囲内であると企図される。

図３は、本開示の態様による、例示的な器具の例示である。図３に例示される器具は、バイポーラ鉗子１０であり、これは、血管凝固及び組織切開などの様々な手術のために使用され得る。バイポーラ鉗子１０は、ケーブルを介して電気外科発電機に接続するように構成された２つの端子１６、１７を有する電気コネクタ１１を含む。一方の端子１６は、発電機から器具１０に電流を流し、他方の端子１７は、器具１０から発電機に電流を戻す。

電気コネクタ１１は、電気コネクタ１１から延在する２つのアーム１２、１４に取り付けられる。２つのアーム１２、１４は、電気コネクタ１１の反対側の端の電極１８、１９で終端する。一方の電極１８は、本明細書ではアクティブ電極と称され、他方の電極１９は、リターン電極と称される。アクティブ電極１８は、発電機から受信した電流を流し、リターン電極１９は、電流を発電機に戻す。２つのアーム１２、１４は、電気コネクタ１１の端子１６、１７を電極１８、１９と接続する導体（図示せず）を含む。加えて、２つのアーム１２、１４は、アーム１２、１４がその休止状態に離れるように、互いから離れるように機械的に付勢される。バイポーラ鉗子１０を使用する外科医は、力の量を変更してアーム１２、１４を握り込み、アーム１２、１４及び電極１８，１９を共により近くに押し込み、電極１８、１９の間で組織を把持し得る。

組織を切開するためにバイポーラ鉗子１０を使用するとき、電極１８、１９が共に短絡されるようになることが可能である。例えば、外科医がアーム１２、１４を握り込んで組織を把持するとき、電極１８、１９は、共により近くに押し込まれる。組織が依然として把持されている間、切開手術が進行し、電極１８、１９は、短絡されない。しかしながら、一度、組織が切開されると、その地点でのアーム１２、１４の継続した握り込みが、電極１８、１９を共に短絡させて過熱させ、アークが形成し得る。したがって、器具が把持している又は依然として組織を把持しているか否か判定することが有益である。

本開示の一態様によると、器具１０は、器具１０が組織を把持しているか否かを判定するための１つ以上のセンサ１５を含み得る。図３に関して、センサ１５は、アーム１２、１４の一方又は両方に位置し得る。様々な実施形態において、センサ１５は、組織が圧力センサと接触しているか否かを指示する圧力センサであり得る。様々な実施形態において、センサ１５は、光センサであってもよく、これは、光が光センサに到達することを組織が妨げるか否かを指示する。圧力センサ及び／又は光センサは、アクティブ電極１８及びリターン電極１９に近接して位置し得、それにより、センサ信号は、アクティブ電極１８及びリターン電極１９が組織を把持しているか否かを指示する。様々な実施形態において、センサ１５は、センサ信号が、アクティブ電極１８及びリターン電極１９が組織を把持しているか否かを指示し得る限り、器具１０の別の位置に配置されてもよい。様々な実施形態において、器具１０は、組織が器具１０によって把持されているか否かを手動で支持するようにユーザがトグル切り換えし得る手動スイッチ（図示せず）を含んでもよい。圧力センサ、光センサ、又は手動スイッチからの信号は、器具１０から発電機に伝達され得る。様々な実施形態において、信号は、電気コネクタ１１の端子１６、１７を使用して伝達され得る。様々な実施形態において、信号は、器具１０及び発電機を接続するケーブル（図１の２３）内の別の導体を使用して伝達されてもよく、電気コネクタ１１は、この伝達のために第３の端子（図示せず）を含んでもよい。

図３の例示された実施形態は、例示的なものであり、他の器具が、本開示の範囲内であると企図される。様々な実施形態において、器具１０は、外科医が、Ｋｌｅｐｐｉｎｇｅｒ鉗子などの、器具に様々な程度の力を加えることによって、組織上に様々な程度の圧力を及ぼすことを可能にする別の電気外科器具であってもよい。

上に説明されたものは、電気外科エネルギーを生成、制御、及び印加するシステム、方法、及び機器である。以下では、組織切開手術中に電気外科エネルギーを制御するための方法を説明する。

上に説明されたように、バイポーラ鉗子を切開などの電気外科手術に使用するとき、鉗子の電極が共に短絡することになる場合が存在し得る。この短絡は、発電機によって提供された大量の電流が鉗子を通って流されることを結果としてもたらし得、鉗子電極の多大な加熱及び摩耗を結果としてもたらす。加熱及び摩耗は、結果として鉗子電極が共にくっつくことを引き起こし得、外科医が電極を強制的に分離する必要がある。したがって、電極が互いに短絡した直後に外科医が電極を開くとき、突然開くことが、電極間の電流の流れを止め、発電機が電圧を急激に上昇させることによって反応することを引き起こし、これは、電極間でアーク発生を引き起こし得る。かかるアーク発生は、孔食及び電極破壊を引き起こし得、これは、リターン電極及びアクティブ電極が組織によりくっつくことを引き起こし得る。

本開示の態様によると、電気外科器具の電極が共に短絡されたと判定されたとき、器具の電極の加熱が、発電機によって器具に提供される処置エネルギーの電流制限を低減することによって軽減され得、外科医に短絡状態を通知する。その後、器具の電極が分離されたと判定されたとき、電極間のアーク発生は、発電機によって器具に提供される処置エネルギーの電圧制限を低減することによって軽減され得る。この場合、発電機によって器具に提供される電圧を単に低減するのではなく、本開示は、その代わりに電圧制限を低減する。

図２を参照すると、電流制限及び電圧制限は、メモリ内２６に記憶されたパラメータであり得、それらは、調節可能であり得る。電流制限パラメータは、発電機２０が器具に提供することができる最大電流ではない。むしろ、電流制限パラメータは、発電機２０が電気エネルギーを器具に提供する際に超えない電流を指定する。様々な実施形態において、電流が電流制限を超えた場合、発電機２０は、電流を電流制限まで又は電流制限の下まで低減し得る。同様に、電圧制限パラメータは、発電機２０が器具に提供することができる最大電圧ではない。むしろ、電圧制限パラメータは、発電機２０が電気エネルギーを器具に提供する際に超えない電圧を指定する。様々な実施形態において、電圧が電圧制限を超えた場合、発電機２０は、電圧を電圧制限まで又は電圧制限の下まで低減し得る。電圧制限及び電流制限の運用において、センサモジュール２２は、器具に提供された電圧値及び電流値を検知し得、かつこれらの検知された値をコントローラ２４に伝達し得る。コントローラ２４は、検知された電流値及び電圧値を使用して、電流制限及び電圧制限を運用し得る。

図４は、本開示の態様による、器具に提供される処置エネルギーの電流制限を低減するための発電機についての方法のフロー図を示す。開示される方法は、メモリ内に記憶され、かつプロセッサ上で実行される機械命令によって全体的に又は部分的に実装され得る。様々な実施形態において、開示される方法は、フィールドプログラマブルゲートアレイによって実装され得る。

図１もまた参照すると、ステップ４０２において、発電機２０は、指示された処置エネルギーを器具１０に提供し得る。本明細書で上に説明されたように、処置エネルギーは、発電機２０のユーザインターフェースを使用してユーザによって設定され得る。様々な実施形態において、指示された処置エネルギーは、例えば、約１〜９５ワットの電力であり得る。本開示の態様によると、処置エネルギーは、処置エネルギーを提供する際に、発電機が電流制限までの電流のみを提供するか又は電流を電流制限まで低減するように、対応する電流制限を有する。様々な実施形態において、各処置エネルギー設定は、対応する電流制限を有し、より高いエネルギー設定は、より高い電流制限を有し得る。様々な実施形態において、電流制限は、約２アンペアであり得る。

図３もまた参照すると、ステップ４０４において、発電機２０は、器具１０のアクティブ電極１８とリターン電極１９との間の負荷インピーダンスに関する信号を器具１０から経時的に受信し得る。図２に関して論じられるように、信号は、非治療的電気波形に基づいて器具１０から発電機２０に戻されるリターン電流であり得る。

ステップ４０６において、発電機２０によって受信された信号は、アクティブ電極１８及びリターン電極１９が、現在共に短絡されていること、並びに短絡前にアクティブ電極１８及びリターン電極１９が組織を把持していたことを判定するために、発電機２０によって使用され得る。図２に関して説明されるように、負荷インピーダンスは、器具１０が組織を把持しているか否かを判定するために使用され得る。負荷インピーダンスが、約４オームなどの所定の閾値未満である場合、コントローラ２４は、器具のアクティブ電極及びリターン電極が共に短絡されていると判定し得る。負荷インピーダンスが、所定の閾値より高く、かつ約８千（８０００）オームなどの別の所定の閾値より低い場合、コントローラ２４は、器具が組織を把持していると判定し得る。したがって、コントローラ２４によって経時的に判定される負荷インピーダンスは、負荷インピーダンスが現在約４オームより低いため、アクティブ電極１８及びリターン電極１９が現在共に短絡されていることを指示し得る。短絡の前に、コントローラ２４によって判定された負荷インピーダンスは、負荷インピーダンスが約４オームより高いが約８千（８０００）オームより低いため、アクティブ電極１８及びリターン電極１９が組織を把持していることを指示し得る。

ステップ４０８において、コントローラ（図２の２４）が、器具１０のアクティブ電極及びリターン電極が共に短絡されたと判定したとき、発電機２０は、器具１０に提供される処置エネルギーに対応する電流制限を低減する。このように、処理エネルギーに応じた電流制限パラメータは、メモリ２６に記憶させることができ、かつ調整可能であり得る。したがって、コントローラ（図２の２４）が、器具１０のアクティブ電極及びリターン電極が共に短絡されたと判定したとき、コントローラは、エネルギー設定に対応する電流制限パラメータにアクセスし得、電流制限を低減し得る。様々な実施形態において、低減する前の電流制限は、約２アンペアであり得る。様々な実施形態において、低減された電流制限は、約１アンペア若しくは約０．５アンペア又は他の値とすることができる。

ステップ４１０において、発電機２０は、アクティブ電極及びリターン電極の間の負荷の負荷インピーダンスに関する更なる信号を器具から経時的に受信する。ステップ４０４と同様、信号は、非治療的電気波形に基づいて器具１０から発電機２０に戻されるリターン電流であり得る。

ステップ４１２において、発電機２０は、負荷インピーダンスを判定するために更なる信号を使用し、アクティブ電極及びリターン電極がもはや短絡されておらず、かつ組織を把持していないことを指示する、約８千（８０００）オームなどの閾値の上であることを判定し得る。ステップ４１４において、負荷インピーダンスが閾値の上である判定に基づいて、発電機２０は、器具に提供される電気エネルギーに対応する電圧制限を低減し得る。

図２もまた参照すると、メモリ２６は、他のパラメータの中でも電力制限、電圧制限、電流制限、電力変化の傾斜率、電圧変化の傾斜率、及び電流変化の傾斜率などの、電気外科エネルギーを制御するための様々なパラメータを記憶し得る。様々な実施形態において、これらのパラメータは、調整可能である。様々な実施形態において、電力制限、電圧制限、及び電流制限は、それぞれ、発電機２０が器具に提供することができる最大電力、電圧、及び電流よりも低い。

様々な実施形態において、コントローラ２４が電流制限を低減したとき、器具に提供される電流は、低減された電流制限に基づいて減少し得る。コントローラ２４は、毎秒約４．５アンペアの速度で電流を低減するように電源２７及びＲＦ出力ステージ２８を制御し得る。コントローラ２４が電圧制限を低減するとき、器具に提供される電圧は、低減された電圧制限に基づいて減少し得る。コントローラ２４は、毎秒約９００ボルトの速度で電圧を低減するように電源２７及びＲＦ出力ステージ２８を制御し得る。

したがって、上に説明されたものは、電気外科エネルギーを提供、制御、及び印加するためのシステム、方法、及び機器である。本開示の例示的な実施形態が添付の図面を参照して本明細書で説明されたが、本開示は、これらの寸分違わない実施形態に限定されるものではなく、様々な他の変更及び修正が、本開示の範囲及び概念から逸脱せずに当業者によってなされ得ることが理解されるべきである。

Claims (14)

1. アクティブ電極およびリターン電極を有する器具に電気処置エネルギーを提供するように構成された電気外科発電機であって、
   前記発電機は、
   プロセッサと、
   命令が記憶されたメモリと
   を備え、
   前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、
   指示された処置エネルギーを前記器具に提供することであって、前記指示された処置エネルギーは、ユーザによって設定され、かつ、対応する電流制限を有する、ことと、
   前記器具の前記アクティブ電極と前記リターン電極との間の負荷インピーダンスに関する信号を前記器具から経時的に受信することと、
   前記信号に基づいて、前記アクティブ電極および前記リターン電極が現在共に短絡されていること、および、短絡の前に前記器具が前記アクティブ電極と前記リターン電極との間で組織を把持していたことを判定することと、
   前記判定に基づいて、前記器具に提供されている処置エネルギーの電流制限をある値まで低減することであって、前記値は、前記対応する電流制限の下であり、かつ、ゼロの上である、ことと
   を前記発電機に行わせる、電気外科発電機。
2. 前記対応する電流制限は、前記器具に提供されることができる最大電流よりも小さい、請求項１に記載の電気外科発電機。
3. 前記判定の際に、前記メモリは、更なる命令を記憶しており、前記更なる命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記器具が組織を把持していたこと、および、前記負荷インピーダンスが閾値の上から前記閾値の下まで減少することに基づいて、前記アクティブ電極および前記リターン電極が現在共に短絡されていることを判定することを前記発電機に行わせる、請求項１に記載の電気外科発電機。
4. 前記負荷インピーダンス閾値は、約４オームである、請求項３に記載の電気外科発電機。
5. 前記アクティブ電極および前記リターン電極が短絡されていることを指示するように構成された指示器を更に備え、前記指示器は、視覚的指示器または音声指示器のうちの１つである、請求項１に記載の電気外科発電機。
6. 前記指示された処置エネルギーは、対応する電圧制限を有し、前記メモリは、更なる命令を記憶しており、
   前記更なる命令は、前記プロセッサによって実行されると、
   前記アクティブ電極と前記リターン電極との間の前記負荷インピーダンスに関する更なる信号を前記器具から受信することと、
   前記更なる信号に基づいて、前記負荷インピーダンスが閾値の上であることを判定することと、
   前記負荷インピーダンスが前記閾値の上であるという判定に基づいて、前記器具に提供されている処置エネルギーの電圧制限を前記対応する電圧制限の下まで低減することと
   を前記発電機に更に行わせる、請求項１に記載の電気外科発電機。
7. 前記対応する電圧制限は、前記器具に提供されることができる最大電圧よりも小さい、請求項６に記載の電気外科発電機。
8. アクティブ電極およびリターン電極を有する器具に電気処置エネルギーを提供するためのシステムを動作させる方法であって、前記システムは、電気外科発電機を含み、
   前記方法は、
   前記電気外科発電機が、指示された処置エネルギーを前記器具に提供することであって、前記指示された処置エネルギーは、ユーザによって設定され、かつ、対応する電流制限を有する、ことと、
   前記電気外科発電機が、前記器具の前記アクティブ電極と前記リターン電極との間の負荷インピーダンスに関する信号を前記器具から経時的に受信することと、
   前記電気外科発電機が、前記信号に基づいて、前記アクティブ電極および前記リターン電極が現在共に短絡されていること、および、短絡の前に前記器具が前記アクティブ電極と前記リターン電極との間で組織を把持していたことを判定することと、
   前記電気外科発電機が、前記判定に基づいて、前記器具に提供されている処置エネルギーの電流制限をある値まで低減することであって、前記値は、前記対応する電流制限の下であり、かつ、ゼロの上である、ことと
   を含む、方法。
9. 前記対応する電流制限は、前記器具に提供されることができる最大電流よりも小さい、請求項８に記載の方法。
10. 前記電気外科発電機が、前記器具が組織を把持していたこと、および、前記負荷インピーダンスが閾値の上から前記閾値の下まで減少することに基づいて、前記アクティブ電極および前記リターン電極が現在共に短絡されていることを判定することを更に含む、請求項８に記載の方法。
11. 前記負荷インピーダンス閾値は、約４オームである、請求項１０に記載の方法。
12. 前記指示された処置エネルギーは、対応する電圧制限を有し、
    前記方法は、
    前記電気外科発電機が、前記アクティブ電極と前記リターン電極との間の前記負荷インピーダンスに関する更なる信号を前記器具から受信することと、
    前記電気外科発電機が、前記更なる信号に基づいて、前記負荷インピーダンスが閾値の上であることを判定することと、
    前記電気外科発電機が、前記負荷インピーダンスが前記閾値の上であるという判定に基づいて、前記器具に提供されている処置エネルギーの電圧制限を前記対応する電圧制限の下まで低減することと
    を更に含む、請求項８に記載の方法。
13. 前記対応する電圧制限は、前記器具に提供されることができる最大電圧よりも小さい、請求項１２に記載の方法。
14. 組織を処置するためのシステムであって、
    前記システムは、
    電気処置エネルギーを受信し、かつ、組織を処置するように構成された電気外科器具と、
    電気外科発電機と
    を備え、
    前記電気外科発電機は、
    プロセッサと、
    命令が記憶されたメモリと
    を含み、
    前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、
    指示された処置エネルギーを前記器具に提供することであって、前記指示された処置エネルギーは、ユーザによって設定され、かつ、対応する電流制限を有する、ことと、
    前記器具の前記アクティブ電極と前記リターン電極との間の負荷インピーダンスに関する信号を前記器具から経時的に受信することと、
    前記信号に基づいて前記アクティブ電極および前記リターン電極が現在共に短絡されていること、および、短絡の前に前記器具が前記アクティブ電極と前記リターン電極との間で組織を把持していたことを判定することと、
    前記判定に基づいて、前記器具に提供されている処置エネルギーの電流制限をある値まで低減することであって、前記値は、前記対応する電流制限の下であり、かつ、ゼロの上である、ことと
    を前記発電機に行わせる、システム。