JP6655687B2 - 制御された電気外科的凝固のためのシステム及び方法 - Google Patents

制御された電気外科的凝固のためのシステム及び方法 Download PDF

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Description

１．技術分野
本開示は、全般的には電気外科用ジェネレータに関する。特に、本開示は、凝固のための電気外科用エネルギを提供し、制御し、及び印加するためのシステム及び方法に関する。
２．関連技術の背景技術
電気外科用ジェネレータは、外科手技において患者の組織を処置するための電気エネルギを提供するために使用される。双極鉗子又は別の電気外科用器具がジェネレータに接続されているとき、器具は、高周波電気エネルギで患者の組織を切断、凝固、又は封着するために使用されることができる。手術中に、ジェネレータからの電流が、患者の組織及び体液を通過することによって、器具のアクティブ電極とリターン電極との間を流れる。
電気外科用ジェネレータによって提供された電気エネルギは、組織を切断、凝固、又は封着する能力を高めるように成形された様々な波形を有する。様々な波形は、ジェネレータを動作させる様々なモードに対応し、それぞれのモードは、外科医に様々な手術のための利点を提供する。外科医は、外科手技の進行に応じて、様々な動作のモードを選択及び変更することができる。
様々なモードでは、電気外科手技のために適当な量のエネルギを印加することが重要である。例えば、過度のエネルギを印加することは、組織の切離又は破壊をもたらす恐れがある。過少のエネルギを印加することは、外科手技を妨げることになる恐れがある。したがって、行われている外科手技に対して、及び生じている手術状況に対して、電気外科用ジェネレータによって提供されるエネルギの量を制御することが所望される。これに合わせて、電気外科用ジェネレータによって提供される電気エネルギの制御の開発及び改良に絶え間ない関心が寄せられている。
本開示の電気外科用のシステム及び方法は、凝固のための電気外科用エネルギを提供し、制御し、及び印加するためのシステム及び方法に関する。後により詳細に説明するように、ジェネレータが凝固モードで動作して電気外科用エネルギを器具に提供するときに、調整可能な電圧傾斜率が、所定の閾値に到達している器具の負荷の負荷インピーダンスに基づいて設定され、電気外科用エネルギの電圧が、調整可能な電圧傾斜率に基づいて変更される。
開示される技術の一態様では、開示される技術は、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を提供するための電気外科用ジェネレータを含む。ジェネレータは、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するメモリとを含む。命令が実行されると、ジェネレータに、凝固モードでの器具への処置エネルギを制御させ、この処置エネルギは、凝固モードにおいて凝固を実現しかつ組織の切離を発生させない電圧傾斜率の範囲内の傾斜率に設定されることができる調整可能な電圧傾斜率を有する。ジェネレータは、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連する信号を器具から経時的に受信する。負荷インピーダンスが閾値を上回っているとき、ジェネレータは、調整可能な電圧傾斜率を電圧傾斜率の範囲内の傾斜率に設定し、この調整可能な電圧傾斜率で、器具に提供されている処置エネルギの電圧を減少させる。負荷インピーダンスが閾値を下回っているとき、ジェネレータは、調整可能な電圧傾斜率を電圧傾斜率の範囲内の傾斜率に設定し、この調整可能な電圧傾斜率で、器具に提供されている処置エネルギの電圧を増加させる。
様々な実施形態では、閾値は、およそ５５０オーム〜５００オームである。様々な実施形態では、負荷インピーダンスが閾値を下回っているとき、調整可能な電圧傾斜率はおよそ１８０ボルト毎秒に設定され、負荷インピーダンスが閾値より高いとき、調整可能な電圧傾斜率はおよそ２００ボルト毎秒に設定される。
様々な実施形態では、メモリは、プロセッサによって実行されると、ジェネレータに、信号に基づいて、器具が現在組織を把持していること、及び把持の前に、器具が組織を把持していなかったことを決定させる、更なる命令を含む。
様々な実施形態では、器具が現在組織を把持していることを決定する上で、メモリは、プロセッサによって実行されると、ジェネレータに、信号に基づいて、器具が現在組織を把持していること、及び第２の閾値より上から第２の閾値より下に減少している負荷インピーダンスに基づいて、把持の前に、器具が組織を把持していなかったことを決定させる、更なる命令を含む。様々な実施形態では、第２の閾値は、およそ８０００オームである。
本開示の態様によれば、本開示は、アクティブ電極とリターン電極とを有する器具に電気処置エネルギを提供するための方法を含み、この方法は、凝固モードで器具に提供するための処置エネルギを制御することを含み、この処置エネルギは、凝固モードにおいて凝固を実現しかつ組織の切離を発生させない電圧傾斜率の範囲内の傾斜率に設定されることができる調整可能な電圧傾斜率を有する。方法は、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連する信号を器具から経時的に受信することを含む。負荷インピーダンスが閾値を上回っているとき、方法は、調整可能な電圧傾斜率を電圧傾斜率の範囲内の傾斜率に設定し、この調整可能な電圧傾斜率で、器具に提供されている処置エネルギの電圧を減少させる。負荷インピーダンスが閾値を下回っているとき、方法は、調整可能な電圧傾斜率を電圧傾斜率の範囲内の傾斜率に設定し、この調整可能な電圧傾斜率で、器具に提供されている処置エネルギの電圧を増加させる。
様々な実施形態では、閾値は、およそ５５０オーム〜５００オームである。様々な実施形態では、負荷インピーダンスが閾値を下回っているとき、調整可能な電圧傾斜率はおよそ１８０ボルト毎秒に設定され、負荷インピーダンスが閾値より高いとき、調整可能な電圧傾斜率はおよそ２００ボルト毎秒に設定される。
様々な実施形態では、方法は、信号に基づいて、器具が現在組織を把持していること、及び把持の前に、器具が組織を把持していなかったことを決定する。様々な実施形態では、方法は、器具が現在組織を把持していること、及び第２の閾値より上から第２の閾値より下に減少している負荷インピーダンスに基づいて、把持の前に、器具が組織を把持していなかったことを決定する。様々な実施形態では、第２の閾値は、およそ８０００オームである。
本開示の態様によれば、本開示は、電気処置エネルギを提供するための電気外科用システムを含む。システムは、アクティブ電極及びリターン電極を有する器具と、器具に処置エネルギを提供するように構成されている電気外科用ジェネレータと、を含む。ジェネレータは、プロセッサと、命令が上に記憶されているメモリと、を含む。命令がプロセッサによって実行されると、ジェネレータに、凝固モードで器具に提供するための処置エネルギを制御させ、この処置エネルギは、凝固モードにおいて凝固を実現しかつ組織の切離を発生させない電圧傾斜率の範囲内の傾斜率に設定されることができる調整可能な電圧傾斜率を有する。ジェネレータは、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連する信号を器具から経時的に受信する。負荷インピーダンスが閾値を上回っているとき、ジェネレータは、調整可能な電圧傾斜率を電圧傾斜率の範囲内の傾斜率に設定し、この調整可能な電圧傾斜率で、器具に提供されている処置エネルギの電圧を減少させる。負荷インピーダンスが閾値を下回っているとき、ジェネレータは、調整可能な電圧傾斜率を電圧傾斜率の範囲内の傾斜率に設定し、この調整可能な電圧傾斜率で、器具に提供されている処置エネルギの電圧を増加させる。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
アクティブ電極とリターン電極とを有する器具に電気処置エネルギを提供するための電気外科用ジェネレータであって、上記ジェネレータは、
プロセッサと、
その上に命令を記憶しているメモリであって、上記命令は、上記プロセッサによって実行されると、上記ジェネレータに、
凝固モードで器具に提供するための処置エネルギを制御することであって、上記処置エネルギは、調整可能な電圧傾斜率を有しており、上記調整可能な電圧傾斜率は、上記凝固モードにおいて凝固を実現しかつ組織の切離を発生させない電圧傾斜率の範囲内の傾斜率に設定されることができる、ことと、
上記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連する信号を上記器具から経時的に受信することと、
上記負荷インピーダンスが閾値を上回っているとき、上記調整可能な電圧傾斜率を上記電圧傾斜率の範囲内の傾斜率に設定し、上記調整可能な電圧傾斜率で、上記器具に提供されている上記処置エネルギの電圧を減少させることと、
上記負荷インピーダンスが上記閾値を下回っているとき、上記調整可能な電圧傾斜率を上記電圧傾斜率の範囲内の傾斜率に設定し、上記調整可能な電圧傾斜率で、上記器具に提供されている上記処置エネルギの上記電圧を増加させることと、を行わせる、メモリと、を含む、電気外科用ジェネレータ。
（項目２）
上記閾値が、およそ５５０オーム〜５００オームである、上記項目に記載の電気外科用ジェネレータ。
（項目３）
上記負荷インピーダンスが上記閾値を下回っているとき、上記調整可能な電圧傾斜率が、およそ１８０ボルト毎秒に設定され、上記負荷インピーダンスが上記閾値より高いとき、上記調整可能な電圧傾斜率が、およそ２００ボルト毎秒に設定される、上記項目のいずれかに記載の電気外科用ジェネレータ。
（項目４）
上記調整可能な電圧傾斜率が、上記凝固モードにおいて組織の切離を発生させる別の電圧傾斜率に設定されることができ、他の電圧傾斜率が、上記電圧傾斜率の範囲よりも大きい、上記項目のいずれかに記載の電気外科用ジェネレータ。
（項目５）
上記プロセッサによって実行されると、上記ジェネレータに、上記信号に基づいて、上記器具が現在組織を把持していること、及び上記把持の前に、上記器具が組織を把持していなかったことを決定させる、更なる命令を、上記メモリが含む、上記項目のいずれかに記載の電気外科用ジェネレータ。
（項目６）
上記器具が現在組織を把持していることを決定する上で、上記プロセッサによって実行されると、上記ジェネレータに、上記信号に基づいて、上記器具が現在組織を把持していること及び、上記把持の前に、第２の閾値より上から上記第２の閾値より下に減少している上記負荷インピーダンスに基づいて上記器具が組織を把持していなかったことを決定させる、更なる命令を、上記メモリが含む、上記項目のいずれかに記載の電気外科用ジェネレータ。
（項目７）
上記第２の閾値が、およそ８０００オームである、上記項目のいずれかに記載の電気外科用ジェネレータ。
（項目８）
アクティブ電極とリターン電極とを有する器具に電気処置エネルギを提供するための方法であって、上記方法は、
凝固モードで器具に提供するための処置エネルギを制御することであって、処置エネルギは、調整可能な電圧傾斜率を有しており、上記調整可能な電圧傾斜率は、上記凝固モードにおいて凝固を実現しかつ組織の切離を発生させない電圧傾斜率の範囲内の傾斜率に設定されることができる、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連する信号を上記器具から経時的に受信することと、
上記負荷インピーダンスが閾値を上回っているとき、上記調整可能な電圧傾斜率を上記電圧傾斜率の範囲内の傾斜率に設定し、上記調整可能な電圧傾斜率で、上記器具に提供されている上記処置エネルギの電圧を減少させることと、
上記負荷インピーダンスが上記閾値を下回っているとき、上記調整可能な電圧傾斜率を上記電圧傾斜率の範囲内の傾斜率に設定し、上記調整可能な電圧傾斜率で、上記器具に提供されている上記処置エネルギの上記電圧を増加させることと、を含む、方法。
（項目９）
上記閾値が、およそ５５０オーム〜５００オームである、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１０）
上記負荷インピーダンスが上記閾値を下回っているとき、上記調整可能な電圧傾斜率が、およそ１８０ボルト毎秒に設定され、上記負荷インピーダンスが上記閾値より高いとき、上記調整可能な電圧傾斜率が、およそ２００ボルト毎秒に設定される、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１１）
上記調整可能な電圧傾斜率が、上記凝固モードにおいて組織の切離を発生させる別の電圧傾斜率に設定されることができ、他の電圧傾斜率が、上記電圧傾斜率の範囲よりも大きい、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１２）
上記信号に基づいて、上記器具が現在組織を把持していること、及び上記把持の前に、上記器具が組織を把持していなかったことを決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１３）
上記器具が現在組織を把持していることを決定することが、上記器具が組織を把持していること、及び上記把持の前に、第２の閾値より上から上記第２の閾値より下に減少している上記負荷インピーダンスに基づいて上記器具が組織を把持していなかったことを決定することを含む、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１４）
上記第２の閾値が、およそ８０００オームである、上記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１５）
電気処置エネルギを提供するための電気外科用システムであって、上記システムは、
アクティブ電極及びリターン電極を有する器具と、
処置エネルギを上記器具に提供するように構成されている電気外科用ジェネレータであって、上記ジェネレータは、
プロセッサと、
その上に命令を記憶しているメモリであって、上記命令は、上記プロセッサによって実行されると、上記ジェネレータに、
凝固モードで上記器具に提供するための処置エネルギを制御することであって、上記処置エネルギは、調整可能な電圧傾斜率を有しており、上記調整可能な電圧傾斜率は、上記凝固モードにおいて凝固を実現しかつ組織の切離を発生させない電圧傾斜率の範囲内の傾斜率に設定されることができる、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連する信号を上記器具から経時的に受信することと、
上記負荷インピーダンスが閾値を上回っているとき、上記調整可能な電圧傾斜率を上記電圧傾斜率の範囲内の傾斜率に設定し、上記調整可能な電圧傾斜率で、上記器具に提供されている上記処置エネルギの電圧を減少させることと、
上記負荷インピーダンスが上記閾値を下回っているとき、上記調整可能な電圧傾斜率を上記電圧傾斜率の範囲内の傾斜率に設定し、上記調整可能な電圧傾斜率で、上記器具に提供されている上記処置エネルギの上記電圧を増加させることと、を行わせる、メモリと、を含む、電気外科用ジェネレータと、を含む、電気外科用システム。
（摘要）
本開示は、凝固モードで提供される処置エネルギを制御する電気外科用ジェネレータを含み、処置エネルギは、電圧傾斜率の範囲内の傾斜率に設定されることができる調整可能な電圧傾斜率を有する。ジェネレータは、負荷インピーダンスに関連する信号を器具から経時的に受信する。負荷インピーダンスが閾値を上回っているとき、ジェネレータは、調整可能な電圧傾斜率を電圧傾斜率の範囲内の傾斜率に設定し、この調整可能な電圧傾斜率で、処置エネルギの電圧を減少させる。負荷インピーダンスが閾値を下回っているとき、ジェネレータは、調整可能な電圧傾斜率を電圧傾斜率の範囲内の傾斜率に設定し、この調整可能な電圧傾斜率で、処置エネルギの電圧を増加させる。
本開示の様々な実施形態を、添付の図面を参照して説明する。
本開示の態様による、電気外科用ジェネレータを含む例示的な電気外科用システムを示している模式図である。 本開示の態様による、図１の電気外科用ジェネレータの例示的な構成要素のブロック図を示す。 図１の電気外科用器具の図を示す。 本開示の態様による、電気外科用システムの例示的な動作の流れ図を示す。
本開示は、凝固のための電気外科用エネルギを提供し、制御し、及び印加するためのシステム及び方法に関する。本明細書においてより詳細に説明するように、本開示の一態様では、ジェネレータが凝固モードで動作して電気外科用エネルギを器具に提供するときに、調整可能な電圧傾斜率が、所定の閾値に到達している器具の負荷の負荷インピーダンスに基づいて設定され、電気外科用エネルギの電圧が、調整可能な電圧傾斜率に基づいて変更される。
本明細書でおよその値を有するパラメータに関連して用語「およそ」が使用されるとき、同パラメータは、ちょうどの値を有し得ることも、ノイズなどの環境要因により又は、これらに限定されないが、ビット数若しくは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の制限により、この値とは異なる別の値を有し得ることも意図される。
図１をここで参照すると、本開示の態様による、例示的な電気外科用システム１００の図が示されている。システム１００は、電気外科用ジェネレータ２０と、電気外科用器具１０と、ジェネレータ２０及び器具１０を接続しているケーブル２３と、フットスイッチ４０と、を含む。様々な実施形態では、ケーブル２３及び器具１０は、分離可能であってよい。様々な実施形態では、ケーブル２３は、器具１０に取り付けられてよく、器具１０から分離不能であってよい。ジェネレータ２０は、ケーブル２３を受容するポート２１を含む。様々な実施形態では、器具１０は双極器具であり、ジェネレータ２０のポート２１は双極器具ポートである。当業者なら理解するように、双極器具は、ジェネレータから電気エネルギを受け取り、その一部を印加して組織を処置し、エネルギの一部をジェネレータに戻す。図１に示されている器具１０は、例示的な双極鉗子であり、図３に関連してより詳細に説明する。様々な実施形態では、器具１０は、別のタイプの双極電気外科用器具であり得る。
図１を続けて参照すると、ジェネレータ２０は、様々なタイプの手技のために電気エネルギを提供するように、利用者がジェネレータ２０を設定することを可能にするユーザインターフェイス（図示せず）を含む。様々な実施形態では、ジェネレータ２０は、血管凝固、組織切離、又は他のタイプの電気外科手技のために電気エネルギを提供することができる。当業者なら、電気外科的パラメータが一般にこのような手技に適していることを理解するであろう。様々な実施形態では、ユーザインターフェイス（図示せず）は、ジェネレータ２０が器具１０に提供する電気エネルギを利用者が指定することを可能にするエネルギ設定を含むことができる。
図１では、システム１００はまた、ジェネレータ２０と連通しているフットスイッチ４０も含む。フットスイッチ４０は、押し下げると、電気エネルギを活性化して器具１０に提供することをジェネレータ２０に示すことができ、フットスイッチ４０を解放すると、電気エネルギを不活化することをジェネレータ２０に示すことができる。図１の図示されている実施形態は例示を目的としたものであり、図示されているもの以外の構成、構成要素、及び装置は、本開示の範囲内にあることが企図されている。
図２をここで参照すると、本開示の態様による、電気外科用ジェネレータ２０の例示的な構成要素のブロック図が示されている。示されている実施形態では、ジェネレータ２０は、コントローラ２４と、電源２７と、高周波（ＲＦ）エネルギ出力段２８と、センサモジュール２２と、様々なタイプの電気外科用器具を接続する１つ以上のコネクタポート２１と、を含む。ジェネレータ２０は、ユーザインターフェイス（図示せず）を含むことができ、これにより、利用者は、ジェネレータ２０に対して、動作のモード及び電力設定など、様々なパラメータを選択することが可能になる。動作のモードは、例えば、凝固モード及び組織切離モードを含むことができる。様々な実施形態では、電力設定は、例えば、５ワット、３０ワット、７０ワット、又は９５ワットなど、０〜電力制限の範囲内になるように利用者が指定することができる。
示されている実施形態では、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。様々な実施形態では、コントローラ２４又はマイクロプロセッサ２５は、これらに限定されないが、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（ＦＰＧＡ）、又は中央処理装置（ＣＰＵ）など、別のタイプのプロセッサであってよい。様々な実施形態では、メモリ２６は、ランダムアクセスメモリ、リードオンリメモリ、磁気ディスクメモリ、ソリッドステートメモリ、光学式ディスクメモリ、及び／又は別のタイプのメモリであり得る。様々な実施形態では、メモリ２６は、コントローラ２４から分離させることができ、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と通信することができる。メモリ２６は、ジェネレータ２０を動作させるためにマイクロプロセッサ２５によって実行されることができる機械命令を含む。ジェネレータ２０の様々な動作について以下に説明する。このような動作は、マイクロプロセッサ２５によって実行可能な機械命令によって制御されることができる。
図２を続けて参照すると、様々な実施形態では、電源２７は、壁コンセントからのＡＣエネルギなど、ＡＣエネルギを受け取り、このＡＣエネルギをＤＣエネルギに変換する変換器であり得る。電源２７は、コントローラ２４に電力を提供することができ、またコントローラ２４によって制御可能でもあり得る。例えば、コントローラ２４は、利用者が指定したエネルギ設定に基づいて電源２７を制御することができる。電源２７によって生成されたＤＣエネルギは、ＲＦエネルギ出力段２８に伝達される。様々な実施形態では、ＲＦ出力段２８は、ＤＣエネルギをＡＣ電気波形に変換し、コネクタポート２１を介してこの波形を電気外科用器具に伝達する。様々な実施形態では、ＲＦ出力段２８は、共振タンクを駆動するＨブリッジを含むことができる。当業者なら、電源２７及びＲＦ出力段２８の様々な実装を理解するであろうし、凝固、組織切離、及び他の動作に適しているＡＣ電気波形を理解するであろう。
図２を続けて参照すると、センサモジュール２２は、数ある種類のセンサの中で、電圧センサ及び電流センサを含むことができる。様々な実施形態では、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決定又は推定するために協調することができる。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決定又は推定するために使用することができる非治療的電気波形を生成するように、ＲＦ出力段２８に指示することができる。非治療的電気波形は、ジェネレータ２０からコネクタポート２１を介して器具に提供される電圧及び電流と一致し、また器具からコネクタポート２１を介してジェネレータ２０に戻るリターン電流と一致する。リターン電流は、センサモジュール２２によって感知することができ、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に伝えることができる。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決定又は推定することができる。例えば、負荷インピーダンスは、ＲＦ出力段２８によって提供された電圧を感知されたリターン電流で除した値として決定又は推定することができる。様々な実施形態では、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感知することができ、感知された電圧は、器具の負荷の負荷インピーダンスを決定又は推定するために、感知されたリターン電流と共に使用されることができる。例えば、負荷インピーダンスは、感知された電圧を感知されたリターン電流で除した値として決定又は推定することができる。図４に関連してより詳細に説明するように、負荷インピーダンスが、およそ８０００オームなどの所定の閾値より大きいと、コントローラ２４は、器具が組織を把持していないことを決定することができる。一方、負荷インピーダンスが、４オームなどの所定の閾値より小さいと、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していることを決定することができる。他の状態では、コントローラ２４は、器具が組織を把持していることを決定することができる。
様々な実施形態では、コントローラ２４及びセンサモジュール２２は、器具が他の方法で組織を把持しているかどうかを決定することができる。上述したように、利用者は、ジェネレータ２０においてエネルギ設定を設定することができ、ジェネレータ２０は、指示されたエネルギを提供するように、電源２７及びＲＦ出力段２８によって提供される電圧及び／又は電流を制御することができる。器具が組織を把持していないとき、意味のある電流が器具によって引き出されることはない。したがって、処置エネルギが、ジェネレータ２０によって器具に実際に提供されることはなく、ＲＦ出力段２８の出力における電圧は、本質的に同じ状態のままになる。器具が組織を把持すると、器具によって電流が引き出され、ジェネレータ２０に、指示された処置エネルギ設定を提供するように電圧を変化させることになる。電圧の変化は、波高率として知られるパラメータを使用して特徴付けることができ、当業者なら、波高率を二乗平均平方根（ＲＭＳ）電圧に対するピーク電圧の比として理解するであろう。様々な実施形態では、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むことができ、波高率を決定するために測定値をコントローラ２４に伝えることができる。様々な実施形態では、波高率が所定の閾値より大きいと、コントローラは、器具が組織を把持していることを決定することができる。図２の図示されている実施形態は例示を目的としたものであり、図示されているもの以外の構成、構成要素、及び装置は、本開示の範囲内にあることが企図されている。
図３は、本開示の態様による、例示的な器具の図である。図３に示されている器具は双極鉗子１０であり、血管凝固及び組織切離などの様々な手技に使用され得る。双極鉗子１０は、ケーブルを介して電気外科用ジェネレータに接続するように構成されている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、ジェネレータからの電流を器具１０に伝達することができ、他方の端子１７は、器具１０からの電流をジェネレータに戻すことができる。
電気コネクタ１１は、電気コネクタ１１から延びている２本のアーム１２、１４に取り付けられる。２本のアーム１２、１４は、電気コネクタ１１と向き合う端部において電極１８、１９で終端する。一方の電極１８は本明細書においてアクティブ電極と称し、他方の電極１９はリターン電極と称する。アクティブ電極１８は、ジェネレータから受け取った電流を伝達し、リターン電極１９は電流をジェネレータに戻す。２本のアーム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、アーム１２、１４が休止状態において離れるように、２本のアーム１２、１４は互いから離れる方向に機械的に付勢されている。双極鉗子１０を使用している外科医は、様々な量の力でアーム１２、１４を握り締めてアーム１２、１４及び電極１８、１９を互いに接近させ、電極１８、１９の間に組織を把持することができる。
本開示の一態様によれば、器具１０が組織を把持しているかどうかを決定するために、器具１０は１つ以上のセンサ１５を含むことができる。図３に関連しては、センサ１５は、アーム１２、１４の一方又は両方に位置することができる。様々な実施形態では、センサ１５は、組織が圧力センサと接触しているかどうかを示す圧力センサであり得る。様々な実施形態では、センサ１５は、光が光センサに届くのを組織が妨げているかどうかを示す光センサであり得る。圧力センサ及び／又は光センサは、アクティブ電極及びリターン電極１８、１９の近くに位置することができ、その結果、センサ信号は、アクティブ電極及びリターン電極１８、１９が組織を把持しているかどうかを示すものとなる。様々な実施形態では、センサ信号が、アクティブ電極及びリターン電極１８、１９が組織を把持しているかどうかを示すものになる限り、センサ１５は、器具１０の別の場所に配置されることができる。様々な実施形態では、器具１０は、組織が器具１０によって把持されているかどうかを手動で示すために利用者がトグルで切り換えることができる手動スイッチ（図示せず）を含むことができる。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からジェネレータに伝えることができる。様々な実施形態では、信号は、電気コネクタ１１の端子１６、１７を使用して伝えることができる。様々な実施形態では、信号は、器具１０及びジェネレータを接続しているケーブル（図１、２３）内の別の導体を使用して伝えることができ、電気コネクタ１１は、この通信のために第３の端子（図示せず）を含むことができる。
図３の図示されている実施形態は例示を目的としたものであり、他の器具は本開示の範囲内にあることが企図されている。様々な実施形態では、器具１０は、外科医が様々な程度の力をＫｌｅｐｐｉｎｇｅｒ鉗子などの器具に加えることによって様々な程度の圧力を組織に働かせることを可能にする別の電気外科用器具であり得る。
上に記載してきた内容は、電気外科用エネルギを生成、制御、及び印加するためのシステム、方法、及び装置である。以下に、凝固手技中に電気外科用エネルギを制御するための方法について説明する。
上述したように、利用者は、ユーザインターフェイスを使用してジェネレータの電気処置電力を設定することができる。電力は電圧と電流の積であるため、ジェネレータは、一般に、電流及び／又は電圧を調整することによって、指示された電力を提供しようと試みることになる。即ち、指示された電力をＰｓ＝Ｖ・Ｉで表すと、ジェネレータは、ＶとＩの積がＰｓになるように、Ｖ及び／又はＩを変化させることを試みる。
加えて、器具の中を実際に流れている電流は、器具によって処置されている組織の負荷インピーダンスに依存する。組織インピーダンスは、様々な理由で変化し得る。様々な状況では、組織温度が上がると、組織インピーダンスは増加し得る。また、組織が乾燥するにつれ、組織の含水量が低下し、組織のインピーダンスを上昇させる。加えて、外科医が様々な程度の力を器具に加えることによって様々な程度の圧力を組織に働かせることができる鉗子の場合では、組織インピーダンスは、組織に加えられた増加する圧力と共に増加する。負荷インピーダンスをＺＬで表すと、電流はＩ＝Ｖ／ＺＬである。電力の式とインピーダンスの式を合成すると、Ｐｓ＝Ｖ２／ＺＬを得ることができる。この関係式に基づいて、負荷インピーダンスＺＬが増加すると、ジェネレータは、Ｖ２／ＺＬ＝Ｐｓが維持されるように電圧Ｖを上げることによって、指示された電力Ｐｓを維持することを試みる。したがって、負荷インピーダンスが増加すると、ジェネレータは、特定の電力設定を維持するために電圧を上げる。
電気外科用エネルギを凝固用に使用するときに、過度の電圧を組織に印加することは、ジェネレータが凝固モードで動作している場合であっても、意図しない切離を引き起こし得ることが明らかになっている。上述したように、ジェネレータ電圧は組織インピーダンスと共に上昇するので、電圧は、切離が起こる特定の高さに到達する可能性がある。本開示の一態様によれば、ジェネレータは、凝固モードで切離が起こるほど電圧が高く上昇するのを防ぐために、電圧を減少させることができる。Ｐｓ＝Ｖ２／ＺＬに基づくと、電圧を減少させることはまた、ジェネレータによって提供される電力を減少させることになる。ある時点において、電力を過少に提供することは、不十分な凝固をもたらすことになる。したがって、十分な凝固を維持するために、ジェネレータは、ある時点において電圧及び電力を増加させることが必要になる。
本開示の一態様によれば、ジェネレータによって提供される電力を減少させることは、組織インピーダンスを減少させることが明らかになっている。増加した組織インピーダンスは、ジェネレータ電圧を増加させることと対応しており、ジェネレータ電圧及び電力を減少させることは、減少した組織インピーダンスと対応するため、組織インピーダンスは、本開示の一態様によれば、凝固を維持し、意図しない切離を軽減するように凝固モードでの電圧及び電力を制御するために使用されることができる。図２に関連して論じたように、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決定するために使用されることができる。したがって、コントローラ２４は、負荷インピーダンスを決定し、この負荷インピーダンスを使用してジェネレータ電力及び電圧を制御することができる。
図４に関連してより詳細に説明するように、負荷インピーダンスが特定の閾値より大きいと、ジェネレータは、電圧を特定の傾斜率で減少させ、負荷インピーダンスがこの閾値より小さいと、ジェネレータは、電圧を特定の傾斜率で増加させる。様々な実施形態では、閾値は、境界値を含めておよそ５００〜およそ５５０オームであり得る。例えば、閾値は、およそ５００オーム又はおよそ５５０オームであり得る。これらのパラメータはメモリ（図２、２６）に記憶され得る。
加えて、電圧傾斜率は適当に選択される。電圧傾斜率が過度に高いと、電圧は、高電圧に早く戻り過ぎて組織を高電圧に曝すことになり、ことによると、凝固モードで組織切離を引き起こすことになる。電圧傾斜率が過度に低いと、手技の動作時間が長く延びすぎる恐れがある。様々な実施形態では、電圧傾斜率は、およそ６０ボルト毎秒〜およそ４３０ボルト毎秒であり得る。様々な実施形態では、負荷インピーダンスが閾値より大きいときに、電圧は、例えば、およそ２００ボルト毎秒の傾斜率で減少させられてよい。様々な実施形態では、負荷インピーダンスが閾値より小さいときに、電圧は、例えば、およそ１８０ボルト毎秒の傾斜率で増加させられてよい。これらのパラメータはメモリ（図２、２６）に記憶され得る。
図４をここで参照すると、アクティブ電極とリターン電極とを有する器具に処置電力を提供するためのジェネレータ動作の流れ図が示されている。工程４０２では、ジェネレータは、凝固モードで動作し、凝固モードで器具に提供するための処置エネルギを制御する。処置エネルギは、凝固モードにおいて凝固を実現するが組織の切離を発生させない電圧傾斜率の範囲内の傾斜率に設定されることができる調整可能な電圧傾斜率を有する。様々な実施形態では、調整可能な電圧傾斜率は、凝固モードにおいて組織の切離を発生させる恐れのある高電圧に電圧を素早く到達させる電圧傾斜率に設定されることができる。このような傾斜率は、例えば、処置エネルギの開始時にのみ使用されてよい。開始後、電圧傾斜率は、凝固モードにおいて凝固を実現するが組織の切離を発生させない傾斜率に変更されてよい。
工程４０４では、ジェネレータは、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連する信号を器具から経時的に受信する。図２に関連して論じたように、信号は、非治療的電気波形に基づいて器具１０からジェネレータ２０に戻されるリターン電流であり得る。
工程４０６では、ジェネレータは、信号に基づいて、器具が現在組織を把持していること及び、把持の前に、器具が組織を把持していなかったことを決定する。図２に関連して説明したように、負荷インピーダンスは、器具１０が組織を把持しているかどうかを決定するために使用されることができる。負荷インピーダンスが、およそ４オームなどの所定の閾値より小さいと、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していることを決定することができる。負荷インピーダンスが所定の閾値より大きくかつおよそ８０００オームなどの別の所定の閾値より小さいと、コントローラ２４は、器具が組織を把持していることを決定することができる。組織把持の前には、コントローラ２４によって決定された負荷インピーダンスは、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なかったことをおよそ８０００オームより大きい負荷インピーダンスに基づいて示すことができる。
器具が現在組織を把持していること及び、把持の前に、器具が組織を把持していなかったことの決定に応じて、ジェネレータは、工程４０８にて、調整可能な電圧傾斜率を初期電圧傾斜率に設定する。様々な実施形態では、処置エネルギの電圧は、負荷インピーダンスがインピーダンス閾値に到達するまで、初期電圧傾斜率で変更される。上述したように、閾値は、境界値を含めておよそ５００〜５５０オームであり得る。例えば、負荷インピーダンス閾値はおよそ５００オームであり得、又は負荷インピーダンス閾値はおよそ５５０オームであり得る。様々な実施形態では、初期電圧傾斜率は、凝固モードにおいて切離を発生させる恐れのある高電圧に電圧を素早く到達させる傾斜率であり得、およそ９００ボルト毎秒であり得る。
工程４１０では、負荷インピーダンスが閾値を上回っているとき、ジェネレータは、調整可能な電圧傾斜率を、組織切離を発生させることなく凝固を実現する電圧傾斜率の範囲内の傾斜率に設定し、この調整可能な電圧傾斜率で、器具に提供されている処置エネルギの電圧を減少させる。上述したように、組織切離を発生させることなく凝固を実現する電圧傾斜率の範囲は、およそ６０ボルト毎秒〜およそ４３０ボルト毎秒であり得る。例えば、負荷インピーダンスが閾値より大きいときに、電圧は、およそ２００ボルト毎秒の傾斜率で減少させられてよい。
工程４１２では、負荷インピーダンスが閾値を下回っているとき、ジェネレータは、調整可能な電圧傾斜率を、組織切離を発生させることなく凝固を実現する電圧傾斜率の範囲内の傾斜率に設定し、この調整可能な電圧傾斜率で、器具に提供されている処置エネルギの電圧を増加させる。例えば、負荷インピーダンスが閾値より小さいときに、電圧は、およそ１８０ボルト毎秒の傾斜率で増加させられてよい。
工程４１４では、ジェネレータは、器具がまだ組織を把持しているかどうかを決定する。器具がまだ組織を把持している場合は、示されている動作は工程４１０に戻る。そうでなければ、示されている動作は終了する。
図２も参照すると、メモリ２６は、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、電気外科用エネルギを制御するための様々なパラメータを記憶することができる。様々な実施形態では、これらのパラメータは調整可能である。様々な実施形態では、電力制限、電圧制限、及び電流制限は、ジェネレータ２０が器具に提供することのできる最大電力、最大電圧、及び最大電流よりそれぞれ小さい。
様々な実施形態では、コントローラ２４は、処置エネルギの電圧を増加させるように処置エネルギを制御し、この電圧は電圧制限まで増加させられる。様々な実施形態では、センサモジュール２２は、ＲＦ出力段によって提供される電圧を感知することができる。感知された電圧が電圧制限に到達したとき、コントローラ２４は、処置エネルギの電圧を増加させることを止めることができる。様々な実施形態では、感知された電圧が電圧制限を超えると、コントローラ２４は、電圧限界まで又は電圧限界を下回るまで減少するように、処置エネルギの電圧を減少させることができる。様々な実施形態では、処置エネルギの電流の変化は、電流制限及び電流傾斜率に従う。様々な実施形態では、処置エネルギの変化は、電力制限及び電力傾斜率に従う。
したがって、記載してきた内容は、電気外科用エネルギを提供、制御、及び印加するためのシステム、方法、及び装置である。本開示の例示の実施形態は添付の図面を参照して本明細書に記載されてきたが、本開示はそれらの明確な実施形態に制限されるものではないこと、及びその中で様々な他の変更及び修正が本開示の範囲及び趣旨から逸脱することなく当業者によって成し遂げられ得ることを理解されたい。

Claims (8)

  1. アクティブ電極とリターン電極とを有する器具に電気処置エネルギを提供するための電気外科用ジェネレータであって、前記ジェネレータは、
    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、
    凝固モードにおいて器具に提供するための処置エネルギを制御することであって、前記処置エネルギは、時間に対する電圧の調整可能な傾斜率を有し、時間に対する電圧の前記調整可能な傾斜率は、前記凝固モードにおいて凝固を実現しかつ組織の切離を発生させない時間に対する電圧の傾斜率の範囲内の時間に対する電圧の傾斜率に設定されることが可能である、ことと、
    前記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連する信号を前記器具から経時的に受信することと、
    前記負荷インピーダンスが閾値を上回っているとき、時間に対する電圧の前記調整可能な傾斜率を時間に対する電圧の傾斜率の範囲内の時間に対する電圧の傾斜率に設定し、時間に対する電圧の前記調整可能な傾斜率で、前記器具に提供されている前記処置エネルギの電圧を減少させることと、
    前記負荷インピーダンスが前記閾値を下回っているとき、時間に対する電圧の前記調整可能な傾斜率を時間に対する電圧の傾斜率の範囲内の時間に対する電圧の傾斜率に設定し、時間に対する電圧の前記調整可能な傾斜率で、前記器具に提供されている前記処置エネルギの前記電圧を増加させることと
    を前記ジェネレータに行わせる、電気外科用ジェネレータ。
  2. 前記閾値は、およそ５５０オーム〜５００オームである、請求項１に記載の電気外科用ジェネレータ。
  3. 前記負荷インピーダンスが前記閾値を下回っているとき、時間に対する電圧の前記調整可能な傾斜率は、およそ１８０ボルト毎秒に設定され、前記負荷インピーダンスが前記閾値より高いとき、時間に対する電圧の前記調整可能な傾斜率は、およそ２００ボルト毎秒に設定される、請求項１に記載の電気外科用ジェネレータ。
  4. 時間に対する電圧の前記調整可能な傾斜率は、組織切離モードにおいて組織の切離を発生させる時間に対する電圧の別の傾斜率に設定されることが可能であり、時間に対する電圧の前記別の傾斜率は、時間に対する電圧の傾斜率の範囲のうちの時間に対する電圧の最も高い傾斜率よりも大きい、請求項１に記載の電気外科用ジェネレータ。
  5. 前記メモリは、更なる命令を含み、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、前記信号に基づいて、前記器具が組織を現在把持していることと、前記把持の前に、前記器具が組織を把持していなかったこととを決定することを前記ジェネレータに行わせる、請求項１に記載の電気外科用ジェネレータ。
  6. 前記メモリは、更なる命令を含み、前記器具が現在組織を把持していることを決定する際に、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、前記信号に基づいて、前記器具が組織を現在把持していることと、前記把持の前に、第２の閾値より上から前記第２の閾値より下に減少している前記負荷インピーダンスに基づいて前記器具が組織を把持していなかったこととを決定することを前記ジェネレータに行わせる、請求項５に記載の電気外科用ジェネレータ。
  7. 前記第２の閾値は、およそ８０００オームである、請求項６に記載の電気外科用ジェネレータ。
  8. 電気処置エネルギを提供するための電気外科用システムであって、前記システムは、
    アクティブ電極とリターン電極とを有する器具と、
    処置エネルギを前記器具に提供するように構成されている電気外科用ジェネレータと
    を含み、
    前記ジェネレータは、
    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、
    凝固モードにおいて前記器具に提供するための処置エネルギを制御することであって、前記処置エネルギは、時間に対する電圧の調整可能な傾斜率を有し、時間に対する電圧の前記調整可能な傾斜率は、前記凝固モードにおいて凝固を実現しかつ組織の切離を発生させない時間に対する電圧の傾斜率の範囲内の時間に対する電圧の傾斜率に設定されることが可能である、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連する信号を前記器具から経時的に受信することと、
    前記負荷インピーダンスが閾値を上回っているとき、時間に対する電圧の前記調整可能な傾斜率を時間に対する電圧の傾斜率の範囲内の時間に対する電圧の傾斜率に設定し、時間に対する電圧の前記調整可能な傾斜率で、前記器具に提供されている前記処置エネルギの電圧を減少させることと、
    前記負荷インピーダンスが前記閾値を下回っているとき、時間に対する電圧の前記調整可能な傾斜率を時間に対する電圧の傾斜率の範囲内の時間に対する電圧の傾斜率に設定し、時間に対する電圧の前記調整可能な傾斜率で、前記器具に提供されている前記処置エネルギの前記電圧を増加させることと
    を前記ジェネレータに行わせる、電気外科用システム。
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