JP6840742B2 - 電気外科用及び超音波電気信号波形をデジタル的に発生させるための発生器用保護技術 - Google Patents

電気外科用及び超音波電気信号波形をデジタル的に発生させるための発生器用保護技術 Download PDF

Info

Publication number
JP6840742B2
JP6840742B2 JP2018516472A JP2018516472A JP6840742B2 JP 6840742 B2 JP6840742 B2 JP 6840742B2 JP 2018516472 A JP2018516472 A JP 2018516472A JP 2018516472 A JP2018516472 A JP 2018516472A JP 6840742 B2 JP6840742 B2 JP 6840742B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
digital
circuit
signal waveform
generator
electrical signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018516472A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018536442A (ja
Inventor
イェイツ・デビッド・シー
ウィーナー・アイタン・ティー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ethicon LLC
Original Assignee
Ethicon LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US15/258,650 external-priority patent/US10751108B2/en
Application filed by Ethicon LLC filed Critical Ethicon LLC
Publication of JP2018536442A publication Critical patent/JP2018536442A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6840742B2 publication Critical patent/JP6840742B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/04Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
    • A61B18/12Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by passing a current through the tissue to be heated, e.g. high-frequency current
    • A61B18/1206Generators therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/32Surgical cutting instruments
    • A61B17/320068Surgical cutting instruments using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic
    • A61B17/320092Surgical cutting instruments using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic with additional movable means for clamping or cutting tissue, e.g. with a pivoting jaw
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B18/04Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating
    • A61B18/12Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body by heating by passing a current through the tissue to be heated, e.g. high-frequency current
    • A61B18/14Probes or electrodes therefor
    • A61B18/1442Probes having pivoting end effectors, e.g. forceps
    • A61B18/1445Probes having pivoting end effectors, e.g. forceps at the distal end of a shaft, e.g. forceps or scissors at the end of a rigid rod
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/02Digital function generators
    • G06F1/03Digital function generators working, at least partly, by table look-up
    • G06F1/0321Waveform generators, i.e. devices for generating periodical functions of time, e.g. direct digital synthesizers
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/02Digital function generators
    • G06F1/03Digital function generators working, at least partly, by table look-up
    • G06F1/0321Waveform generators, i.e. devices for generating periodical functions of time, e.g. direct digital synthesizers
    • G06F1/0342Waveform generators, i.e. devices for generating periodical functions of time, e.g. direct digital synthesizers for generating simultaneously two or more related waveforms, e.g. with different phase angles only
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/66Digital/analogue converters
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/32Surgical cutting instruments
    • A61B17/320068Surgical cutting instruments using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic
    • A61B2017/320069Surgical cutting instruments using mechanical vibrations, e.g. ultrasonic for ablating tissue
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00571Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body for achieving a particular surgical effect
    • A61B2018/00607Coagulation and cutting with the same instrument
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00636Sensing and controlling the application of energy
    • A61B2018/00666Sensing and controlling the application of energy using a threshold value
    • A61B2018/00678Sensing and controlling the application of energy using a threshold value upper
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00636Sensing and controlling the application of energy
    • A61B2018/00684Sensing and controlling the application of energy using lookup tables
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B18/00Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body
    • A61B2018/00994Surgical instruments, devices or methods for transferring non-mechanical forms of energy to or from the body combining two or more different kinds of non-mechanical energy or combining one or more non-mechanical energies with ultrasound

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Surgical Instruments (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Description

(優先権)
本出願は、その内容が全体として本明細書に参考として組み込まれる、米国特許仮出願シリアル番号第62/235,260号、表題:「GENERATOR FOR PROVIDING COMBINED RADIO FREQUENCY AND ULTRASONIC ENERGIES(2015年9月30日出願)、米国特許仮出願シリアル番号第62/235,368号、表題:「CIRCUIT TOPOLOGIES FOR GENERATOR」(2015年9月30日出願)、及び米国特許仮出願シリアル番号第62/235,466号、表題:「SURGICAL INSTRUMENT WITH USER ADAPTABLE ALGORITHMS」(2015年9月30日出願)の利益を主張する。
(発明の分野)
一般に、本開示は、凝固、封止、及び/又は組織切断などの外科的処置実施のための、超音波外科用システム、電気外科用システム、並びに電気外科用/超音波システムの組み合わせに関する。特に、本開示は、治療される組織のタイプに基づくこのような処置を実施するための、カスタムアルゴリズムに関する。より詳細には本開示は、このような処置を実施するために使用される外科用器具のために、デジタル的に電気信号波形を発生させる、発生器に関する。デジタル電気信号波形は、ルックアップテーブル内に記憶される。
超音波外科用器具は、こうした器具の特殊な性能特性によって、外科手技における増々広範囲にわたる用途が見出されている。特定の器具構成及び操作パラメータに応じて、超音波外科用器具は、組織の切断及び凝固による止血を実質的に同時にもたらし、望ましくは、患者の外傷を最小限に抑えることができる。切断行為は、典型的には、器具の遠位端にあるエンドエフェクタ又はブレード先端によって実現され、これにより、エンドエフェクタと接触した組織に超音波エネルギーが伝送される。このような性質の超音波器具は、ロボット支援処置を含む切開外科用用途、腹腔鏡又は内視鏡の外科的処置用に構成され得る。
外科器具の中には超音波エネルギーを正確な切断及び凝固の調節の両方の目的で利用するものもある。超音波エネルギーは、組織と接触しているブレードを振動させることによって切断及び凝固させる。高周波(例えば、毎秒55,500回)で振動する超音波ブレードは、組織内のタンパク質を変性して、粘つきのある凝塊を形成する。ブレード表面が組織に及ぼす圧力により血管が崩壊され、凝塊が止血シールを形成することを可能にする。切断及び凝固の精度は、外科医の技術、並びに電力レベル、ブレードエッジ、組織牽引、及びブレード圧力の調整によって制御される。
組織を処置及び/又は破壊するために、組織に電気エネルギーを適用するための電気外科用デバイスでは、外科処置においてますます広範な用途が見出されている。電気外科用デバイスは、典型的には、ハンドピースと、遠位端に取り付けられたエンドエフェクタ(例えば、1つ以上の電極)を有する器具と、を含み得る。エンドエフェクタは、電流が組織内に導入されるように、組織に対して位置付けられ得る。電気外科用装置は、双極又は単極動作用に構成することができる。双極動作中、電流は、エンドエフェクタの活性電極によって組織に導入され、エンドエフェクタの戻り電極によって組織から戻される。単極動作中において、電流はエンドエフェクタの活性電極によって組織内に導入され、患者の身体上に別個に位置する戻り電極(例えば、接地パッド)を通じて戻される。組織を流れる電流によって生成される熱は、組織内及び/又は組織間の止血シールを形成することができ、それ故に、例えば、血管を封止するために特に有用であり得る。電気外科用デバイスのエンドエフェクタはまた、組織に対して可動である切断部材、及び組織を横切するための電極も含み得る。
電気外科用デバイスによって適用される電気エネルギーは、ハンドピースと通信する発生器によって、器具へと伝達され得る。電気エネルギーは、EN60601−2−2:2009+A11:2011,Definition 201.3.218−高周波数に記載される周波数範囲であり得る、高周波(RF)エネルギーの形態であってよい。例えば、単極RF用途における周波数は、典型的には、5MHz未満に制限される。しかし、双極RF用途においては、周波数は、ほぼどのような周波数であってもよい。200kHz超の周波数は、典型的には、低周波数の電流の使用から生じる神経及び筋肉の不必要な刺激を避けるために、単極用途に使用され得る。リスク分析が、神経筋刺激の可能性が許容可能なレベルにまで緩和されたと示す場合、より低い周波数が双極法に使用され得る。通常、5MHz超の周波数は、高周波漏洩電流に関連する問題を最小限に抑えるためには使用されない。しかし、双極法の場合には、より高い周波数を使用してもよい。一般に、10mAが、組織への熱効果のより低い閾値であると認識されている。
印加中、電気外科用装置は、組織を通じて低周波数RFエネルギーを伝送することができ、これはイオン撹拌又は摩擦、すなわち抵抗加熱を生じさせ、これによって組織の温度を増加させる。罹患組織と周囲組織との間にはっきりとした境界が形成されるため、外科医は、標的としない隣接する組織を犠牲にすることなく、高度な正確性及び制御で操作することができる。RFエネルギーの低動作温度は、軟組織を除去、収縮、又は成形し、同時に血管を封止するのに有用である。RFエネルギーは、主にコラーゲンから成り、かつ熱による接触の際に収縮する結合組織に特に良好に作用し得る。
その他の電気外科用器具は、いくつかある中でも、制限なく、不可逆電気穿孔法及び/若しくは可逆電気穿孔法、並びに/又はマイクロ波技術を含む。従って、本明細書にて開示した技術は、いくつかある中でも、超音波、双極又は単極RF(電気外科用)、不可逆電気穿孔法及び/若しくは可逆電気穿孔法、並びに/又はマイクロ波技術に適用可能である。
これらの医療用装置を使用する課題は、これらの装置によって治療される組織の種類に応じて出力を制御及びカスタマイズすることができないことである。現在の器具の欠点のうちのいくつかを克服する外科用器具を提供することが、望ましいであろう。本明細書に記載される外科用システムは、これらの欠点を克服する。
本明細書にて開示するように、発生器は、デジタル的に出力波形を発信して外科用器具に提供し、これにより、外科用器具が種々の組織効果のために波形を利用するように構成されてよい。本開示は、波形整形を介して組織効果を促進し、またRF及び超音波エネルギーを同時に単一の外科用器具又は複数の外科用器具へと伝導させる、発生器の能力を提供する。
本明細書にて開示するように、発生器は、デジタル的に出力波形を発信して外科用器具に提供し、これにより、外科用器具が種々の組織効果のために波形を利用するように構成されてよい。本開示は、波形整形を介して組織効果を促進し、またRF及び超音波エネルギーを同時に単一の外科用器具又は複数の外科用器具へと伝導させる、発生器の能力を提供する。本開示はまた、同時式のRF波形及び超音波波形を励振する場合に、発生器の電気信号構成要素を保護する波形を発生させるように構成される発生器を、提供する。
一態様では、発生器により電気信号波形を発生させる方法が提供される。発生器は、デジタル処理回路、デジタル処理回路と連通しているメモリ回路、デジタル処理回路及びメモリ回路と連通しているデジタル合成回路、並びにデジタル−アナログ変換器(DAC)とを具備し、メモリ回路は第1及び第2ルックアップテーブルを定義し、当該方法は、デジタル処理回路により、メモリ回路によって定義される第1ルックアップテーブルにおいて第1デジタル電気信号波形の位相点を記憶することを含み、ここで第1デジタル電気信号波形は既定の数の第1位相点により表され、既定の数の第1位相点は既定の第1波形を定義し、デジタル処理回路によって、メモリ回路により定義される第2ルックアップテーブル内に第2デジタル電気信号波形の位相点を記憶させることを含み、第2デジタル電気信号波形は第2の既定の数の位相点により表され、第2の既定の数の位相点は既定の第2波形を定義し、前記デジタル合成回路により、クロック信号を受信することであって、各クロックサイクルにて、前記デジタル合成回路により、前記第1ルックアップテーブルからの位相点を検索し、前記デジタル合成回路により、前記第2ルックアップテーブルからの位相点を検索する、ことと、前記デジタル合成回路により、第1及び第2デジタル電気信号波形を組み合わせて複合デジタル電気信号波形を形成することと、前記デジタル合成回路により、複合デジタル電気信号波形を修正して修正デジタル電気信号波形を形成することと、を含み、ここで修正デジタル電気信号波形のピーク振幅は規定の振幅値を超過しない。
別の態様では、発生器により電気信号波形を発生させる方法が提供される。発生器は、デジタル処理回路、デジタル処理回路と連通しているメモリ回路、デジタル処理回路及びメモリ回路と連通しているデジタル合成回路、並びにデジタル−アナログ変換器(DAC)とを具備し、メモリ回路は第1及び第2ルックアップテーブルを定義し、当該方法は、デジタル処理回路により、メモリ回路によって定義される第1ルックアップテーブルにおいて第1デジタル電気信号波形の位相点を記憶することを含み、ここで第1デジタル電気信号波形は第1の既定の数の位相点により表され、第1の既定の数の位相点は既定の第1波形を定義し、デジタル処理回路によって、メモリ回路により定義された第2ルックアップテーブル内に第2デジタル電気信号波形の位相点を記憶させることを含み、第2デジタル電気信号波形は第2の既定の数の位相点により表され、第2の既定の数の位相点は既定の第2波形を定義し、ここで第2デジタル電気信号波形は、第1デジタル電気信号波形の関数であり、前記デジタル合成回路により、クロック信号を受信することであって、各クロックサイクルにて、前記デジタル合成回路により、前記第1ルックアップテーブルからの位相点を検索し、前記デジタル合成回路により、前記第2ルックアップテーブルからの位相点を検索する、ことと、前記デジタル合成回路により、第1及び第2デジタル電気信号波形を組み合わせて複合デジタル電気信号波形を形成することと、前記デジタル合成回路により、複合デジタル電気信号波形を修正して修正デジタル電気信号波形を形成することと、を含み、ここで修正デジタル電気信号波形のピーク振幅は規定の振幅値を超過しない。
更に別の態様では、電気信号波形を発生させる発生器が提供される。発生器は、デジタル処理回路、デジタル処理回路と連通しているメモリ回路、デジタル処理回路及びメモリ回路と連通しているデジタル合成回路、並びにデジタル−アナログ変換器(DAC)とを具備し、メモリ回路は第1及び第2ルックアップテーブルを定義し、当該方法は、デジタル処理回路により、メモリ回路によって定義される第1ルックアップテーブルにおいて第1デジタル電気信号波形の位相点を記憶することを含み、ここで第1デジタル電気信号波形は第1の既定の数の位相点により表され、第1の既定の数の位相点は既定の第1波形を定義し、デジタル処理回路によって、メモリ回路により定義された第2ルックアップテーブル内に第2デジタル電気信号波形の位相点を記憶させることを含み、第2デジタル電気信号波形は第2の既定の数の位相点により表され、第2の既定の数の位相点は既定の第2波形を定義し、ここで第2デジタル電気信号波形は、第1デジタル電気信号波形の関数であり、前記デジタル合成回路により、クロック信号を受信することであって、各クロックサイクルにて、前記デジタル合成回路により、前記第1ルックアップテーブルからの位相点を検索し、前記デジタル合成回路により、前記第2ルックアップテーブルからの位相点を検索する、ことと、前記デジタル処理回路により、第1デジタル電気信号波形の周波数を修正して周波数修正第1デジタル電気信号波形を形成すること、及び前記デジタル処理回路により、周波数修正第1デジタル電気信号波形と第2デジタル電気信号波形とを組み合わせて、複合デジタル電気信号波形を形成すること、とを含む方法。
記述する形態の新規特徴を、添付の特許請求の範囲で具体的に説明する。しかし、記載される形態は、編成及び操作方法の両方に関して、以下の説明を、添付の図面と併せて参照することにより最良に理解され得る。
発生器及びそれと共に使用可能な種々の外科用器具を含む外科用システムの、一形態を示す。 図1に示す電気外科用及び超音波複合器具の図である。 図1に示す外科用システムの図である。 一形態における動作ブランチ電流を示すモデルである。 一形態における発生器アーキテクチャの構造図である。 超音波トランスデューサを駆動させるための超音波電気信号を生成する、発生器の駆動システムの一形態を示す。 組織インピーダンスモジュールを含む発生器の駆動システムの一形態を示す。 外科用器具へとエネルギーを送達するための、RF及び超音波複合エネルギー発生器の例を示す。 複数の外科用器具へと、RF及び超音波複合エネルギーを送達するためのシステムの図である。 複数の外科用器具へと、RF及び超音波複合エネルギーを送達するためのシステムの、通信アーキテクチャを示す。 複数の外科用器具へと、RF及び超音波複合エネルギーを送達するためのシステムの、通信アーキテクチャを示す。 複数の外科用器具へと、RF及び超音波複合エネルギーを送達するためのシステムの、通信アーキテクチャを示す。 直接デジタル合成回路の一態様の図である。 直接デジタル合成回路の一態様の図である。 発生器からのエネルギーの、2つの波形のグラフの例である。 図15の波形の合計のグラフの例である。 超音波波形に依存するRF波形を伴う、図15の波形の合計のグラフの例である。 超音波波形の関数であるRF波形を伴う、図15の波形の合計のグラフの例である。 複合RF波形のグラフの例である。 図18に示すデジタル電気信号波形の1サイクルを示す。 一態様に従って、外科用器具を駆動させ、かつ発生器の出力構成要素を保護するように構成される電気信号波形を発生させる方法の、論理フローチャートである。 別の態様に従って、外科用器具を駆動させ、かつ発生器の出力構成要素を保護するように構成される電気信号波形を発生させる方法の、論理フローチャートである。及び 別の態様に従って、外科用器具を駆動させ、かつ発生器の出力構成要素を保護するように構成されるデジタル電気信号波形を発生させる方法の、論理フローチャートである。
超音波外科用器具の様々な形態について詳細に説明する前に、図示されている形態は、その応用又は用途において、添付図面及び説明において例示されている部品の構造及び配列の詳細に限定されないことに留意すべきである。例示的な形態は、他の形態、変形、及び修正で実行されるか、又はそれらに組み込まれてもよく、様々な手段で実施又は行われてもよい。更に、特に明記しない限り、本明細書で用いる用語及び表現は、読者の便宜のために例示的な形態を説明する目的で選ばれており、それらを限定するためのものではない。
更に、以下で記述する形態、形態の具現、実施例のうちの任意の1つ以上を、以下で記述する他の形態、形態の具現、実施例のうちの任意の1つ以上と組み合わせることができるものと理解されたい。
様々な形態は、外科的処置中の組織の切開、切断、及び/又は凝固を達成するために構成された、改良された超音波外科用器具を対象とする。一形態において、超音波外科用器具装置は切開外科的処置における使用のために構成されているが、腹腔鏡、内視鏡、及びロボット支援処置のような他のタイプの手術における用途も有する。超音波エネルギーの選択的な使用によって多方面の用途が容易になる。
本適用は、これと共に同時に出願された、以下の同一所有者の特許出願に関連する。
代理人整理番号END7768USNP1/150449−1、Wienerらによる、表題:「CIRCUIT TOPOLOGIES FOR COMBINED GENERATOR」、
代理人整理番号END7768USNP2/150449−2、Wienerらによる、表題:「CIRCUITS FOR SUPPLYING ISOLATED DIRECT CURRENT(DC)VOLTAGE TO SURGICAL INSTRUMENTS」、
代理人整理番号END7768USNP3/150449−3、Yatesらによる、表題:「FREQUENCY AGILE GENERATOR FOR A SURGICAL INSTRUMENT」、
代理人整理番号END7768USNP4/150449−4、Asherらによる、表題:「METHOD AND APPARATUS FOR SELECTING OPERATIONS OF A SURGICAL INSTRUMENT BASED ON USER INTENTION」、
代理人整理番号END7769USNP1/150448−1、Wienerらによる、表題:「GENERATOR FOR DEGITALLY GENERATING DEGITAL ELECTRICAL SIGNAL WAVEFORMS FOR ELECTROSURGICAL AND ULTRASONIC SURGICAL INSTRUMENTS」、
代理人整理番号END7769USNP2/150448−2、Wienerらによる、表題:「GENERATOR FOR DEGITALLY GENERATING COMBINED DEGITAL ELECTRICAL SIGNAL WAVEFORMS FOR ULTRASONIC SURGICAL INSTRUMENTS」、
その全体がそれぞれ参照として本明細書に組み込まれる。
本出願はまた、2016年6月9日に出願された、以下の同一所有者の特許出願にも関連する。
米国特許出願第15/177,430号、表題:「SURGICAL INSTRUMENT WITH USER ADAPTABLE TECHNIQUES」、
米国特許出願第15/177,439号、表題:「SURGICAL INSTRUMENT WITH USER ADAPTABLE TECHNIQUES BASED ON TISSUE TYPE」
米国特許出願第15/177,449号、表題:「SURGICAL SYSTEM WITH USER ADAPTABLE TECHNIQUES EMPLOYING MULTIPLE ENERGY MODALITIES BASED ON TISSUE」、
米国特許出願第15/177,456号、表題:「SURGICAL SYSTEM WITH USER ADAPTABLE TECHNIQUES BASED ON TISSUE IMPEDANCE」、
米国特許出願第15/177,466号、表題:「SURGICAL SYSTEM WITH USER ADAPTABLE TECHNIQUES EMPLOYING SIMULTANEOUS ENERGY MODALITIES BASED ON TISSUE PARAMETERS」、
その全体がそれぞれ参照として本明細書に組み込まれる。
様々な形態が、本明細書に記述する超音波器具と組み合わせて記述される。そのような記載は限定するものではなく例として提供されており、その範囲及び適用を限定することを意図しない。例えば、記載される形態のうちのいずれか1つは、例えば、米国特許第5,938,633号、同第5,935,144号、同第5,944,737号、同第5,322,055号、同第5,630,420号、及び同第5,449,370号に記載されるものを含む多様な超音波器具と組み合わせて有用であり、それら全体それぞれが本明細書に参考として組み込まれる。
以下の記述から明白となるように、本明細書に記述する外科用器具の形態は、外科用システムの発振器ユニットと関連付けて使用することができ、それにより、その発振器ユニットからの超音波エネルギーが所望の超音波作動を本明細書の外科用器具にもたらすように企図される。本明細書に記載される外科用器具の形態は、外科用システムの信号発生器ユニットと関連付けて使用され得、それによりRF電気エネルギーが、例えば、外科用器具に関してユーザにフィードバックを提供するために使用されることも企図される。超音波発振器及び/若しくは信号発生器は、取り外し不能に外科用器具と一体化されてもよく、又は外科用器具に電気的に取り付け可能であり得る分離した構成要素として提供されてもよい。
本明細書の外科用装置の一形態は、その単純な構造を利用した使い捨て用途のために特に構成されている。しかし、本外科用器具の他の形態は、使い捨てではないか又は複数回使用されるように構成され得ることも企図される。関連付けられる発振器及び信号発生器ユニットとの、本発明の外科用器具の取り外し可能な接続について、ここでは1人の患者用として、あくまで例示を目的として開示する。しかし、本外科用器具を、関連付けられる発振器及び/又は信号発生器ユニットと取り外し可能にせずに、一体化接続することも企図される。したがって、本明細書に記載される外科用器具の様々な形態は、限定されないが、取り外し可能及び/又は取り外し不能のいずれかの一体型発振器及び/又は信号発生器ユニットと共に、単回使用及び/又は複数回使用するように構成され得、そのような構成の全ての組み合わせは、本開示の範囲内にあることが企図される。
一態様では、例えば、発生器のフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)を伴う直接デジタル合成テーブルなどのテーブルに内に記憶される、1024の位相点により、所望の波形をデジタル化してよい。発生器ソフトウェア及びデジタル制御は、FPGAに指示を出して、目的の周波数にて、電力増幅器へと給電するDAC回路へと順次デジタル入力値の変更を提供する、テーブル内のアドレスを走査する。本方法は、組織へと供給される、事実上あらゆる(又は多くの)種類の波形を発生させることを、可能にする。なお、複数の波形テーブルを作成、記憶して、組織へと適用することができる。
種々の態様によれば、方法は、例えば、直接デジタル合成(DDS)回路により生成されかつFPGA内に記憶されるルックアップテーブルなどの、様々な種類のルックアップテーブルを、メモリ内に作成することを含む。波形は、特定の波形としてDDSテーブル(単数又は複数)内に記憶されてよい。RF/電気外科用組織治療分野における波形の例としては、例えば、RFモードにおいて表面凝固のために使用してよい高い波高率のRF信号、例えば、RFモードにおいて組織への深い貫通のために使用してよい低い波高率のRF信号、及び、例えば、効率的な修正凝固を促進する波形、が挙げられる。一態様では、波高率(CF)は、平均電力信号(RMS)に対するピーク信号の比として定義されてよい。
本開示は、所望の組織効果に基づいて、波形どうしの間で、手動又は自動のどちらかでオンザフライを切り替えることを可能にする、複数の波形テーブル作成を提供する。切り替えは、例えば、組織インピーダンス及び/又はその他の要素などの組織パラメータに基づいてよい。従来の正弦波形に加えて、一態様では、発生器は、組織へのサイクル当たりの電力を最大化する波形を提供するように構成されてよい。一態様によれば、波形は、台形波、正弦波、余弦波、方形波、三角波、又はこれらの任意の組み合わせであってよい。一態様では、発生器は、RFエネルギーモダリティと超音波エネルギーモダリティの両方が同時又は順次どちらかで駆動される場合に、波形が電力送達を最大化させるような方法で、波形又は波形(複数)を提供するように構成されてよい。一態様では、発生器は、超可聴周波数ロックを維持する一方で超音波治療用エネルギーとRF治療用エネルギーの両方を同時に駆動させる波形を、提供するように構成されてよい。一態様では、発生器は、RFエネルギー及び超音波エネルギーを同時に駆動させることを可能にする回路トポロジーを提供する、デバイスを含む又は伴ってよい。一態様では、発生器は、外科用器具及びこのような外科用器具により提供される組織効果に特有のカスタム波形を提供するように、構成されてよい。なお、波形は、発生器の不揮発性メモリ、又は例えば電気的に消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ(EEPROM)などの器具メモリ内に記憶されてよい。波形又は波形(複数)を、発生器への器具接続の際に取り込んでよい。
図1〜5を参照すると、外科用器具を含む外科用システム10の一形態が図示されている。図1は、発生器100及びそれと共に使用することができる種々の外科用器具104、106、108を具備する外科用システム10の一形態を示し、ここで外科用器具104は超音波外科用器具であり、外科用器具106はRF電気外科用器具106であり、また多機能外科用器具108は超音波/RF複合電気外科用器具である。図2は、図1に示す多機能外科用器具108の図である。図1及び図2の両方に関して、発生器100は、種々の外科用器具と共に使用するために構成可能である。
様々な形態に従って、発生器100は、例えば、超音波外科用器具104、RF電気外科用器具106等の電気外科用又はRF外科用装置、並びに発生器100から同時に送達される電気外科用RF及び超音波エネルギーを統合する多機能外科用器具108を含む異なる種類の異なる外科用装置との使用のために構成可能であり得る。図1の形態では、発生器100は、外科用器具104、106、108とは別個に示されているが、一形態では、発生器100は、外科用器具104、106、108のうちのいずれかと一体的に形成されて、一体型外科用システムを形成してもよい。発生器100は、発生器100のコンソールの前側パネル上に位置する入力装置110を備える。入力装置110は、発生器100の動作をプログラミングするのに好適な信号を生成する、任意の好適な装置を備え得る。
図1は、複数の外科用器具104、106、108を駆動するように構成される発生器100を例示する。第1の外科用器具104は超音波外科用器具104であり、ハンドピース105(HP)、超音波変換器120、シャフト126、及びエンドエフェクタ122を備える。エンドエフェクタ122は、超音波変換器120と音響的に連結された超音波ブレード128及びクランプアーム140を備える。ハンドピース105は、クランプアーム140を動作させるトリガ143と、超音波ブレード128又は他の機能にエネルギーを与え、駆動させるためのトグルボタン134a、134b、134cの組み合わせ、とを備える。トグルボタン134a、134b、134cは、発生器100で超音波変換器120にエネルギーを与えるように構成され得る。
依然として図1を参照すると、発生器100は、第2の外科用器具106を駆動するようにも構成されている。第2の外科用器具106は、RF電気外科用器具であり、ハンドピース107(HP)、シャフト127、及びエンドエフェクタ124を備える。エンドエフェクタ124は、クランプアーム142a、142bにおいて電極を具備し、またシャフト127の導体部分を通って戻る。電極は、発生器100内の双極エネルギー源に連結され、双極エネルギー源によってエネルギーを与えられる。ハンドピース107は、クランプアーム142a、142bを動作させるためのトリガ145と、エンドエフェクタ124内の電極にエネルギーを与えるためのエネルギースイッチを作動するためのエネルギーボタン135、とを備える。
依然として図1を参照すると、発生器100は、多機能外科用器具108を駆動するようにも構成されている。多機能外科用器具108は、ハンドピース109(HP)、シャフト129、及びエンドエフェクタ125を備える。エンドエフェクタは、超音波ブレード149及びクランプアーム146を備える。超音波ブレード149は、超音波変換器120と音響的に連結される。ハンドピース109は、クランプアーム146を動作させるためのトリガ147と、超音波ブレード149又はその他の機能にエネルギーを与え、駆動させるためのトグルボタン137a、137b、137cの組み合わせ、とを備える。トグルボタン137a、137b、137cは、発生器100で超音波変換器120にエネルギーを与え、かつ発生器100内に同様に収容された双極エネルギー源で超音波ブレード149にエネルギーを与えるように構成され得る。
図1及び図2の両方に関して、発生器100は、種々の外科用器具と共に使用するために構成可能である。様々な形態に従って、発生器100は、例えば、超音波外科用器具104、RF電気外科用器具106等の電気外科用又はRF外科用装置、並びに発生器100から同時に送達される電気外科用RF及び超音波エネルギーを統合する多機能外科用器具108を含む異なる種類の異なる外科用装置との使用のために構成可能であり得る。図1の形態では、発生器100は、外科用器具104、106、108とは別個に示されているが、一形態では、発生器100は、外科用器具104、106、108のうちのいずれか1つと一体的に形成されて、一体型外科用システムを形成してもよい。発生器100は、発生器100のコンソールの前側パネル上に位置する入力装置110を備える。入力装置110は、発生器100の動作をプログラミングするのに好適な信号を生成する、任意の好適な装置を備え得る。発生器100は、1つ以上の出力装置112を備えてもよい。
ここで図2を参照すると、発生器100は多機能外科用器具108に連結されている。発生器100は、ケーブル144を介して、超音波変換器120及びクランプアーム146に位置する電極に連結されている。超音波変換器120及びシャフト129(導波管は図2に示さず)を通って延在する導波管は、エンドエフェクタ125の超音波ブレード149を駆動する超音波駆動システムを集合的に形成してもよい。エンドエフェクタ125は、クランプアーム146と超音波ブレード149との間に位置する、組織を固定するためのクランプアーム146を更に備えてもよい。クランプアーム146は、発生器100の極(例えば、陽極)に連結した、1つ以上の電極を具備する。超音波ブレード149は第2の極(例えば、陰極)を形成し、かつ発生器100に連結もしている。RFエネルギーは、クランプアーム146と超音波ブレード149との間に位置する組織を介して、また超音波ブレード149を介し、発生器100へとケーブル144を通って、クランプアーム146にある電極(複数)に適用される。一形態では、発生器100は、変更し得る又はさもなければ高分解能、精度、及び繰り返し性で修正することができ、超音波変換器120の駆動及びRFエネルギーの組織への適用に好適な、特定の電圧、電流、及び/又は周波数出力信号の駆動信号を発生させるように、構成されてよい。
依然として図2を参照すると、多機能外科用器具108は、トグルボタン137a、137b、134cの任意の組み合わせを備え得ることが理解されよう。例えば、多機能外科用器具108は、最大超音波エネルギー出力を発生させるためのトグルボタン137aと、最大又は最大電力レベル未満のいずれかでパルス出力を発生させるためのトグルボタン137bとの、2つのトグルボタンのみを有するように構成され得る。このようにして、発生器100の駆動信号出力構成は、5個の連続信号及び、5又は4又は3又は2又は1個のパルス信号であり得る。特定の形態では、特定の駆動信号構成は、例えば、発生器100におけるEEPROM設定及び/又はユーザ電力レベル選択(複数可)に基づいて制御されてもよい。
特定の形態では、2位置スイッチは、トグルボタン137cの代わりとして提供され得る。例えば、多機能外科用器具108は、最大電力レベルで連続出力を発生させるためのトグルボタン137aと、2位置トグルボタン137bとを、含んでもよい。第1の戻り止め位置では、トグルボタン137bは最大未満の電力レベルで連続的な出力を生成することができ、第2の戻り止め位置では、トグルボタン137bはパルス状出力を生成することができる(例えば、EEPROM設定値に応じて、最大電力レベル又は最大未満の電力レベルのどちらかで)。ボタン137a、137b、137cのいずれか1つは、RFエネルギーを活性化させ、かつRFエネルギーをエンドエフェクタ125へと適用するように構成されてよい。
依然として図2を参照すると、発生器100の形態は、器具ベースのデータ回路との通信を可能にし得る。例えば、発生器100は、第1のデータ回路136及び/又は第2のデータ回路138と通信するように構成されてもよい。例えば、第1のデータ回路136は、本明細書に記載されるバーンイン周波数勾配を示してもよい。加えて、又はあるいは、任意の種類の情報は、データ回路インターフェースを介して(例えば、論理デバイスを使用して)第2のデータ回路に格納するために第2のデータ回路に通信されてもよい。このような情報は例えば、器具が使用された最新の動作数、並びに/又は、その使用の日付及び/若しくは時間を含み得る。特定の形態では、第2のデータ回路は、1つ以上のセンサ(例えば、器具ベースの温度センサ)によって捕捉されたデータを伝達し得る。特定の形態では、第2のデータ回路は、発生器100からデータを受信し、その受信したデータに基づいてユーザに指標(例えば、発光ダイオード(LED)指標又はその他の可視指標)を提供し得る。多機能外科用器具108に収容された第2のデータ回路138。いくつかの形態では、第2のデータ回路138は、本明細書に記載される第1のデータ回路136のものと類似した多くのものに実装される。器具インターフェース回路は、この通信を可能にするための第2のデータ回路インターフェースを備えてもよい。一形態では、第2のデータ回路インターフェースは、トライステートデジタルインターフェースを備え得るが、他のインターフェースも使用され得る。特定の形態では、第2のデータ回路は、一般にデータを送信及び/又は受信するための任意の回路であり得る。一形態では、例えば、第2のデータ回路は、関連付けられた特定の外科用器具104、106、108に関する情報を格納してもよい。このような情報は、例えば、モデル番号、シリアル番号、外科用器具104、106、108が使用された動作数、及び/又は他の種類の情報を含み得る。図2の実施例では、第2のデータ回路138、関連する超音波変換器120、エンドエフェクタ125、超音波エネルギー駆動システム、又はRFエネルギー駆動システムの電気的及び/又は超音波的特性に関する情報を格納してもよい。本明細書に記載される様々なプロセス及び技法は、発生器によって実行され得る。しかし、特定の実施例の形態では、これらのプロセス及び技法の全て又は一部は多機能外科用器具108内に位置する内部論理139によって行われ得ることが理解されよう。
図3は、図1の外科用システム10の図である。様々な形態では、発生器100は、モジュール及び/又はブロック等の複数の別個の機能的要素を含み得る。異なる機能的要素又はモジュールは、異なる種類の外科用器具104、106、108を駆動するように構成されてもよい。例えば、超音波駆動回路114は、ケーブル141を介して外科用器具104等の超音波装置を駆動してもよい。電気外科/RF駆動回路116は、ケーブル133を介してRF電気外科用器具106を駆動してもよい。各駆動回路114、116、118は、複合RF/超音波駆動回路118として組み合わされて、ケーブル144を介して多機能外科用器具108を駆動させるための、各駆動信号の両方を発生させてよい。様々な形態において、超音波駆動回路114及び/又は電気外科/RF駆動回路116はそれぞれ、発生器100と一体的に又は外部的に形成されてもよい。あるいは、駆動回路114、116、118のうちの1つ以上が、発生器100に電気的に連結された別個の回路モジュールとして設けられてもよい。(駆動回路114、116、118は、本選択肢を例示するために仮想線で示される。)また、いくつかの形態では、電気外科/RF駆動回路116は、超音波駆動回路114と一体的に形成されてもよいか、又は逆もまた同様である。また、いくつかの形態では、発生器100は、完全に省かれてもよく、駆動回路114、116、118は、それぞれの外科用器具104、106、108内のプロセッサ又は他のハードウェアによって実行されてもよい。
その他の形態では、超音波駆動回路114及び電気外科/RF駆動回路116の電気出力部は、電気外科用RFエネルギー及び超音波エネルギーと同時に多機能外科用器具108を駆動することができる単一の電気信号に組み合わされてよい。単一の電気駆動信号を、複合駆動回路118により発生させてよい。多機能外科用器具108は、超音波及び電気外科用RFエネルギーを受け取るために、超音波ブレード及びエンドエフェクタ125内の1つ以上の電極に連結された、超音波変換器120を備える。多機能外科用器具108は、RF信号がエンドエフェクタ125内の電極に送達され得、かつ超音波信号が超音波変換器120に送達され得るように、複合RF/超音波エネルギー信号を分割する信号処理構成要素を備える。
記載される形態によれば、超音波駆動回路114は、特定の電圧、電流、及び周波数、例えば55,500サイクル毎秒(Hz)の駆動信号(複数可)を発生させてもよい。駆動信号(複数可)は、超音波外科用器具104に、具体的には超音波変換器120に提供され得、変換器は、例えば上記のように動作することができる。超音波変換器120及びシャフト126(導波管は示さず)を通って延在する導波管は、エンドエフェクタ122の超音波ブレード128を駆動する超音波駆動システムを集合的に形成してもよい。一形態では、発生器100は、段階式であり得るか、又はさもなければ高分解能、精度、及び繰り返し性で修正することができる特定の電圧、電流、及び/又は周波数出力信号の駆動信号を発生させるように構成されてもよい。
発生器100は、駆動信号を任意の好適な方法で超音波変換器120に提供するように起動され得る。例えば、発生器100は、足踏スイッチケーブル132を介して発生器100に連結される足踏スイッチ130を備えてもよい。臨床医は、足踏スイッチ130を押圧することによって、超音波変換器120を起動し得る。足踏スイッチ130に加えて、又はその代わりに、超音波外科用器具104のいくつかの形態は、起動した際、発生器100が超音波変換器120を起動させるようにし得るハンドピース上に位置付けられた、1つ以上のスイッチを利用してもよい。一形態では、例えば、1つ以上のスイッチは、例えば、超音波外科用器具104の動作モードを決定するために、一対のトグルボタン137a、137b(図2)を備えてもよい。トグルボタン137aが押圧されると、例えば発生器100は、最大駆動信号を超音波変換器120に提供し、これに最大超音波エネルギー出力を生成させてもよい。トグルボタン137bを押圧することにより、発生器100が超音波変換器120にユーザ選択可能な駆動信号を提供し、よってこれがより最大超音波エネルギー未満の出力を生成してもよい。
加えて、又は代替的に、1つ以上のスイッチがトグルボタン137cを含んでもよく、これが押圧されると、発生器100がパルス状出力を提供する。パルスは、例えば、任意の好適な周波数及び分類で提供され得る。特定の形態では、パルスの電力レベルは、例えば、トグルボタン137a、137bに関連する電力レベル(最大、最大未満)であってもよい。
超音波外科用器具104及び/又は多機能外科用器具108は、トグルボタン137a、137b、137cの任意の組み合わせを備え得ることが理解されよう。例えば、多機能外科用器具108は、最大超音波エネルギー出力を発生させるためのトグルボタン137aと、最大又は最大電力レベル未満のいずれかでパルス出力を発生させるためのトグルボタン137cとの、2つのトグルボタンのみを有するように構成され得る。このようにして、発生器100の駆動信号出力構成は、5個の連続信号及び、5又は4又は3又は2又は1個のパルス信号であり得る。特定の形態では、特定の駆動信号構成は、例えば、発生器100におけるEEPROM設定及び/又はユーザ電力レベル選択(複数可)に基づいて制御されてもよい。
特定の形態では、2位置スイッチは、トグルボタン137cの代わりとして提供され得る。例えば、超音波外科用器具104は、最大電力レベルで連続出力を発生させるためのトグルボタン137aと、2位置トグルボタン137bとを、含んでもよい。第1の戻り止め位置では、トグルボタン137bは最大未満の電力レベルで連続的な出力を生成することができ、第2の戻り止め位置では、トグルボタン137bはパルス状出力を生成することができる(例えば、EEPROM設定値に応じて、最大電力レベル又は最大未満の電力レベルのどちらかで)。
記載される形態によれば、電気外科/RF駆動回路116は、RFエネルギーを用いて双極電気外科を実行するのに十分な出力電力を有する駆動信号(複数可)を発生させ得る。双極電気外科用途において、例えば、駆動信号は、例えばRF電気外科用器具106のエンドエフェクタ124内に位置する電極に提供され得る。従って、発生器100は、組織を処置する(例えば、凝固、焼灼、組織溶着)ために十分な電気エネルギーを組織に加えることによって、治療目的のために構成され得る。発生器100は、処置中の組織のパラメータをモニターするために組織に電気エネルギーを適用することにより、治療量以下の目的のために構成されてもよい。
前述したように、複合駆動回路118は、超音波及びRF電気外科用エネルギーの両方を駆動させるように構成されてよい。超音波及びRF電気外科用エネルギーは、発生器100の別個の出力ポートを介して別個の信号として送達されてよい、又は発生器100の単一のポートを介して、超音波及びRF電気外科用エネルギーの組み合わせである単一信号として送達されてよい。後者の場合、単一信号は、外科用器具104、106、108内に配設される回路により分離され得る。
外科用器具104、106、108は、更に、又はあるいは、エンドエフェクタ122、124、125のつかみ具を動作させるためのつかみ具閉止トリガの位置を示すための、スイッチを備えてもよい。また、いくつかの形態において、発生器100は、つかみ具閉止トリガの位置に基づいて起動されてもよい(例えば、臨床医がつかみ具閉止トリガを押圧してつかみ具を閉じると、超音波エネルギーが印加され得る)。
発生器100は、例えば、発生器100コンソールの前側パネル上に位置付けられた入力装置110(図1)を含み得る。入力装置110は、発生器100の動作をプログラミングするのに好適な信号を生成する、任意の好適な装置を備え得る。動作中、ユーザは、入力装置110を使用して発生器100の動作をプログラミングないしは別の方法で制御し得る。入力装置110は、発生器によって(例えば、発生器内に収容された1つ以上のプロセッサによって)、発生器100の動作(例えば、超音波駆動回路114、電気外科/RF駆動回路116、複合RF/超音波駆動回路118の動作)を制御するために使用され得る信号を生成する、任意の好適な装置を備えてもよい。様々な形態では、入力装置110は、汎用又は専用のコンピュータへのボタン、スイッチ、サムホイール、キーボード、キーパッド、タッチスクリーン、モニター、ポインティングデバイス、リモート接続のうちの1つ以上を含む。他の形態では、入力装置110は、例えば、タッチスクリーンモニター上に表示される1つ以上のユーザインターフェーススクリーンなどの好適なユーザインターフェースを備えてもよい。従って、入力装置110を通して、ユーザは、例えば、超音波駆動回路114及び/又は電気外科/RF駆動回路116により生成された駆動信号(複数可)の電流(I)、電圧(V)、周波数(f)、及び/又は期間(T)などの、発生器の種々の動作パラメータを設定又はプログラムすることができる。
発生器100はまた、例えば、発生器100のコンソールの前側パネル上に位置する出力インジケータなどの出力装置112(図1)を備えてもよい。出力装置112は、ユーザに感覚的フィードバックを提供するための1つ以上の装置を含む。かかるデバイスは、例えば、視覚的フィードバックデバイス(例えば、視覚的フィードバックデバイスは、白熱電灯、LED、グラフィカルユーザインターフェース、ディスプレイ、アナログインジケータ、デジタルインジケータ、棒グラフ表示、デジタル文字数字表示、液晶ディスプレイ(LCD)スクリーン、発光ダイオード(LED)インジケータを含み得る)、可聴フィードバックデバイス(例えば、可聴フィードバックデバイスは、スピーカ、ブザー、可聴式のコンピュータで生成された音、コンピュータ化されたスピーチ、音声/スピーチプラットフォームを介してコンピュータと相互作用するためのボイスユーザインターフェース(VUI)を含み得る)、又は触覚的フィードバックデバイス(例えば、触覚的フィードバックデバイスは、任意の種類の振動フィードバック、触覚アクチュエータを含む)を含み得る。
発生器100の特定のモジュール及び/又はブロックが例として記述され得るが、より多くの又はより少ない数のモジュール及び/又はブロックが使用され得、かつ依然として形態の範囲内にあることが理解できる。更に、説明を容易にするために、モジュール及び/又はブロックに関して様々な形態が記載され得るが、そのようなモジュール及び/又はブロックは、1つ以上のハードウェアコンポーネント、例えば、プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、プログラマブルロジックデバイス(PLD)、特定用途向け集積回路(ASIC)、回路、レジスタ、及び/又はソフトウェアコンポーネント、例えば、プログラム、サブルーチン、ロジック、及び/又はハードウェアコンポーネントとソフトウェアコンポーネントとの組み合わせによって実施され得る。また、いくつかの形態では、本明細書に記載される様々なモジュールは、外科用器具104、106、108内に位置付けられた同様のハードウェアを利用して実現されてもよい(即ち、外部発生器100は省かれてもよい)。
一形態では、超音波駆動回路114、電気外科/RF駆動回路116、及び/又は複合駆動回路118は、ファームウェア、ソフトウェア、ハードウェア、又はこれらの任意の組み合わせとして実装される1つ以上の埋め込みアプリケーションを含んでもよい。駆動回路114、116、118は、例えば、ソフトウェア、プログラム、データ、ドライバ、アプリケーションプログラムインターフェース(API)などの様々な実行可能なモジュールを備えてもよい。ファームウェアは、ビットマスクされた読み出し専用メモリ(ROM)又はフラッシュメモリのような不揮発性メモリ(NVM)に格納することができる。様々な実現形態では、ファームウェアをROMに格納することにより、フラッシュメモリが保存され得る。NVMは、例えば、プログラマブルROM(PROM)、消去可能プログラマブルROM(EPROM)、EEPROM、又は、ダイナミックRAM(DRAM)、ダブルデータレートDRAM(DDRAM)、及び/若しくは同期DRAM(SDRAM)などの電池バックアップ式ランダムアクセスメモリ(RAM)を含む、他のタイプのメモリを含んでもよい。
一形態では、駆動回路114、116、118は、外科用器具104、106、108の様々な測定可能な特性をモニタリングし、かつ外科用器具104、106、108を動作させるための対応する出力制御信号を発生させるためのプログラム命令を実行するために、プロセッサとして実装されるハードウェア構成要素を備える。発生器100が多機能外科用器具108と共に使用される形態では、出力制御信号は、超音波変換器120を切断及び/又は凝固動作モードで駆動させてもよい。多機能外科用器具108及び/又は組織の電気特性は、発生器100の動作態様を制御するために測定及び使用されてもよく、かつ/又はユーザへのフィードバックとして提供されてもよい。発生器100が多機能外科用器具108と共に使用される形態では、出力制御信号は、電気エネルギー(例えば、RFエネルギー)をエンドエフェクタ125に切断、凝固、及び/又は乾燥モードで供給してもよい。多機能外科用器具108及び/又は組織の電気特性は、発生器100の動作態様を制御するために測定及び使用されてもよく、かつ/又はユーザへとフィードバックを提供してもよい。様々な形態では、前述のように、ハードウェア構成要素は、DSP、PLD、ASIC、回路、及び/又はレジスタとして実装されてもよい。一形態では、プロセッサは、コンピュータソフトウェアプログラム命令を格納及び実行して、超音波変換器120及びエンドエフェクタ122、124、125などの外科用器具104、106、108の様々な構成要素を駆動するための出力信号を生成するように構成されてもよい。
図4は、一形態による、超音波変換器120などの超音波変換器の等価回路150を例示する。等価回路150は、共振器の電気機械的性質を定義する、直列に接続されたインダクタンスL、抵抗R、及び容量Cを有する第1の「動作」ブランチと、静的静電容量Cを有する第2の容量性ブランチと、を含む。動作電流Iが第1のブランチを通って流れ、電流I−Iが容量性ブランチを通って流れる状態で、駆動電流Iは、発生器から駆動電圧Vで受け取られ得る。超音波変換器の電気機械的性質の制御は、I及びVを好適に制御することによって達成され得る。上述のように、従来の発生器アーキテクチャは、発生器の電流出力Iの実質的に全てが動作ブランチを通って流れるように、並列共振回路内で静的静電容量Coを共振周波数でチューンアウトする(tuning out)ための同調インダクタL(図4に仮想線で示される)を含み得る。この方法では、動作ブランチの電流Iの制御は、発生器の電流出力Iを制御することによって達成される。同調インダクタLは、超音波変換器の静的静電容量Cに特有であるが、異なる静的静電容量を有する異なる超音波変換器は、異なる同調インダクタLを必要とする。更に、同調インダクタLは、単一の共振周波数での静的静電容量Cの公称値と一致するため、動作ブランチ電流Iの正確な制御は、その周波数でのみ保証され、変換器の温度と共に周波数が下がると、動作ブランチ電流の正確な制御は損われる。
発生器100の形態は、動作ブランチ電流Iをモニターするために、同調インダクタLに依存しない。むしろ、発生器100は、動的及び進行に応じたベースで(例えば、リアルタイムで)動作ブランチ電流Iの値を決定するために、特定の超音波外科用器具104における電力の印加の間の静的静電容量Cの測定値を(駆動信号の電圧及び電流フィードバックデータと共に)使用し得る。従って、そのような形態の発生器100は、静的静電容量Cの公称値によって決定される単一の共振周波数においてのみではなく、任意の周波数で任意の値の静的静電容量Cと同調される又は共振するシステムをシミュレートするために、仮想同調を提供することが可能である。
図5は、発生器100(図1〜3)の一形態である発生器200の簡略ブロック図である。発生器200は、数ある利点の中でも、上記のようなインダクタ無しの同調を提供するように構成される。発生器200の追加の詳細は、同一出願人による、同時出願された、米国特許第9,060,775号、表題:「SURGICAL GENERATOR FOR ULTRASONIC AND ELECTROSURGICAL DEVICES」に記載されており、その開示は、その全体が参考として本明細書に組み込まれている。図5を参照すると、発生器200は、電力変圧器206を介して非絶縁段階204と通信する患者絶縁段階202を備えてもよい。電力変圧器206の二次巻線208は、絶縁段階202で封じ込められ、例えば、超音波外科用器具104、RF電気外科用器具106、及び多機能外科用器具108などの異なる外科用器具に駆動信号を送達するための駆動信号出力部210a、210b、210cを画定するタップ構成(例えば、センタータップ又は非センタータップ構成)を備えてもよい。具体的には、駆動信号出力部210a、210cは、超音波駆動信号(例えば、420VのRMS駆動信号)を超音波外科用器具104に出力することができ、駆動信号出力部210b、210cは、駆動信号出力部2160bが電力変圧器206のセンタータップに対応して、電気外科用駆動信号(例えば、100VのRMS駆動信号)をRF電気外科用器具106に出力することができる。
特定の形態では、超音波及び電気外科用駆動信号は、別個の外科用器具に同時に提供されてもよく、かつ/又は多機能外科用器具108(図1〜3)などの、超音波エネルギー及び電気外科用エネルギーの両方を組織に送達する能力を有する単一の外科用器具に提供されてもよい。専用の電気外科用器具及び/又は複合多機能超音波/電気外科用器具のどちらかへと提供される電気外科用信号は、治療用又は治療量以下のレベルの信号のどちらかであり、治療量以下の信号は、例えば、組織又は器具状態をモニターして、発生器へとフィードバックを提供することに使用され得る、と理解されよう。例えば、超音波及びRF信号は、以下でより詳細に論じられるように、所望の出力信号を外科用器具に提供するために、単一の出力ポートを有する発生器から別個に又は同時に送達され得る。従って、発生器は、超音波エネルギー及び電気外科用RFエネルギーを組み合わせて、組み合わせられたエネルギーを多機能超音波/電気外科用器具に送達することができる。双極電極は、エンドエフェクタの一方又は両方のつかみ具の上に位置し得る。一方のつかみ具は、同時に働く、電気外科用RFエネルギーに加えて超音波エネルギーによって駆動されてもよい。超音波エネルギーが組織を切開するために用いられてもよい一方で、電気外科用RFエネルギーは、血管封止に用いられてもよい。
非絶縁段階204は、電力変圧器206の一次巻線214に接続された出力部を有する電力増幅器212を含み得る。特定の形態では、電力増幅器212は、プッシュプル増幅器を備えてもよい。例えば、非絶縁段階204は、デジタル出力をDAC回路218に供給するための論理デバイス216を更に備えてもよく、DAC回路218は、その後、対応するアナログ信号を電力増幅器212の入力端子に供給する。特定の形態では、論理デバイス216は、数ある論理回路の中で、例えば、プログラマブルゲートアレイ(PGA)、FPGA、プログラマブル論理デバイス(PLD)を含んでもよい。従って、論理デバイス216は、DAC回路218を介して電力増幅器212の入力を制御することにより、駆動信号入力部210a、210b、210cで出現する駆動信号の多くのパラメータ(例えば、周波数、波形、波形振幅)のうちのいずれかを、制御することができる。特定の形態では、後述するように、論理デバイス216は、プロセッサ(例えば、後述するデジタル信号プロセッサ)と共に、多くのデジタル信号処理(DSP)ベースの及び/又はその他の制御アルゴリズムを実装して、発生器200によって出力される駆動信号のパラメータを制御し得る。
電力は、スイッチモードレギュレータ220、例えば電力変換装置によって、電力増幅器212の電力レールに供給され得る。特定の形態では、スイッチ−モードレギュレータ220は、例えば、調節可能なバック調節器を含み得る。非絶縁段階204は、第1のプロセッサ222を更に含むことができ、これは一形態では、例えば、Analog Devices(Norwood,MA)から入手可能なAnalog Devices ADSP−21469 SHARC DSPなどのDSPプロセッサを含み得るが、様々な形態において任意の好適なプロセッサを採用してよい。特定の形態では、DSPプロセッサ222は、電力増幅器212からDSPプロセッサ222がアナログ−デジタル変換器(ADC)回路224を介して受信する、電圧フィードバックデータに応答するスイッチ−モードレギュレータ220の動作を制御し得る。一形態では、例えば、DSPプロセッサ222は、電力増幅器212によって増幅された信号(例えば、RF信号)の波形エンベロープを、ADC回路224を介して入力として受信し得る。次に、DSPプロセッサ222は、電力増幅器212に供給されるレール電圧が、増幅された信号の波形エンベロープを追跡するように、スイッチモードレギュレータ220(例えば、パルス幅変調(PWM)出力を介して)を制御し得る。波形エンベロープに基づいて、電力増幅器212のレール電圧を動的に変調することにより、電力増幅器212の効率は、固定レール電圧増幅器のスキームに対して顕著に改善され得る。
特定の形態では、論理デバイス216は、DSPプロセッサ222と共に、DDSなどのデジタル合成回路(例えば、図13、14を参照のこと)制御スキームを実行して、発生器200による駆動信号出力の波形、周波数、及び/又は振幅を制御し得る。一形態では、例えば、論理デバイス216は、FPGAに内蔵され得る、RAM LUTなどの、動的に更新されるルックアップテーブル(LUT)内に記憶された波形サンプルを呼び出すことによって、DDS制御アルゴリズムを実行することができる。この制御アルゴリズムは、超音波変換器120などの超音波変換器が、その共振周波数における明瞭な正弦波電流によって駆動され得る超音波用途において特に有用である。他の周波数が寄生共振を励起し得るため、動作分岐電流の全歪みの最小化又は低減が、これに対応して望ましくない共振効果を最小化又は低減し得る。発生器200よって出力された駆動信号の波形は、出力駆動回路内に存在する様々な歪み源(例えば、電力変圧器206、電力増幅器212)によって影響されるため、駆動信号に基づいた電圧及び電流のフィードバックデータは、DSPプロセッサ222によって実行される誤差制御アルゴリズムなどのアルゴリズムに入力されることができ、これは動的な、進行に応じたベース(例えば、リアルタイム)で、LUTに記憶された波形サンプルを好適に事前に歪ませる又は修正することによって、歪みを補償する。一形態では、LUTサンプルに加えられる事前歪みの量又は程度は、計算された動作分岐電流と所望の電流波形との間の誤差に基づく場合があり、誤差は、サンプルごとに決定される。このようにして、予め歪ませたLUTサンプルは、駆動回路により処理されると、超音波変換器を最適に駆動するために、所望の波形(例えば、正弦波形状)を有する動作ブランチ駆動信号を生じ得る。このような形態では、LUT波形サンプルはしたがって、駆動信号の所望の波形を表すのではなく、歪み効果を考慮した際の、動作分岐駆動信号の所望の波形を最終的に生成するために必要な波形を表す。
非絶縁段階204は、発生器200によって出力される駆動信号の電圧及び電流をそれぞれサンプリングするために、各絶縁変圧器230、232を介して電力変圧器206の出力部に連結された第1ADC回路226及び第2ADC回路228を更に備え得る。特定の形態では、ADC回路226、228は、駆動信号のオーバーサンプリングを可能にするために、高速(例えば、毎秒80メガサンプル[MSPS])でサンプリングするように構成され得る。一形態では、例えば、ADC回路226、228のサンプリング速度は、駆動信号のおよそ200x(周波数による)のオーバーサンプリングを可能にし得る。特定の形態では、ADC回路226、228のサンプリング動作は、双方向マルチプレクサを介し、入力電圧及び電流信号を受信する単一のADC回路によって実施され得る。発生器200の形態での高速サンプリングの使用は、いくつかある中でも、とりわけ、動作ブランチを通って流れる複素電流の計算(これは、上述のDDSベースの波形制御を実施するために、特定の形態で使用され得る)、サンプリングされた信号の正確なデジタルフィルタリング、及び高精度での実電力消費の計算を可能にし得る。ADC回路226、228によって出力される電圧及び電流フィードバックデータは、論理デバイス216によって受信かつ処理され得(例えば、先着順処理方式[FIFO]バッファ、マルチプレクサなど)、例えば、DSPプロセッサ222による、以後の読み出しのために、データメモリに格納されてもよい。上記のように、電圧及び電流のフィードバックデータは、動的及び進行に応じたベースで、LUT波形サンプルを予め歪ませるか又は修正するための、アルゴリズムへの入力として使用され得る。特定の形態では、これは電圧及び電流フィードバックデータ対が得られる場合に、論理デバイス216によって出力された対応するLUTサンプルに基づき、又は別の方法でこれに関連して、各格納された電圧及び電流フィードバックデータ対が索引されることを必要とし得る。この方法によるLUTサンプルと電圧及び電流フィードバックデータとの同期は、事前歪みアルゴリズムの正確なタイミング及び安定性に寄与する。
特定の形態では、電圧及び電流のフィードバックデータは、駆動信号の周波数及び/又は振幅(例えば、電流振幅)を制御するために使用され得る。例えば、一形態では、電圧及び電流フィードバックデータは、インピーダンス相を決定するために使用され得る。駆動信号の周波数はその後、決定されたインピーダンス相とインピーダンス相設定点(例えば、0°)との間の差を最小化又は低減するように制御され得、それにより高調波歪みの影響を最小化又は低減し、これに対応してインピーダンス相の測定正確度を向上させる。相インピーダンス及び周波数制御信号の決定は、例えば、DSPプロセッサ222で実行されてもよく、周波数制御信号は、論理デバイス216によって実行されるDDS制御アルゴリズムへの入力として供給される。
別の形態では、例えば、電流のフィードバックデータは、駆動信号の電流振幅を電流振幅設定点で維持するためにモニターされ得る。電流振幅設定点は、直接指定されてもよく、又は指定された電圧振幅及び電流設定点に基づいて間接的に決定されてもよい。特定の形態では、電流振幅の制御は、例えば、DSPプロセッサ222内の比例−積分−微分(PID)制御アルゴリズムといった、制御アルゴリズムによって実行され得る。駆動信号の電流振幅を好適に制御するために、制御アルゴリズムにより制御される変数には、例えば、論理デバイス216に格納されるLUT波形サンプルのスケーリング、及び/又はDAC回路234を介したDAC回路218(これは電力増幅器212に入力を供給する)のフルスケール出力電圧が挙げられ得る。
非絶縁段階204は、いくつかある中でも、特にユーザインターフェース(UI)機能性を提供するために、第2のプロセッサ236を更に含み得る。一形態では、UIプロセッサ236は、例えば、Atmel Corporation(San Jose,CA)から入手可能な、ARM 926EJ−Sコアを有するAtmel AT91SAM9263プロセッサを含み得る。UIプロセッサ236によってサポートされるUI機能性の例としては、例えば、図1及び3に示すように、可聴及び視覚的ユーザフィードバック、周辺デバイスとの通信(例えば、Universal Serial Bus(USB)インターフェースによる)、足踏スイッチ130との通信、入力装置110との通信(例えば、タッチスクリーンディスプレイ)、及び出力装置112との通信(例えば、スピーカー)が挙げられ得る。UIプロセッサ236は、DSPプロセッサ222及び論理デバイス216(例えば、シリアル周辺インターフェース(SPI)バス)と通信し得る。UIプロセッサ236はUI機能性を主にサポートし得るが、特定の形態では、DSPプロセッサ222と協調して危険の緩和を実現し得る。例えば、UIプロセッサ236は、ユーザ入力及び/又は他の入力(例えば、タッチスクリーン入力、図3にて示すような足踏スイッチ130入力、温度センサ入力)の様々な態様を監視するようにプログラミングされてもよく、かつ誤った状態が検出される際に、発生器200の駆動出力を無効化し得る。
特定の形態では、DSPプロセッサ222及びUIプロセッサ236の両方が、例えば、発生器200の動作状態を判断及びモニターし得る。DSPプロセッサ222に関し、発生器200の動作状態は、例えば、どの制御及び/又は診断プロセスがDSPプロセッサ222によって実行されるかを表し得る。UIプロセッサ236に関し、発生器200の動作状態は、例えば、ユーザインターフェース(例えば、ディスプレイスクリーン、音)のどの要素がユーザに提供されるかを表し得る。対応するDSP及びUIプロセッサ222、236は、発生器200の現在の動作状態を別個に維持し得、現在の動作状態からの可能な遷移を、認識及び評価する。DSPプロセッサ222は、この関係におけるマスターとして機能し、動作状態間の遷移が生じるときを決定し得る。UIプロセッサ236は、動作状態間の有効な遷移を認識してもよく、また特定の遷移が適切であるかを確認してもよい。例えば、DSPプロセッサ222が、UIプロセッサ236に特定の状態へと遷移するように命令すると、UIプロセッサ236は、要求される遷移が有効であることを確認し得る。要求される状態間の遷移がUIプロセッサ236によって無効であると決定される場合、UIプロセッサ236は、発生器200を故障モードにし得る。
非絶縁段階204は、入力装置110(例えば、発生器200をオン/オフにするために使用される容量性タッチセンサ、容量性タッチスクリーン)をモニターするために、コントローラ238を更に含み得る。特定の形態では、コントローラ238は、少なくとも1つのプロセッサ、及び/又はUIプロセッサ236と通信する他のコントローラ装置を含み得る。一形態では、例えば、コントローラ238は、1つ以上の容量性タッチセンサを介して提供されるユーザ入力をモニターするように構成されたプロセッサ(例えば、Atmelから入手可能なMega168 8ビットコントローラ)を含み得る。一形態では、コントローラ238は、容量性タッチスクリーンからのタッチデータの獲得を制御及び管理するための、タッチスクリーンコントローラ(例えば、Atmelから入手可能なQT5480タッチスクリーンコントローラ)を含み得る。
特定の形態では、発生器200が「電力オフ」状態にあるとき、コントローラ238は、動作電力を受け取り続けてもよい(例えば、以下の電源254などの、発生器200の電源からの線路を介して)。このようにして、コントローラ196は、発生器200をオン及びオフにするために、入力装置110(例えば、発生器200の前側パネル上に位置する容量性タッチセンサ)をモニターし続けてもよい。発生器200が電力オフ状態にあるとき、コントローラ238は、ユーザによる「オン/オフ」入力装置110の起動が検出された場合、電源を起動し得る(例えば、電源254の1つ以上のDC/DC電圧変換器256の動作を可能にする)。コントローラ238はしたがって、発生器200を「入力」状態に遷移させるために、シーケンスを開始することができる。逆に、発生器200が入力状態にあるとき、コントローラ238は、「オン/オフ」入力装置110の起動が検出される際に、発生器200を切断状態に遷移するためのシーケンスを開始することができる。例えば、特定の形態では、コントローラ238は、「オン/オフ」入力装置110の起動をUIプロセッサ236に報告してもよく、これは、順次、発生器200の切断状態への遷移のために必要なプロセスシーケンスを実行する。この形態では、コントローラ196は、発生器200の入力状態が確立された後の、発生器200からの電力を排除するための別個の能力を有しなくてもよい。
特定の形態では、コントローラ238は、ユーザに電力オン又は電力オフシーケンスが開始されたことを警告するために、発生器200に可聴又は他の感覚的フィードバックを提供させ得る。このような警告は、入力又は切断シーケンスの開始時、及びシーケンスと関連する他のプロセスの開始前に提供され得る。
特定の形態では、絶縁段階202は、例えば、外科用器具の制御回路(例えば、ハンドピーススイッチを含む制御回路)と、例えば論理デバイス216、DSPプロセッサ222及び/又はUIプロセッサ236などの非絶縁段階204の構成要素との間の、通信インターフェースを提供するために、器具インターフェース回路240を含んでもよい。器具インターフェース回路240は、例えば、赤外線(IR)ベースの通信リンクなどの、段階202と204との間の好適な度合いの電気的絶縁を維持する通信リンクを介し、非絶縁段階204の構成要素と情報を交換し得る。例えば、非絶縁段階204から駆動される絶縁変圧器によって駆動される、低ドロップアウト電圧調節器を使用して、器具インターフェース回路240に電力が供給され得る。
一形態では、器具インターフェース回路240は、信号調整回路244と通信している論理デバイス242(例えば、論理回路、プログラマブルロジック回路、PGA、FPGA、PLD)を含み得る。信号調整回路244は、同一の周波数を有する双極呼びかけ信号を生成するために、論理デバイス242から周期信号(例えば、2kHz方形波)を受信するように構成されてもよい。呼びかけ信号は、例えば、差動増幅器により供給される双極電流源を使用して生成され得る。呼びかけ信号は、外科用器具制御回路に伝達され(例えば、発生器200を外科用器具に接続する、ケーブル内の導電対を使用して)、制御回路の状態又は構成を決定するためにモニターされ得る。制御回路は、多数のスイッチ、レジスタ、及び/又はダイオードを含んで、制御回路の状態又は構成が1つ以上の特性に基づいて独自に識別可能であるように、呼びかけ信号の1つ以上の特性(例えば、振幅、整流)を修正してもよい。例えば、一形態では、信号調整回路244は、呼びかけ信号が通過する経路から生じる制御回路の入力にわたって出現する電圧信号のサンプルを生成するため、ADC回路を含み得る。論理回路242(又は、非絶縁段階204の構成要素)はその後、ADC回路サンプルに基づく制御回路の状態又は構成を決定し得る。
一形態では、器具インターフェース回路240は、第1のデータ回路インターフェース246を含んで、論理回路242(又は器具インターフェース回路240のその他の要素)と、外科用器具内に配置される、又は別の方法で外科用器具と関連する、第1のデータ回路との間の、情報交換を可能にしてもよい。特定の形態では、例えば、第1のデータ回路136(図2)は、発生器200を有する特定の外科用器具タイプ又はモデルとインターフェース接続させるために、外科用器具ハンドピースに一体的に取り付けられたケーブル内、又はアダプタ内に配設されてもよい。第1のデータ回路136は、任意の好適な方法で実装されてもよく、例えば、第1のデータ回路136に関して本明細書に記載されたものを含む任意の好適なプロトコルに従って、発生器と通信してもよい。特定の形態では、第1のデータ回路は、EEPROMデバイスなどの、不揮発性記憶デバイスを含み得る。特定の形態では、また図5を再び参照すると、第1のデータ回路インターフェース246は、論理回路242とは別個に実施されてもよく、また好適な回路(例えば、別個の論理デバイス、プロセッサ)を含み、論理回路242と第1のデータ回路との間の通信を可能にし得る。その他の形態では、第1のデータ回路インターフェース246は、論理回路242と一体であり得る。
特定の形態では、第1のデータ回路136(図2)は、第1のデータ回路が関連付けられた、特定の外科用器具に関する情報を記憶してもよい。このような情報は、例えば、モデル番号、シリアル番号、外科用器具が使用された動作数、及び/又は他の種類の情報を含み得る。この情報は、器具インターフェース回路240によって(例えば、論理回路242によって)読み出され、出力装置112(図1及び3)を介したユーザへの提供のために、かつ/又は発生器200の機能又は動作の制御のために、非絶縁段階204の構成要素(例えば、論理デバイス216、DSPプロセッサ222、及び/又はUIプロセッサ236)に転送され得る。加えて、任意の種類の情報が、第1のデータ回路インターフェース246を介して内部に記憶させるために、(例えば、論理回路242を使用して)第1のデータ回路136に伝達され得る。このような情報は例えば、外科用器具が使用された最新の動作数、並びに/又は、その使用の日付及び/若しくは時間を含み得る。
上記のように、外科用器具は、器具の互換性及び/又は廃棄性を促進するために、ハンドピースから取り外し可能であり得る(例えば、多機能外科用器具108は、ハンドピース109から取り外し可能であり得る)。このような場合、従来の発生器は、使用されている特定の器具構成を認識し、これに対応して制御及び診断プロセスを最適化する能力が制限されている場合がある。しかし、この問題に対処するために、外科用器具に読み取り可能なデータ回路を追加することは、適合性の観点から問題がある。例えば、必要なデータ読み取り機能性を欠く発生器との後方互換性を保つように外科用器具を設計することは、例えば、異なる信号スキーム、設計複雑性、及び費用のために、実用的でない場合がある。本明細書で論じられる器具の形態は、既存の外科用器具に実装され得るデータ回路を経済的に使用し、外科用器具と最新の発生器プラットフォームとの適合性を維持するための設計変更を最小限にすることにより、これらの懸念に対処する。
加えて、発生器200の形態は、器具ベースのデータ回路との通信を可能にし得る。例えば、発生器200は、器具(例えば、図2に示す多機能外科用器具108)内に収容される第2のデータ回路138(図2)と通信するように構成され得る。いくつかの形態では、第2のデータ回路138は、本明細書に記載される第1のデータ回路136(図2)のものと類似した多くのものに実装される。器具インターフェース回路240は、この通信を可能にする第2のデータ回路インターフェース248を含み得る。一形態では、第2のデータ回路インターフェース248は、トライステートデジタルインターフェースを含み得るが、他のインターフェースが使用されてもよい。特定の形態では、第2のデータ回路は、一般にデータを送信及び/又は受信するための任意の回路であり得る。一形態では、例えば、第2のデータ回路は、第2のデータ回路が関連付けられた特定の外科用器具に関する情報を記憶してもよい。このような情報は、例えば、モデル番号、シリアル番号、外科用器具が使用された動作数、及び/又は他の種類の情報を含み得る。
いくつかの形態では、第2のデータ回路138(図2)は、関連する超音波変換器120、エンドエフェクタ125、若しくは超音波駆動システムの、電気的及び/又は超音波的特性に関する情報を記憶してもよい。例えば、第1のデータ回路136(図2)は、本明細書に記載されるバーンイン周波数スロープを示してもよい。加えて、又はあるいは、第2のデータ回路インターフェース248を介して内部に記憶させるために、第2のデータ回路に任意の種類の情報を伝達してもよい(例えば、論理回路242を使用して)。このような情報は例えば、器具が使用された最新の動作数、並びに/又は、その使用の日付及び/若しくは時間を含み得る。特定の形態では、第2のデータ回路は、1つ以上のセンサ(例えば、器具ベースの温度センサ)によって捕捉されたデータを伝達し得る。特定の形態では、第2のデータ回路は、発生器200からデータを受信し、その受信したデータに基づいてユーザに指標(例えば、LED指標又はその他の可視指標)を提供し得る。
特定の形態では、第2のデータ回路及び第2のデータ回路インターフェース248は、論理回路242と第2のデータ回路との間の通信が、この目的のための追加的な導体(例えば、ハンドピースを発生器200に接続するケーブルの専用導体)の提供を必要とせずにもたらされ得るように、構成され得る。例えば、一形態では、情報は、既存のケーブル(例えば、信号調整回路244からハンドピース内の制御回路に呼びかけ信号を伝送するために使用される導体のうちの1つ)で実施される、1ワイヤバス通信スキームを使用して、第2のデータ回路に、かつそれから伝達され得る。このようにして、元来必要であり得る外科用器具の設計変更又は修正が最小化又は低減される。更に、一般的な物理的チャネル上で実施される異なる種類の通信が周波数帯域分離され得るため、第2のデータ回路の存在は、必要なデータ読み取り機能を有しない発生器にとって「不可視」であり、それ故に外科用器具の後方互換性を可能にする。
特定の形態では、絶縁段階202は、直流電流が患者を通るのを防ぐために、駆動信号出力端子210bに接続された、少なくとも1つの阻止コンデンサ250−1を含み得る。単一の阻止コンデンサは、例えば、医学的規制又は基準に準拠することが必要とされる場合がある。単一コンデンサ設計における故障が比較的稀であるが、それでもなおこのような故障は否定的な結果をもたらし得る。一形態では、第2の阻止コンデンサ250−2は、阻止コンデンサ250−1と直列で提供され得、阻止コンデンサ250−1と250−2との間の点からの電流漏洩が、漏洩電流により誘発される電圧をサンプリングするために、ADC回路252によってモニターされる。サンプルは、例えば、論理回路242によって受信され得る。漏洩電流の変化に基づき(図5の形態における電圧サンプルによって示される)、発生器200は、阻止コンデンサ250−1及び250−2のうちの少なくとも一方が故障した際にこれを決定し得る。従って、図5の形態は、単一の破損点を有する単一コンデンサ設計に対して利益を提供する。
特定の形態では、非絶縁段階204、好適な電圧及び電流でDC電力を送達するための電源254を含み得る。電源は、例えば、48VDCシステム電圧を送達するための、400W電源を含み得る。電源254は、発生器200の様々な構成要素によって必要とされる電圧及び電流において、DC出力を生成するために電源の出力を受信するための、1つ以上のDC/DC電圧変換器256を更に含み得る。コントローラ238と関連して上記に記載されたように、DC/DC電圧変換器256の動作、起動を可能にするために、コントローラ238によってユーザによる「オン/オフ」入力デバイス110の起動が検出されると、DC/DC電圧変換器256のうちの1つ以上は、コントローラ238からの入力を受信することができる。
図6は、発生器100(図1〜3)の一形態である発生器300の駆動システム302の一形態を示す。発生器300は、駆動信号とも称される、超音波変換器を駆動させるための超音波電気信号(例えば、図1〜3の超音波変換器120)を提供するように構成される。発生器300は、発生器100、200(図1〜3、及び5)に類似しており、かつ互換性があってよい。駆動システム302は柔軟性があり、超音波電気駆動信号304を、超音波変換器306を駆動するための望ましい周波数及び電力レベル設定で生成することができる。様々な形態では、発生器300は、モジュール及び/又はブロック等の複数の別個の機能的要素を含み得る。特定のモジュール及び/又はブロックが一例として説明され得るが、それより多い又は少ないモジュール及び/又はブロックが使用されてもよく、やはり形態の範囲内に含まれることは理解できよう。更に、説明を容易にするために、モジュール及び/又はブロックに関して様々な形態が記載され得るが、そのようなモジュール及び/又はブロックは、1つ以上のハードウェアコンポーネント、例えば、プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、プログラマブルロジックデバイス(PLD)、特定用途向け集積回路(ASIC)、回路、レジスタ、及び/又はソフトウェアコンポーネント、例えば、プログラム、サブルーチン、ロジック、及び/又はハードウェアコンポーネントとソフトウェアコンポーネントとの組み合わせによって実施され得る。
一形態では、発生器300の駆動システム302は、ファームウェア、ソフトウェア、ハードウェア、又はこれらの任意の組み合わせとして実施される1つ以上の埋め込まれたアプリケーションを含み得る。発生器300の駆動システム302は、ソフトウェア、プログラム、データ、ドライバ、アプリケーションプログラムインターフェース(API)などの様々な実行可能なモジュールを含み得る。ファームウェアは、ビットマスクされた読み出し専用メモリ(ROM)又はフラッシュメモリのような不揮発性メモリ(NVM)に記憶させることができる。様々な実現形態では、ファームウェアをROMに格納することにより、フラッシュメモリが保存され得る。NVMは、例えば、プログラマブルROM(PROM)、消去可能プログラマブルROM(EPROM)、EEPROM、又は、ダイナミックRAM(DRAM)、ダブルデータレートDRAM(DDRAM)、及び/若しくは同期DRAM(SDRAM)などの電池バックアップ式ランダムアクセスメモリ(RAM)を含む、他のタイプのメモリを含んでもよい。
一形態では、発生器300の駆動システム302は、超音波外科用器具104(図1)の様々な測定可能な特性をモニターするため、並びに切断及び/又は凝固動作モードで超音波変換器を駆動させるための出力信号を生成するためのプログラム命令を実行するために、プロセッサ308として実施されたハードウェアコンポーネントを含む。当業者であれば、発生器300及び駆動システム302が追加的な構成要素又はより少ない構成要素を備える場合があること、及び正確さと明瞭さのために本明細書には簡易版の発生器300及び駆動システム302のみが記述されていることが理解されよう。様々な形態では、前述のように、ハードウェア構成要素は、DSP、PLD、ASIC、回路、及び/又はレジスタとして実装されてもよい。一形態では、プロセッサ308は、変換器、エンドエフェクタ、及び/又はブレードのような超音波外科用器具104の様々な構成要素を駆動するための出力信号を生成する、コンピュータソフトウェアプログラム命令を記憶及び実行するように、構成され得る。
一形態では、1つ以上のソフトウェアプログラムルーチンの制御下で、プロセッサ308はここに記述されている形態に従って方法を実行して、様々な時間間隔又は期間(T)にわたる電流(I)、電圧(V)、及び/又は周波数(f)を含む電気信号出力波形を発生させる。駆動信号の階段状波形は、発生器300の駆動信号(例えば、出力駆動電流(I)、電圧(V)、及び/又は周波数(f))を階段状にすることによって作り出される複数の時限にわたる定数関数の区分的線形の組み合わせを形成することによって生成され得る。時限又は期間(T)は、既定(例えば、ユーザによって固定及び/又はプログラム)されていてもよいし、可変であってもよい。可変時間間隔は、駆動信号を第1の値に設定し、かつモニターされる特性に変化が検出されるまで駆動信号をその値に維持することによって定義され得る。モニターされる特性の例としては、例えば、変換器インピーダンス、組織インピーダンス、組織加熱、組織離断、組織凝固などが挙げられ得る。発生器300によって生成される超音波駆動信号は、限定されないが、例えば、プライマリ縦モード及びその高調波、並びに曲げ及びねじれ振動モードのような様々な振動モードで超音波変換器306を励起することができる超音波駆動信号を含む。
一形態では、実行可能なモジュールはメモリに記憶された1つ以上のアルゴリズム(複数可)310を備え、プロセッサ308が実行された場合には、様々な時間間隔又は期間(T)にわたる電流(I)、電圧(V)、及び/又は周波数(f)を含む電気信号出力波形を発生させる。駆動信号の階段状波形は、発生器300の出力駆動電流(I)、電圧(V)、及び/又は周波数(f)を段階状にすることにより生成される、2つ以上の時間間隔にわたった、定数関数の区分的線形の組み合わせを形成することにより、生成され得る。駆動信号は、1つ以上のアルゴリズム(複数可)310に従って、所定の固定時間間隔若しくは期間(T)又は変動時間間隔若しくは期間のいずれかにわたって、生成され得る。プロセッサ308の制御下で、発生器100は、既定期間(T)にわたって、又はモニターされる特性(例えば、変換器インピーダンス、組織インピーダンス)における変化などの既定条件が検出されるまで、特定の分解能で電流(I)、電圧(V)、及び/又は周波数(f)を上昇又は下降させて出力する(例えば、増大又は減少させる)。これらの階段は、プログラムされたインクリメント又はデクリメントにおいて変化することができる。他の階段が望まれる場合は、発生器300は、測定されたシステムの特性に基づき適合して階段を増すこと又は減らすことができる。
動作中、ユーザは、発生器300のコンソールの前側パネル上に位置した入力装置312を使用して、発生器300の動作をプログラムすることができる。入力装置312は、プロセッサ308に適用して発生器300の動作を制御することができる信号314を生成する、任意の適した装置を備えることができる。様々な形態では、入力装置312は多目的又は専用コンピュータへのボタン、スイッチ、サムホイール、キーボード、キーパッド、タッチスクリーンモニター、指先指示デバイス、リモート接続を含む。他の形態では、入力装置312は適したユーザインターフェースを備えることができる。従って、ユーザは入力装置312を使用して、発生器300の出力をプログラムするための電流(I)、電圧(V)、周波数(f)、及び/又は期間(T)を設定又はプログラムすることができる。次いで、プロセッサ308は、ライン316で信号を出力インジケータ318に送ることにより、選択された電力レベルを表示する。
様々な形態では、出力インジケータ318は、視覚的、可聴、及び/又は触覚的フィードバックを外科医に提供して、超音波外科用器具104の測定された特性(例えば、変換器インピーダンス、組織インピーダンス、又は後に説明するようなその他の測定値)に基づいて、例えば組織切断及び凝固の完了時のような、外科手技の状況を示すことができる。限定ではなく例示として、視覚的フィードバックには、白熱電灯又はLED、グラフィカルユーザインターフェース、ディスプレイ、アナログインジケータ、デジタルインジケータ、棒グラフ表示、デジタル文字数字表示を含む、任意のタイプの視覚的指示装置が挙げられる。限定ではなく例示として、可聴フィードバックには、音声/スピーチプラットフォームを介してコンピュータと相互作用するための任意のタイプのブザー、コンピュータで生成されたトーン、コンピュータ化されたスピーチ、ボイスユーザインターフェース(VUI)が挙げられる。限定ではなく例示として、触覚的フィードバックには、器具ハウジングのハンドルアセンブリを介して提供される任意のタイプの振動フィードバックが挙げられる。
一形態では、プロセッサ308は、デジタル電流信号320及びデジタル周波数信号322を生成するように構成又はプログラムされ得る。これらのデジタル信号320、322は、DDS回路324などのデジタル合成回路に適用されて(例えば、図13、14を参照のこと)、変換器への超音波電気駆動信号304の振幅及び周波数(f)を調節する。DDS回路324の出力は電力増幅器326に適用され、電力増幅器326の出力は変圧器328に適用される。変圧器328の出力は、導波管によってブレードに連結された超音波変換器306に適用される超音波電気駆動信号304である。DDS回路324の出力は、揮発性(RAМ)及び不揮発性(ROM)メモリ回路を含むもう1つの回路内に記憶されてよい。
一形態では、発生器300は、超音波器具104(図1、2)又は多機能外科用器具108(図1〜3)の測定可能な特性をモニターするように構成され得る、1つ以上の測定モジュール又は構成要素を含む。図示の形態では、プロセッサ308を使用して、システムの特性をモニター及び算出することができる。示されるように、プロセッサ308は、超音波変換器306に供給される電流及びトランスデューサに印加される電圧をモニターすることにより、変換器のインピーダンスZを測定する。一形態では、電流検知回路330が変換器を流れる電流を検知するために使用され、電圧検知回路332が超音波変換器306に印加される出力電圧を検知するために使用される。これらの信号は、アナログマルチプレクサ334回路又はスイッチ回路装置を介してADC回路336に適用することができる。アナログマルチプレクサ334は、変換のために、適切なアナログ信号をADC回路336へ送る。その他の形態では、マルチプレクサ334回路の代わりに、複数のADC回路336をそれぞれの測定された特性のために使用することができる。プロセッサ308はADC回路336のデジタル出力338を受信し、また電流及び電圧の測定値に基づいて変換器インピーダンスZを算出する。プロセッサ308は、負荷曲線に対する望ましい電力を生成することができるように超音波電気駆動信号304を調整する。プログラムされたアルゴリズム(複数可)310に従って、プロセッサ308は、変換器インピーダンスZに応答して、超音波電気駆動信号304(例えば、電流又は周波数)を、任意の好適なインクリメント又はデクリメントで階段状にすることができる。
図7は、発生器100(図1〜3)の一形態である発生器400の駆動システム402の一態様を示す。動作中、ユーザは、発生器400のコンソールの前側パネル上に位置した入力装置412を使用して、発生器400の動作をプログラムすることができる。入力装置412は、プロセッサ408に適用して発生器400の動作を制御することができる信号414を生成する、任意の適した装置を備えることができる。様々な形態では、入力装置412は多目的又は専用コンピュータへのボタン、スイッチ、サムホイール、キーボード、キーパッド、タッチスクリーンモニター、指先指示デバイス、リモート接続を含む。その他の形態では、入力装置412は好適なユーザインターフェースを備えることができる。従って、ユーザは入力装置412を使用して、発生器400の出力をプログラムするための電流(I)、電圧(V)、周波数(f)、及び/又は期間(T)を設定又はプログラムすることができる。次いで、プロセッサ408は、ライン416で信号を出力インジケータ418に送ることによって、選択された電力レベルを表示する。
発生器400は組織インピーダンスモジュール442を具備する。駆動システム402は、電気駆動信号404を発生させて、超音波変換器406を駆動させるように構成される。一態様では、組織インピーダンスモジュール442は、ブレード440とクランプアームアセンブリ444との間に把持された組織のインピーダンスZtを測定するように、構成され得る。組織インピーダンスモジュール442は、RF発振器446と、RF電圧感知回路448と、RF電流感知回路450とを備える。RF電圧感知回路448及びRF電流感知回路450は、ブレード440の電極に印加されたRF電圧Vrfと、ブレード440の電極、組織、及びクランプアームアセンブリ444の導電部分を通って流れるRF電流irfとに、応答する。検知された電圧Vrf及び電流Irfは、ADC回路436によって、アナログマルチプレクサ434を介してデジタル形式に変換される。プロセッサ408はADC回路436のデジタル出力438を受信し、RF電圧感知回路448及びRF電流感知回路450によって測定されるRF電圧Vrf対電流Irfの比率を算出することにより、組織インピーダンスZtを決定する。一態様では、内側筋肉層及び組織の離断は、組織インピーダンスZtを検知することによって検出され得る。従って、組織インピーダンスZtの検出を自動プロセスと統合して、通常なら共振で生じる有意な量の加熱を引き起こさずに、組織を離断する前に内側筋肉層を外膜層から分離することができる。
一形態では、ブレード440の電極に印加されたRF電圧Vrfと、ブレード440の電極、組織、及びクランプアームアセンブリ451の導電部分を通って流れるRF電流Irfとは、血管封止及び/又は切開に好適である。従って、発生器400のRF電力出力は、組織インピーダンス測定などの非治療的機能並びに血管封止及び/又は切開などの治療的機能のために選択され得る。本開示の文脈において、超音波及びRF電気外科用エネルギーが、個々又は同時のいずれかで発生器により供給され得ることが理解されよう。
様々な形態において、フィードバックは、図6及び7に示される出力インジケータ418により提供される。出力インジケータ418は、エンドエフェクタによって操作されている組織がユーザの視野から外れており、組織の状態の変化がいつ発生するかをユーザが見ることができない用途で特に有用である。出力インジケータ418は、組織状態における変化が生じたことをユーザに通信する。前述のように、出力インジケータ418は、視覚的、可聴、及び/又は触覚的フィードバックを含むが、それらに限定されない様々な種類のフィードバックをユーザに提供して、組織が組織の状態又は条件の変化を経たことをユーザ(例えば、外科医、医師)に示すように構成され得る。限定ではなく例示として、前述のように、視覚的フィードバックには、白熱電灯又はLED、グラフィカルユーザインターフェース、ディスプレイ、アナログインジケータ、デジタルインジケータ、棒グラフ表示、デジタル文字数字表示を含む、任意のタイプの視覚的指示装置が挙げられる。限定ではなく例示として、可聴フィードバックには、音声/スピーチプラットフォームを介してコンピュータと相互作用するために任意のタイプのブザー、コンピュータで生成されたトーン、コンピュータ化されたスピーチ、VUIが挙げられる。限定ではなく例示として、触覚的フィードバックには、器具ハウジングのハンドルアセンブリを介して提供される任意のタイプの振動フィードバックが挙げられる。組織の状態の変化は、先に記載した変換器及び組織インピーダンス測定値に基づいて決定されてもよく、又は電圧、電流、及び周波数測定値に基づいて決定されてもよい。
一形態では、プロセッサ408は、デジタル電流信号420及びデジタル周波数信号422を生成するように構成又はプログラムされ得る。これらのデジタル信号420、422は、DDS回路424などのデジタル合成回路に適用されて(例えば、図13、14を参照のこと)、超音波変換器406への電気駆動信号404の振幅及び周波数(f)を調節する。DDS回路424の出力は増幅器426に適用され、増幅器426の出力は変圧器428に適用される。変圧器428の出力は、導波管によってブレードに連結された超音波変換器406に適用される電気駆動信号404である。DDS回路424の出力は、揮発性(RAМ)及び不揮発性(ROM)メモリ回路を含むもう1つのメモリ回路内に記憶されてよい。
一形態では、発生器400は、超音波器具104(図1、3)又は多機能外科用器具108(図1〜3)の測定可能な特性をモニターするように構成され得る、1つ以上の測定モジュール又は構成要素を含む。図示の形態では、プロセッサ408を使用して、システムの特性をモニター及び算出してよい。示されるように、プロセッサ408は、超音波変換器406に供給される電流及び変換器に印加される電圧をモニターすることにより、変換器のインピーダンスZを測定する。一形態では、電流検知回路430が変換器を流れる電流を検知するために使用され、また電圧検知回路432が超音波変換器406に印加される出力電圧を検知するために使用される。これらの信号は、アナログマルチプレクサ434回路又はスイッチ回路装置を介して、ADC回路436へと適用してよい。アナログマルチプレクサ434は、変換のために、適切なアナログ信号をADC回路436へ送る。その他の形態では、アナログマルチプレクサ434回路の代わりに、複数のADC回路436をそれぞれの測定された特性のために使用することができる。プロセッサ408はADC回路436のデジタル出力438を受信し、また電流及び電圧の測定値に基づいて変換器インピーダンスZを算出する。プロセッサ308は、負荷曲線に対する望ましい電力を生成することができるように電気駆動信号404を調整する。プログラムされたアルゴリズム(複数可)410に従って、プロセッサ408は、変換器インピーダンスZに応答して、超音波電気駆動信号404(例えば、電流又は周波数)を、任意の好適なインクリメント又はデクリメントで階段状にすることができる。
図6及び7を参照すると、種々の形態では、コンピュータ可読命令を含む様々な実行可能な命令又はモジュール(例えば、アルゴリズム310、410)は、発生器300、400のプロセッサ308、408の部分により、実行されることができる。種々の形態にて、1つ以上のソフトウェアコンポーネント(例えば、プログラム、サブルーチン、論理)、1つ以上のハードウェアコンポーネント(例えば、プロセッサ、DSPs、PLDs、ASICs、回路、レジスタ)、及び/又はソフトウェアとハードウェアとの組み合わせとして、アルゴリズムに関して記載される動作を実行してよい。一形態では、アルゴリズムを行う実行可能な命令は、メモリに記憶され得る。実行される場合、それらの命令は、プロセッサ308、408が、組織の状態の変化を決定し、出力インジケータ318、418によってユーザにフィードバックを提供することを可能にする。そのような実行可能な命令に従って、プロセッサ308、408は、発生器300、400から入手可能な電圧、電流、及び/又は周波数の信号サンプルをモニター及び評価し、またそのような信号サンプルの評価に従って、組織状態の変化が生じたかどうかを決定する。下記に更に詳述するように、組織状態の変化は、超音波器具のタイプ及びその器具が受けている電力レベルに基づいて決定され得る。フィードバックに応答して、外科用器具104、106、108(図1〜3)の動作モードは、ユーザにより制御され得るか、又は自動的若しくは半自動的に制御され得る。
図8は、発生器100(図1〜3)の一形態である、発生器500の一例を示す。発生器500は、複数のエネルギーモダリティを外科用器具へと送達するように構成される。発生器500は、図5〜7に示す発生器200、300、400の機能性を含む。発生器500は、エネルギーを外科用器具に送達するためのRF信号及び超音波信号を提供する。RF信号及び超音波信号は、単独で、又は組み合わせて提供されてもよく、また同時に提供されてもよい。上述のように、少なくとも1つの発生器出力は、単一のポートを通して複数のエネルギーモダリティ(例えば、いくつかある中でも、特に、超音波双極又は単極RF、不可逆及び/若しくは可逆電気穿孔法、並びに/又はマイクロ波エネルギー)を送達することができ、これらの信号は、組織を治療するために、別個に又は同時にエンドエフェクタに送達され得る。発生器500は、波形発生器504に連結されたプロセッサ502を備える。プロセッサ502及び波形発生器504は、プロセッサ502に連結されたメモリ内に記憶された情報(開示を明瞭にするために示さず)に基づいて、様々な信号波形を発生させるように構成されている。波形に関連するデジタル情報は、1つ以上のDAC回路を含む波形発生器504に提供され、デジタル入力をアナログ出力に変換する。アナログ出力は、信号調節及び増幅のために、増幅器1106に供給される。増幅器506の調節かつ増幅された出力は、電力変圧器508に連結される。信号は、電力変圧器508にわたって、患者の絶縁側にある二次側に連結される。第1のエネルギーモダリティの第1信号は、ENERGY1及びRETURNとラベル付けされた端子間の外科用器具に提供される。第2のエネルギーモダリティの第2信号は、コンデンサ510にわたって連結され、ENERGY2及びRETURNとラベル付けされた端子間の外科用器具に提供される。3つ以上のエネルギーモダリティが出力されてもよく、従って添字「n」は、最大n個のENERGYn端子が提供され得ることを表示するために使用することができ、このnは、1を超える正の整数であると理解されよう。更に、最大「n」個のリターンパス(RETURNn)が、本開示の範囲から逸脱することなく提供されてもよいと理解されよう。
第1の電圧感知回路512は、ENERGY1及びRETURNパスとラベル付けされた端子にわたって連結され、それらの間の出力電圧を測定する。第2の電圧感知回路524は、ENERGY2及びRETURNパスとラベル付けされた端子にわたって連結され、それらの間の出力電圧を測定する。電流感知回路514は、いずれかのエネルギーモダリティの出力電流を測定するために、図示した電力変圧器508の二次側のRETURN区間と直列に配設される。異なるリターンパスが各エネルギーモダリティに対して提供される場合、別個の電流感知回路が、各リターン区間で提供されねばならない。第1及び第2の電圧感知回路512、524の出力が対応の絶縁変圧器516、522に提供され、電流感知回路514の出力は、別の絶縁変圧器518に提供される。電力変圧器508の一次側(非患者絶縁側)上における絶縁変圧器516、518、522の出力は、1つ以上のADC回路526に提供される。ADC回路526のデジタル化された出力は、更なる処理及び計算のためにプロセッサ502に提供される。出力電圧及び出力電流のフィードバック情報は、外科用器具に提供される出力電圧及び電流を調整するために、またいくつかあるパラメータの中で出力インピーダンスを計算するために使用され得る。プロセッサ502と患者絶縁回路との間の入力/出力通信は、インターフェース回路520を通して提供される。センサはまた、インターフェース回路520を介してプロセッサ502と電気的に連通してもよい。
一態様では、インピーダンスは、ENERGY1/RETURNとラベル付けされた端子にわたって連結された第1の電圧感知回路512、又はENERGY2/RETURNとラベルされた端子にわたって連結された第2の電圧感知回路524のどちらかを、電力変圧器508の二次側のRETURN区間と直列に配設された電流感知回路514の出力で除算することにより、プロセッサ502により決定され得る。第1及び第2の電圧感知回路512、524の出力は別個の絶縁変圧器516、522に提供され、電流感知回路514の出力は別の絶縁変圧器516に提供される。ADC回路526からのデジタル化された電圧及び電流感知測定値は、インピーダンスを計算するためにプロセッサ502に提供される。一例として、第1のエネルギーモダリティENERGY1は、超音波エネルギーであってよく、また第2のエネルギーモダリティENERGY2は、RFエネルギーであってよい。それでも、超音波エネルギーモダリティ及び双極若しくは単極RFエネルギーモダリティに加えて、他のエネルギーモダリティには、数ある中でも不可逆並びに/又は可逆電気穿孔法及び/若しくはマイクロ波エネルギーが挙げられる。また、図8に例示された例は、単一のリターンパス(RETURN)が2つ以上のエネルギーモダリティに提供され得ることを示しているが、他の態様では、複数のリターンパスRETURNnが、各エネルギーモダリティENERGYnに提供されてもよい。従って、本明細書に記載されるように、超音波変換器のインピーダンスは、第1の電圧感知回路512の出力を電流感知回路514の出力で除算することによって測定されてよく、組織のインピーダンスは、第2の電圧感知回路524の出力を電流感知回路514の出力で除算ことによって測定されてよい。
図8に示すように、少なくとも1つの出力ポートを備える発生器500は、実行される組織の治療の種類に応じて、いくつかある中でも、特に、超音波、双極若しくは単極RF、不可逆並びに/又は可逆電気穿孔法、及び/若しくはマイクロ波エネルギーなどの1つ以上のエネルギーモダリティの形態で電力を、例えば、エンドエフェクタに提供するために、単一の出力部を有しかつ複数のタップを有する電力変圧器508を含むことができる。例えば、発生器500は、超音波変換器を駆動するために高電圧かつ低電流で、組織封止のためのRF電極を駆動するために低電圧かつ高電流で、又は単極若しくは双極RF電気外科用電極のいずれかを用いてのスポット凝固のための凝固波形で、エネルギーを送達することができる。発生器500からの出力波形は、誘導され、切り替えられ、又はフィルタ処理されて、周波数を外科用器具のエンドエフェクタに提供し得る。超音波変換器の発生器500の出力部への接続部は、図8に示したENERGY1とラベル付けされた出力部とRETURNとラベル付けされた出力部との間に、位置するのが好ましいであろう。一例では、RF双極電極の発生器500の出力部への接続部は、ENERGY2とラベル付けされた出力部とRETURNとラベル付けされた出力部との間に、位置するのが好ましいであろう。単極出力の場合、好ましい接続部は、ENERGY2出力部及びRETURN出力部に接続された好適なリターンパッドへの活性電極(例えば、ペンシル型又は他のプローブ)であろう。
その他の態様では、図1〜3及び5〜8に関連して記載された発生器100、200、300、400、500、図3に関連して記載された超音波発生器駆動回路114、及び/又は電気外科/RF駆動回路116は、図1及び2に関連して記載された外科用器具104、106、108のうちのいずれか1つで、一体に形成されてもよい。従って、発生器100、200、300、400、500のうちのいずれか1つに関連して記載されたプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、回路、コントローラ、論理デバイス、ADC、DAC、増幅器、変換機、変圧器、信号調整器、データインターフェース回路、電流並びに電圧感知回路、直接デジタル合成回路、マルチプレクサ(アナログ若しくはデジタル)、波形発生器、RF発生器、メモリ等は、外科用器具104、106、108内に位置し得るか、又は外科用器具104、106、108からは遠隔に位置し、有線及び/若しくは無線の電気的接続を介して外科用器具に連結されてもよい。
図9は、発生器9001上の2つのポート及び2つの外科用器具9007、9008間の電気的絶縁用のアカウントを可能にする、電気外科用システム9000の図を示す。2つの器具9007、9008は同一の患者絶縁回路上に位置するので、2つの器具9007、9008間の電気的分離のためのスキームが提供される。図9に示す構成によれば、電気外科用システム9000を介して、意図しない電力フィードバックが防止される。種々の態様では、各器具9007、9008用の全ての電力ラインを電気的に絶縁するために、電力FETs又は継電器が使用される。一態様に従って、電力FETs又は継電器は、1−ワイヤ通信プロトコルにより制御される。
図9にて示すように、発生器100(図1〜3)の一形態である発生器9001は、電力変換機構9003及び通信システム9005に接続されている。一態様では、電力変換機構9003は、MOSFETsなどの電力FETs、及び/又は電気機械式継電器などの継電器を具備する。一態様では、通信システム9005は、D1エミュレーション、FPGA拡張、及びタイムスライシング機能性用のコンポーネントを具備する。電力変換機構9003は、通信システム9005に連結されている。電力変換機構9003及び通信システム9005のそれぞれは、外科用器具9007、9009(ラベル付けされた装置1及び装置2)に連結されている。外科用器具9007、9009のそれぞれは、複合RFエネルギー及び超音波エネルギー出力9011、ハンドスイッチ(HSW)1−ワイヤプロトコルインターフェース9013、HP1−ワイヤシリアルプロトコルインターフェース9015、及び存在インターフェース9017用のコンポーネントを具備する。電力変換機構9003は、外科用器具9007、9008のそれぞれについて、RFエネルギー及び超音波エネルギー出力9011に連結されている。通信システム9005は、外科用器具9007、9008のそれぞれについて、HSW1−ワイヤインターフェース9013、9014、HP1−ワイヤシリアルプロトコルインターフェース9015、9016、及び存在インターフェース9017、9018に連結されている。2つの外科用器具が図9に示される一方、種々の態様によれば、3つ以上の装置であってもよい。
図10〜12は、無菌領域でのユーザによる作動/非作動の間で器具が迅速に切り替わることを可能にし、2つの器具を同時に支持する発生器を伴う、インターフェースの態様を示す。図10〜12は、スーパーキャップ/充電器及び双対外科用器具を可能にするであろう、複数の通信スキームを記載する。図10〜12の態様は、少なくとも1つの通信ポートを伴う発生器からの、外科用領域における2つの外科用器具への通信を可能にし、また外科用領域にて操作員が、例えばデバイス間で、外科用器具を変更することなく切り替えることを可能にする。
図10は、発生器100(図1〜3)の一形態である発生器1003を具備するシステム1001の通信アーキテクチャ、及び図9に示される外科用器具9007、9008の図である。図10によれば、発生器9001は、複数のエネルギーモダリティを複数の外科用器具へと送達するように構成される。本明細書にて開示したように、種々のエネルギーモダリティは、超音波双極又は単極RF、可逆電気穿孔法及び/若しくは不可逆電気穿孔法、並びに/又はマイクロ波エネルギーモダリティを、制限なく含む。発生器9001は、複合エネルギーモダリティ電力出力部1005、通信インターフェース1007、及び存在インターフェース1049を具備する。図10の態様によれば、通信インターフェース1007は、HSWシリアルインターフェース1011及びHPシリアルインターフェース1013を具備する。シリアルインターフェース1011、1013は、IC、半二重SPI、及び/若しくは汎用非同期式送受信機構(UART)の、コンポーネント並びに/又は機能性を具備してよい。発生器1003は、アダプタ1015、例えばパススルー充電器(PTC)に、複合エネルギーモダリティ電力出力部1005を提供する。アダプタ1015は、エネルギー蓄積回路1071、制御回路1019、独自の存在要素1021、及び以下で論じる付随する回路を具備する。一態様では、独自の存在要素1021はレジスタである。その他の態様では、独自の存在要素1021は、バーコード、速応(QR)コード、若しくは同様のコード、又はメモリ内に記憶された数値、例えば、NVM内に記憶された数値であってよい。存在要素1021はアダプタ1015に対して独自であってよく、これにより、同一のワイヤインターフェースを使用しないその他のアダプタの場合、独自の存在要素1021と共に使用され得ない。一態様では、独自の存在要素1021はレジスタである。エネルギー蓄積回路1071は、変換機構1023、エネルギー蓄積装置1025、記憶制御1027、記憶監視コンポーネント1029、及びデバイス電力監視コンポーネント1031を具備する。制御回路1019は、例えば、プロセッサ、FPGA、PLD、CPLD、マイクロコントローラ、DSP、及び/又はASICを具備してよい。図10に示す態様によれば、FPGA又はマイクロコントローラは、既存の、類似した計算ハードウェアの拡張機能として動作し、また1つのエンティティから別のエンティティへと情報を中継することを可能にする。
変換機構1023は、発生器1003からの複合エネルギーの電力出力1005を受信するように構成され、かつエネルギー蓄積装置1025、外科用器具9007、及び/又は外科用器具9008へと提供されてよい。デバイス電力監視コンポーネント1031は、エネルギー蓄積装置1025、外科用器具9007、外科用器具9008用のチャネルに連結されており、電力がどこへ流れていくかをモニターし得る。制御回路1019は、発生器1003のHSWシリアルインターフェース1011及びHPシリアルインターフェース1013に連結された、通信インターフェース1033を具備する。制御回路1019は、エネルギー蓄積回路1071の記憶制御1027、記憶監視コンポーネント1029、及びデバイス電力監視コンポーネント1031へと連結されてもいる。
制御回路1019は、電圧源又は電流源及びADCを含む、接続される器具(存在)#1回路1401及び存在#2回路1042の存在を検知する方法と共に、HSW#1回路1037及びHSW#2回路1038に連結されたシリアルマスターインターフェース1035を更に具備し、ADCの発生、メモリの形成(非揮発性又はフラッシュ)1039を含む。シリアルマスターインターフェース1035は、HSW NVMバイパスチャネルをも含み、シリアルマスターインターフェース1035をHSW#1回路1037及びHSW#2回路1038それぞれの出力へと連結する。HSW#1回路1037及びHSW#2回路1038は、外科用器具9007、9008のHSW1−ワイヤシリアルプロトコルインターフェース9013、9014にそれぞれ連結されている。シリアルマスターインターフェース1035は、外科用器具9007、9008のHP1−ワイヤシリアルプロトコルインターフェース9015、9016にそれぞれ連結されているHPシリアルチャネルを更に含む。なお、存在#1回路及び存在#2回路1041、1042は、外科用器具9007、9008の存在インターフェース9017、9018にそれぞれ連結されている。
システム1001は、拡張アダプタデバイスとして動作するアダプタ1015を使用して、FPGAなどの制御回路1019がより多くの外科用器具と通信することを可能にする。種々の態様では、アダプタ1015は、発生器1003制御の入力/出力(I/O)能力を拡張する。アダプタ1015は、アダプタ1015及び発生器1003との間のバスにわたって伝達される命令を可能にする中央演算処理装置の拡張機能として機能してよく、また命令をアンパックして、インターフェース又は制御部にわたるビットバングにそれらを使用してよい。アダプタ1015はまた、接続する外科用器具9007、9008からのADC値を読み取ることをも可能にし、かつこの情報を発生器制御部に中継し、また発生器制御部は次に、2つの外科用器具9007、9008を制御し得る。種々の態様によれば、発生器1003は、2つの別個の状態機械として外科用器具9007、9008を制御してよく、またデータを記憶してよい。
既存のインターフェース(発生器1003から一列に並ぶHSWシリアルインターフェース1011及びHPシリアルインターフェース1013)は、ユニバーサルシリアルバス(USB)ハブ技術と類似の二重ポートインターフェースに接続している複数の外科用器具に、発生器1003制御を通信させることを可能にする、2−ワイヤ通信プロトコルに使用されてよい。
これは、2つの別個の外科用器具を同時にインターフェース接続することを可能にする。システム1001は、ハンドスイッチ波形を発生させて読み取ることが可能であり得、かつ受信HPシリアルバスの処理が可能であり得る。それはまた、外科用器具9007、9008における2つの別個の存在要素をモニターするであろう。一態様では、システム1001は独自の存在要素を含んでよく、またそれ自体のNVMを有してよい。
尚、種々の態様によれば、制御回路1019は発生器1003により制御されてよい。アダプタ1015と接続された外科用器具9007、9008との間での通信は、発生器制御により中継されてよい。発生器1003は、アダプタ1015に接続された波形発生回路を制御して、外科用器具9007、9008用のHSW信号を同時に発生させるであろう。
システム1001は、起動最中であっても、2つの外科用器具に関して同時に検知/モニターされ得る外科用器具の使用を、可能にし得る。性能を向上させることができる場合、アダプタ1015は新規外科用器具の処理が可能であろう。尚、外科用器具どうし間の迅速な切換が完了し得る。
図11は、発生器100(図1〜3)の一形態である発生器1103の、システム1101の通信アーキテクチャ、及び図9に示す外科用器具9007、9008を示す。図11によれば、発生器1103は、複数のエネルギーモダリティを複数の外科用器具へと送達するように構成される。本明細書にて開示したように、種々のエネルギーモダリティは、超音波双極又は単極RF、可逆電気穿孔法及び/若しくは不可逆電気穿孔法、並びに/又はマイクロ波エネルギーモダリティを、制限なく含む。図11にて示すように、発生器1103は、複合エネルギーモダリティ電力出力部1105、HSWシリアルインターフェース1111、HPシリアルインターフェース1113、及び存在インターフェース1109を具備する。発生器1103は、アダプタ1115に、電力出力部1105を提供する。図11に示す態様によれば、HSWシリアルインターフェース及びHPシリアルインターフェース1111、1113などのシリアルインターフェースを介して、単独にて、アダプタ1115と発生器1103との間の通信が行われてよい。発生器1103は、これらのHSWシリアルインターフェース及びHPシリアルインターフェース1111、1113を使用して、発生器1103が通信する器具を制御してよい。なお、器具どうし間の切り替えが、HSWフレームとの間で発生し得る、又はより遅い速度にて発生し得る。
アダプタ1115は、エネルギー蓄積回路1117、制御回路1119、アダプタメモリ1121(例えば、EEPROMなどのNVM)、シリアルプログラマブル入力部/出力部(PIO)、集積回路1133、HSW変換機構1135、HP変換機構1137、存在変換機構1139、及び汎用アダプタ1141を具備する。一態様では、シリアルPIO集積回路1133は、アドレス可能スイッチであってよい。エネルギー蓄積回路1117は、変換機構1123、エネルギー蓄積装置1125、記憶制御コンポーネント1127、記憶監視コンポーネント1129、及びデバイス電力監視コンポーネント1131を具備する。制御回路1119は、例えば、プロセッサ、FPGA、CPLD、PLD、マイクロコントローラ、DSP、及び/又はASICを具備してよい。図11の態様によれば、FPGA又はマイクロコントローラは、限定された機能性を有し得、またエネルギー蓄積装置をモニタリングするため及びエネルギー蓄積装置に通信するための機能性を、単独で具備し得る。
変換機構1123は、発生器1103からの複合エネルギーの電力出力1105を受信するように構成され、かつエネルギー蓄積装置1125、外科用器具9007、及び/又は外科用器具9008へと提供されてよい。デバイス電力監視コンポーネント1131は、エネルギー蓄積装置1125、外科用器具9007、外科用器具9008用のチャネルに連結されており、電力がどこへ流れていくかをモニターし得る。
制御回路1119はシリアルPIO集積回路1133に連結されており、またシリアルPIO集積回路1133は発生器1103のHPシリアルインターフェース1113に連結されている。制御回路1119は、充電状態フラグに関する情報を受信し得て、かつシリアルPIO集積回路1133からの制御を切り替え得る。なお、制御回路1119は、HSW変換機構1135、HP変換機構1137、及び存在変換機構1139に連結されている。図11の態様によれば、制御回路1119は、デバイス選択ためにHSW変換機構1135及びHP変換機構1137に連結されてよく、また制御回路1119は、存在選択のために存在変換機構1139に連結されてよい。
HSW変換機構1135、HP変換機構1137、及び存在変換機構1139は、発生器1103のHSWシリアルインターフェース1111、HPシリアルインターフェース1113、及び存在インターフェース1109にそれぞれ連結されている。なお、HSW変換機構1135、HP変換機構1137、及び存在変換機構1139は、外科用器具9007、9008のHSW1−ワイヤシリアルプロトコルインターフェース9013、9014、HP1−ワイヤシリアルプロトコルインターフェース9015、9016、及び存在インターフェース9017、9018にそれぞれ連結されている。なお、存在変換機構1139は、汎用アダプタ1141に連結されている。
発生器1103は、外科用器具9007、9008のモニタリングの間で切り替わる。種々の態様によれば、切り替えは、外科用器具9007、9008の追跡を維持して2つの別個の状態機械を駆動させるために、発生器1103の制御を必要とし得る。制御回路1119は、適切な波形を適切なポートへと出力することができるように外科用器具が接続されることを、記憶する必要があるであろう。発生器1103は、アダプタメモリ1121などのシリアルNVM装置と通信してよいのと同様に、ハンドスイッチ信号を発生させる/モニターしてよい。発生器1103は、起動している外科用器具との一定の通信を、起動の接続時間中、維持してよい。
システム1101もまた、汎用アダプタの存在要素を可能にする。最初に通電させる又は電源をオンにする場合、アダプタ1115は、発生器1103に対するこのアダプタの抵抗を存在させる。発生器1103は、次にアダプタ1115へと命令を中継して、アダプタ1115に接続される異なる外科用器具9007、9008に応答する、異なる存在要素どうしの間で、切り替えてよい。従って、発生器1103は、その既存の存在抵抗回路を使用することができる。NVMメモリ1121は、アダプタの追加識別のためにアダプタ1115上に存在し、かつ安全性レベルを提供する。なお、アダプタ1115は、シリアルI/Oデバイス、即ち、シリアルPIO集積回路1133を有する。シリアルPIO集積回路1133は、発生器1103とアダプタ1115との間に、通信リンクを提供する。
HP NVMsへのシリアル通信及び制御回路1119へのUARTスタイル通信を使用して、HPシリアルバス全体と通信することが可能であり得る。一態様によれば、低速のシリアル通信が使用され(即ち、過励振ではない)、また高速のシリアルプロトコルが使用された場合、システム1101は、通信プロトコルがシリアルリセットパルスのような信号を発生させないことを確実にする必要がある場合もある。これは、アダプタ1115へのより良好な発生器1103の通信、及び外科用器具9007、9008の間のより速い切り替えを可能にするであろう。
システム1101は発生器通信プロトコル及びアナログ回路を使用し、かつ発生器が意思決定を達成するのを可能にする。これは、少数の回路装置を使用した、簡易かつ効率的な解決法である。
図12は、発生器100(図1〜3)の一形態である発生器1203の、システム1201の通信アーキテクチャ、及び図9に示す外科用器具9007、9008を示す。図12によれば、発生器1203は、複数のエネルギーモダリティを複数の外科用器具へと送達するように構成される。本明細書にて開示したように、種々のエネルギーモダリティは、超音波双極又は単極RF、可逆電気穿孔法及び/若しくは不可逆電気穿孔法、並びに/又はマイクロ波エネルギーモダリティを、制限なく含む。図12にて示すように、発生器1203は、複合エネルギーモダリティ出力電力1205、HSWシリアルインターフェース1211、HPシリアルインターフェース1213、及び存在インターフェース1209を具備する。一態様では、HPシリアルインターフェース1213は、外科用器具9007、9008のHPラインとの通信を可能にし、またアダプタ1215を制御することもできる。発生器1203は、アダプタ1215に、複合エネルギーモダリティ電力出力1205を提供する。アダプタ1215は、エネルギー蓄積回路1217、制御回路1219、シリアルPIO集積回路1233、HSW#1回路1231、HSW#2回路1271、HP変換機構1221、存在変換機構1239、変換機構1235、器具電力監視1237、及び独自の存在1241を具備する。図12にて示すように、HSW#1回路1231及びHSW#2回路1271は、発生回路及びADC回路を具備してよい。一態様では、HSW#1回路1231及び/又はHSW#2回路1271は、HSW波形発生させる能力を伴う発生回路を具備する。
HP変換機構1221はそのままで、シリアルPIO集積回路1233がHPシリアルインターフェース1213に連結されている一方、制御回路1219は発生器1203のHSWシリアルインターフェース1211に連結されている。なお、制御回路1119は、HSW#1回路1231及びHSW#2回路1271に連結されている。制御回路1119は、例えば、プロセッサ、FPGA、CPLD、PLD、マイクロコントローラ、及び/又はASICを具備してよい。図12に示す実施例では、制御回路1219は2つのデバイスを少なくとも1つのデジタル波形へと変調し、発生器1203がボタンモニタリング及び意思決定を実行するのを可能にする。制御回路1219は、どちらか一方の波形を受信することができる2つの独立した外科用器具への通信を可能にもする。シリアルPIO集積回路1233は、HP変換機構1221、器具電力監視1237、及び存在変換機構1239に更に連結されている。器具電力監視1237及びシリアルPIO集積回路1233は、結果及び機能失敗を発生器1203に通信してよい。
変換機構1223は、発生器1203からの複合RF/超音波出力電力1205を受信するように構成され、かつエネルギー蓄積装置1225又は変換機構1235へと提供されてよい。制御回路1219は、エネルギー蓄積回路1217の記憶制御1227及び記憶監視1229へと連結されてもいる。変換機構1235は、変換機構1223から外科用器具9007、及び/又は外科用器具9008へと受信される電力出力を提供してよい。器具電力監視1237は、外科用器具9007及び外科用器具9008への電力出力用チャネルに連結されている。器具電力監視1237は、変換機構1235が正確な場所へと電力を送達することを確実にもする。
HSW#1回路1231及びHSW#2回路1271は、外科用器具9007、9008のHSW1−ワイヤシリアルプロトコルインターフェース9013、9014にそれぞれ連結されている。HP変換機構1221は、発生器1203のHPシリアルインターフェース1213、及び外科用器具9007、9008のHP1−ワイヤシリアルプロトコルインターフェース9015、9016にそれぞれ連結されている。なお、存在変換機構1239は、発生器1203の存在インターフェース1209、及び外科用器具9007、9008の存在インターフェース9017、9018にそれぞれ連結されている。なお、存在変換機構は、独自の存在1241に連結されている。一態様では、シリアルI/O又はアダプタのマイクロプロトコルを使用して、異なる器具存在要素がオンデマンド原理でスイッチオンされてよい。
第1通信プロトコルは、アダプタ1215上の制御回路1219と通信するように使用されるであろう。発生器1203は、外科用器具9007、9008を一度にモニターする能力を有してもよい。アダプタ1215は、ADCと共に、HSW信号発生(例えば、HSW#1回路1231及びHSW#2回路1271)を提供してこのデータを解釈するような回路を、具備してよい。アダプタ1215は、2つの外科用器具信号を少なくとも第1波形へと変調してよく、また第1及び第2波形を読み取る能力を有し得る。種々の態様では、第2波形が解釈され、かつ第1波形の形式へと翻訳されてよい。なお、第1プロトコルは、615ビット/秒にて12ビットを送信する能力を有する。
制御回路1219は、外科用器具9007、9008からHSWデータを取り出してよく、またそのデータを第1プロトコルへと変調してよい。これを行う少数の方法が存在するが、外科用器具9007、9008が第1プロトコルの機能性を具備することを意味する場合もある。システム1201は、第1プロトコルフレームにて、外科用器具9007からの4〜6個のボタン及び外科用器具9008からの4〜6個のボタンと通信できる。あるいは、システム1201は、アドレス指定いくつかの形態を使用して外科用器具9007、9008にアクセスし得る。制御回路1219は、2つの異なるアドレス空間へと分割された異なるアドレス(1つは外科用器具9007用であり、また1つは外科用器具9008用である)を制御回路1219に送信する発生器1203を有することにより、別個のデバイスにアドレス付けする能力を有し得る。
HP通信は、シリアルI/Oデバイスを介して制御され得る、又は発生器1203からの第1プロトコル型通信インターフェースを介して制御回路1219を経て制御され得るかのどちらかで、スイッチのいくつかの形態を伴ってよい。一態様では、エネルギー蓄積監視1229及び外科用器具9007、9008との間の切り替え、並びに充電状態は、このようにして同様に統御される。特定の第1プロトコルアドレスは、エネルギー蓄積回路1225から外科用器具9007、9008それら自体へのデータに対して、指定され得る。存在要素はまた、本フォーマットにて切り替えられ得る。なお、一態様では、制御回路1219はフレームを別個のフォーマットへと翻訳し、これは、制御回路1219が、外科用器具9007、9008上でのボタンの押しが有効であるか無効であるかどうかの、いくつかの意思決定を行うことが必要であり得ることを意味し得る。システム1201は、しかし、同時の時分割で、発生器1203が外科用器具9007、9008を完全にモニターすることを可能する、又は発生器1203のHSWシリアルインターフェース1211上での新規の通信プロトコル処理を可能にする。システム1201は、発生器通信を使用して、起動中であっても、2つの外科用器具の作業を同時に検出する。
本明細書に記載された外科用器具は、本明細書にて開示した発生器100、200、300、400、500、9001、1003、1103、1203のいずれかからのエネルギーを送達するように構成されてよい。エネルギーは、外科用器具のエンドエフェクタにより治療される組織の種類及び組織の様々な特性に基づいて動的に変更してよい。本開示を簡潔かつ明瞭にするために、本明細書で上記にて記載した発生器100、200、300、400、500、9001、1003、1103、1203のいずれかは、発生器100として本明細書で後述されるであろう。本文脈中、発生器100は、本開示の範囲から逸脱することなく適切であり得るとして、単独で又は組み合わせて理解される発生器200、300、400、500、9001、1003、1103、1203に関連して記載された、機能性回路及びアルゴリズムを具備してよい、と理解されよう。従って、発生器100に関連して以降に説明される論理フロー図を理解しかつ実践するのに必要とされ得る追加的な細目のために、本読者は、図1〜3及び図5〜12の発生器200、300、400、500、9001、1003、1103、1203の機能的ブロックの説明に向けられる。
一態様では、発生器100は、図2に関連して示されかつ記載される、多機能外科用器具108に連結されている。発生器100は、多機能外科用器具108のエンドエフェクタ125へと送達される、発生器100の電力出力を制御するためのアルゴリズムを含んでよい。電力出力は、エンドエフェクタ125のクランプアーム146及び超音波149に位置する組織型を表すフィードバックに基づいて、変化させてよい。従って、発生器100のエネルギー特性は、多機能外科用器具108のエンドエフェクタ125により影響がもたらされる組織の型に基づいて、処置の間に動的に変更されてよい。組織型を決定するための種々のアルゴリズムは、その内容が全体として本明細書に参考として組み込まれる、米国特許出願シリアル番号第15/177,430号、表題:「SURGICAL INSTRUMENT WITH USER ADAPTABLE TECHNIQUES」(2016年6月9日出願)に記載されている。発生器100は、例えば、発生器100から同時に送達される電気外科用RF及び超音波エネルギーを統合する多機能外科用器具108を含む、異なる種類の異なる外科用装置との使用のために、構成可能である。
本開示に従って、発生器100は、通常、いくつかの所定周波数又は既定の波形にて、正弦波形の形態でアナログ出力信号を出力するように構成されてよい。出力信号は、組織に対する所望の治療に効果を与えるのに好適な電気信号波形の、種々の異なる型、異なる周波数、及び異なる形状により特徴づけられてよい。電気信号波形は、基本的には、例えば、図13〜17にて示すように、波形の形状を表す時間の経過を伴った水平軸に沿った、縦軸に沿った電圧又は電流の変動の視覚表示である。発生器100は、電気信号波形の多くの異なる型を発生させるように構成された、電気回路構成要素及びアルゴリズムを含む。一態様では、発生器100は、デジタル信号加工技術を使用して、電気信号波形を発生させるように構成される。一態様では、発生器100は、組織型又はその他のフィードバック情報に基づいて選択される種々の電気波形にて、種々の継続的な出力信号を発生させるよう、本明細書にて後述されるように構成されるメモリ、DDS回路(図13、14)、DAC回路、及び電力増幅器を具備する。
一態様では、発生器100は、電気信号波形をデジタル的に発生させるように構成され、これにより、ルックアップテーブル内に記憶される既定の数の位相点を所望に使用して、波形をデジタル化する。メモリ、FPGA、又は任意の好適な不揮発性メモリで定義されたテーブル内に、位相点を記憶させてよい。図13は、電気信号波形のための複数の波形を発生させるように構成された、直接デジタル合成回路1300などのデジタル合成回路のための、基本的アーキテクチャの一態様を示す。発生器100のソフトウェア及びデジタル制御は、FPGAに指示を出してよく、ルックアップテーブル1304内のアドレスを走査し、電力増幅器212、326、426、506(図5〜8)へと給電するDAC回路1308へと順次デジタル入力値の変更を提供する。アドレスは、目的の周波数に従って走査されてよい。このようなルックアップテーブル1304を使用することは、組織内又は変換器内、RF電極内、複数の変換器内へ同時に、複数のRF電極内へ同時に、又はRF及び超音波器具の組み合わせ内へと電力を供給することができる、種々の型の波形を発生させることを可能にする。なお、単一の発生器100用に、複数の波形ルックアップテーブル1304を作成、記憶し、かつ組織へと適用することができる。
アナログ電気信号波形は、超音波変換器及び/若しくはRF電極、又はそれらの複数(例えば、2つ以上の超音波変換器及び/又は2つ以上のRF電極)の出力電流、出力電圧、又は出力電力のうち、少なくとも1つを制御するように構成されてよい。なお、外科用器具が超音波コンポーネントを具備するところで、アナログ電気信号波形は、少なくとも1つの外科用器具の超音波変換器の少なくとも2つの振動モードを駆動させるように構成されてよい。従って、発生器100は、アナログ電気信号波形を少なくとも1つの外科用器具へと提供するように構成されてよく、アナログ電気信号波形は、ルックアップテーブル1304内に記憶された複数の波形の少なくとも1つの波形に応答する。なお、2つの外科用器具に提供されるアナログ電気信号波形は、2つ以上の波形を含んでよい。ルックアップテーブル1304は複数の波形に関係した情報を含んでよく、またルックアップテーブル1304は発生器100内又は外科用器具内のどちらかに格納されてよい。一実施形態又は一実施例では、ルックアップテーブル1304は直接デジタル合成テーブルであってよく、発生器100のFPGA内又は外科用器具内に格納されてよい。ルックアップテーブル1304は、いずれにしても、波形をカテゴリー化するのに便利であることより、アドレス指定されてよい。一態様によれば、DDSテーブルであってよいルックアップテーブル1304は、所望のアナログ電気信号波形の周波数に従ってアドレス指定される。更に、複数の波形に関係した情報は、デジタル情報としてルックアップテーブル1304内に記憶されてよい。
計装システム及び通信システムにおけるデジタル技術の広範な使用を伴い、基準周波数から複数の周波数を発生させるデジタル的制御法が発展し、また直接デジタル合成と呼ばれている。基本アーキテクチャを図13に示す。簡略化された本ブロック図では、DDS回路1300は、発生器100のプロセッサ、コントローラ、又は論理回路、及び発生器100又は外科用器具104、106、108(図1)のどちらかに位置するメモリ回路に、連結されている。DDS回路1300は、アドレスカウンタ1302、ルックアップテーブル1304、レジスタ1306、DAC回路1308、及びフィルタ1312を具備する。安定クロックfはアドレスカウンタ1302により受信され、またレジスタ1306は、正弦波(又はその他の任意の波形)のサイクルの1つ以上の整数を、ルックアップテーブル1304内に記憶させる、プログラマブル読出し専用メモリ(PROM)を、駆動させる。アドレスカウンタ1302が各メモリ位置を介して段階状となるので、ルックアップテーブル1304に記憶された値が、DAC回路1308に連結されるレジスタ1306に書き込まれる。ルックアップテーブル1304の各位置における応答する信号のデジタル振幅は、アナログ出力信号1312を順次発生させるDAC回路1308を駆動させる。最終アナログ出力信号1312のスペクトル純度は、主としてDAC回路1308により決定される。位相雑音は、基本的に基準クロックfのものである。DAC回路1308からの第1アナログ出力信号1310は、フィルタ1312によりフィルタされ、またフィルタ1312により出力される第2アナログ出力信号1314は、発生器100の出力部に連結された出力部を有する増幅器へと提供される。第2アナログ出力信号は、周波数foutを有する。
DDS回路1300はサンプリングされたデータシステムなので、サンプリングに伴う問題を考慮しなければならない(量子化雑音、エイリアシング、フィルタリング、など)。例えば、シンセサイザに基づいて、PLLの出力の高次高調波がフィルタされ得るのに対して、DAC回路1308の高次高調波は、周波数をナイキスト帯域幅へと折り返し出力し、それらを非フィルタ性にする。ルックアップテーブル1304は、サイクルの整数に関する信号データを含む。最終出力周波数foutは、基準クロック周波数fを変更することで、又はPROMを再度プログラミングすることにより、変化し得る。
DDS回路1300は複数のルックアップテーブル1304を具備してよく、各ルックアップテーブル1304は既定のサンプル数により表される波形を記憶し、サンプルは既定の波形形状を定義する。従って、それぞれが独自の形状を有する複数の波形は、複数のルックアップテーブル1304内に記憶され得、器具設定又は組織フィードバックに基づいて異なる組織処置を提供する。波形の例としては、表面組織凝固のための高い波高率のRF電気信号波形、より深い組織貫通のための低い波高率のRF電気信号波形、及び効果的な修正凝固を促進する電気信号波形が挙げられる。一態様では、DDS回路1300は、複数の波形ルックアップテーブル1304を作成することができ、また組織治療処置の間(例えば、ユーザ入力又はセンサ入力に基づいた「オンザフライ」又は実質実時間にて)、所望の組織効果及び/又は組織フィードバックに基づいた、異なるルックアップテーブル1304内に記憶された異なる波形との間で切り替えを行うことができる。従って、波形との間の切り替えは、例えば、組織インピーダンス及びその他の要素に基づくことができる。その他の態様では、ルックアップテーブル1304は、組織内へと送達されるサイクル当たりの電力を最大化するよう形成される電気信号波形(即ち、台形波又は方形波)を、記憶することができる。その他の態様では、ルックアップテーブル1304は、多機能外科用器具108がRF及び超音波駆動信号の両方を送達する場合に、ルックアップテーブル1304が多機能外科用器具108により電力送達を最大化するように、同期した波形を記憶することができる。依然としてその他の態様では、ルックアップテーブル1304は電気信号波形を記憶して、超音波周波数ロックを維持しつつ、超音波及びRF治療用、及び/又は治療量以下のエネルギーの両方を同時に駆動させることができる。異なる器具及びそれらの組織効果に特有のカスタム波形は、発生器100の不揮発性メモリ内、又は多機能外科用器具108の不揮発性メモリ(例えば、EEPROM)内に記憶され得、また多機能外科用器具108を発生器100へと接続する際に取り込まれる。多くの高波高率「凝固」波形に使用される場合の、指数関数的に減衰する正弦波形の一例を、図15に示す。
DDS回路1300のよりフレキシブルで効果的な実装では、数値制御発振器(NCO)と称するデジタル回路を用いる。DDS回路1400などの、よりフレキシブルで効果的なデジタル合成回路のブロック図を、図15に示す。簡略化された本ブロック図では、DDS回路1400は、発生器100のプロセッサ、コントローラ、又は論理デバイス、及び発生器100又は外科用器具104、106、108(図1)のどちらかに位置するメモリ回路に、連結されている。DDS回路1400は、負荷レジスタ1402、並列デルタ位相レジスタ1404、加算器回路1416、位相レジスタ1408、ルックアップテーブル1410(位相−振幅変換器)、DAC回路1412、及びフィルタ1422を具備する。加算器回路1416及び位相レジスタ1408は、位相アキュムレータ1406の一部を形成する。クロック信号fは、位相レジスタ1408及びDAC回路1412に適用される。負荷レジスタ1402は、基準クロック周波数fの小数部としての出力周波数を特定するチューニングワードを受信する。負荷レジスタ1402の出力は、チューニングワードMを伴って、並列デルタ位相レジスタ1404に提供される。
DDS回路1400は、クロック周波数fを発生させるサンプルクロック、位相アキュムレータ1406、及びルックアップテーブル1410を含む(例えば、位相−振幅変換器)。位相アキュムレータ1406の容量は、一度クロックサイクルfに更新される。毎回、位相アキュムレータ1406が更新され、デルタ位相レジスタ1404内に記憶されたデジタル数であるMは、加算器回路1416により位相アキュムレータレジスタ1408内の数に追加される。デルタ位相レジスタ1404内の数は00...01、また位相アキュムレータ1406の初期の容量は00...00であると想定する。位相アキュムレータ1406は、各クロックサイクルにおいて00...01により更新される。位相アキュムレータ1406が32−ビット幅である場合、位相アキュムレータ1406が00...00へと戻り、かつサイクルが繰り返される前に、232クロックサイクル(40億を超える)が必要とされる。
位相アキュムレータ1406の短縮出力1418は、位相−振幅変換器のルックアップテーブル1410へと提供され、またルックアップテーブル1410の出力部はDAC回路1412へと連結されている。位相アキュムレータ1406の短縮出力1418は、正弦(又は余弦)ルックアップテーブルへのアドレスとして役立つ。ルックアップテーブル内の各アドレスは、正弦波における0°〜360°の位相点に応答する。ルックアップテーブル1410は、1つの完全な余弦波のサイクル応答するデジタル振幅情報を含む。ルックアップテーブル1410は、従って、位相アキュムレータ1406からデジタル振幅ワードへと位相情報をマップし、DAC回路1412を順次駆動させる。DACの出力は第1アナログ出力信号1420であり、またフィルタ1414によりフィルタされる。フィルタ1414の出力は、発生器100の出力部に連結された増幅器212、326、426、506(図5〜8)へと提供される、第2アナログ出力信号1422である。
一態様では、デジタル化され得る波形が、256(2)〜281、474、976、710、656(248)の範囲(表1に示すように、nは正整数である)の任意の好適な2位相点数であるにもかかわらず、電気信号波形を1024(210)位相点へとデジタル化してよい。電気信号波形はA(θ)として表されてよく、点nにおける正規化された振幅Aは位相角θにより表され、点nにおける位相点と呼ばれている。個別の位相点nの数は、DDS回路1400(同様に、図13に示すDDS回路1300)のチューニング分解能を決定する。
Figure 0006840742
発生器100のアルゴリズム及びデジタル制御回路は、ルックアップテーブル1410内のアドレスを走査し、フィルタ1414及び電力増幅器へと給電するDAC回路1412へと順次デジタル入力値の変更を提供する。アドレスは、目的の周波数に従って走査されてよい。ルックアップテーブルを使用することで、DAC回路1412によりアナログ出力信号へと変換させることができ、フィルタ1414によりフィルタされ、発生器100の出力部に連結した電力増幅器により増幅され、またRFエネルギーの形態で組織へと電力を供給する又は超音波変換器へとエネルギーを供給し、かつ熱の形態でエネルギーを組織へと送達する超音波振動の形態で組織に適用される、様々な種類の形状を発生させることが、可能である。増幅器の出力は、例えば、単一のRF電極、同時に複数のRF電極、単一の超音波変換器、同時に複数の超音波変換器、又はRF変換器及び超音波変換器の組み合わせに適用することができる。なお、単一の発生器100用に、複数の波形テーブルを作成、記憶し、かつ組織へと適用することができる。
図14に戻って参照すると、n=32及びM=1であり、位相アキュムレータ1406がオーバフロー及び再始動する前に、位相アキュムレータ1406は232の可能出力のそれぞれを介して段階状になる。応答する出力波周波数は、232で除算された入力クロック周波数に等しい。M=2である場合、次に、位相アキュムレータレジスタ1408は高速のままで2回「ロールオーバ」し、かつ出力周波数が倍増する。これは、以下のように一般化され得る。
n−ビット位相アキュムレータ1406に関しては(nは通常、ほとんどのDDSシステムで24〜32の範囲であるが、前述したように、nは広範囲の選択肢から選択されてよい)、2の可能位相点が存在する。デルタ位相レジスタにおけるデジタルワードMは、位相アキュムレータが各クロックサイクルで増分する量を表す。fがクロック周波数である場合、次に、出力正弦波の周波数は、
Figure 0006840742
に等しい。
等式1は、DDS「同調式」として知られている。システムの周波数分解能は、f/2であることに留意されたい。n=32では、分解能は40億における一部よりも高い。DDS回路1400の一態様では、例えば、位相アキュムレータ1406以外の全てのビットがルックアップテーブル1410を通過するとは限らないが、しかし切り捨てられ、第1の13〜15の最上位のビット(MSBs)のみが残される。これはルックアップテーブル1410のサイズを低減し、また周波数分解能に影響を及ぼさない。位相の切り捨ては、少量だが許容できる位相雑音の量のみを最終出力に追加する。
電気信号波形は、所定周波数における電流、電圧、又は電力により特徴づけられてよい。なお、多機能外科用器具108が超音波コンポーネントを具備するところで、電気信号波形は、少なくとも1つの多機能外科用器具108の超音波変換器の少なくとも2つの振動モードを駆動させるように構成されてよい。従って、発生器100は、電気信号波形を少なくとも1つの多機能外科用器具108へと提供するように構成されてよく、電気信号波形は、ルックアップテーブル1410(又は、図13のルックアップテーブル1304)内に記憶された既定の波形により、特徴づけられてよい。なお、電気信号波形は、2つ以上の波形の組み合わせであってよい。ルックアップテーブル1410は、複数の波形に関係した情報を含んでよい。一態様又は一実施例では、ルックアップテーブル1410はDDS回路1400により生成されてよく、またDDSテーブルと呼ばれることもある。直接デジタル合成は、オンボードメモリにおける大きな反復波形の第1記憶動作により、作動する。波形(正弦、三角形、方形、任意)の、任意の単一サイクルは、表1に示すような、またメモリ内部に記憶される、既定の数の位相点によって表すことが可能である。一度波形がメモリ内部に記憶されると、非常に正確な周波数にて波形が発生され得る。DDSテーブルは、発生器100の不揮発性メモリ内に記憶されてよい、及び/又は発生器100内のFPGA回路と共に実装されてよい。ルックアップテーブル1410は、波形をカテゴリー化するのに便利である任意の好適な技術により、アドレス指定されてよい。一態様によれば、ルックアップテーブル1410は、電気信号波形の周波数に従ってアドレス指定される。更に、複数の波形に関係した情報は、メモリ内のデジタル情報として、又はルックアップテーブル1410の一部として記憶されてよい。
一態様では、発生器100は、電気信号波形を少なくとも2つの外科用器具へと同時に提供するように、構成されてよい。発生器100はまた、発生器100の単一の出力チャネルを介して、2つの外科用器具へと同時に電気信号波形(2つ以上の波形を特性決定してもよい)を提供するように、構成されてもよい。例えば、一態様では、電気信号波形は、超音波変換器を駆動させる第1電気信号(例えば、超音波駆動信号)、第2RF駆動信号、及び/又は両者の組み合わせを含む。更に、電気信号波形は、複数の超音波駆動信号、複数のRF駆動信号、並びに/又は複数の超音波駆動信号及びRF駆動信号の組み合わせを含んでよい。
更に、本開示に従った発生器100の操作方法は、電気信号波形を発生させること、及び発生した電気信号波形を少なくとも1つの多機能外科用器具108へと提供することを含み、電気信号波形を発生させることは、メモリから電気信号波形に関係した情報を受信することを含む。発生した電気信号波形は、少なくとも1つの波形を含む。なお、発生した電気信号波形を少なくとも1つの多機能用器具108へと提供することは、電気信号波形を少なくとも2つの外科用器具へと同時に提供することを含む。
本明細書に記載される発生器100は、様々な種類のDDSテーブルの生成を可能にし得る。発生器100により発生する、種々の組織の治療に好適なRF/電気外科用信号としては、高波高率を伴うRF信号(RFモードにて、表面凝固のために使用してよい)、低波高率を伴うRF信号(より深い組織貫通のために使用してよい)、及び効率的な修正を促進する波形、が挙げられる。発生器100は、DDSルックアップテーブル1410に用いられる複数の波形をもまた発生させ、またオンザフライにて、所望の組織効果に基づいた特定の波形間で切り替えることができる。切り替えは、組織インピーダンス及び/又はその他の要素に基づいてよい。
従来の正弦/余弦波形に加えて、発生器100は、組織へのサイクル当たりの電力を最大化する波形(即ち、台形波又は方形波)を発生させるように、構成されてよい。発生器100が、RF信号及び超音波信号を同時に推進させるのを可能にする回路トポロジーを含むのであるならば、発生器100は、RF信号及び超音波信号を同時に推進させる場合に、装填材料へと送達される電力を最大化するように同期され、かつ超音波周波数ロックを維持するように同期される、波形を提供してよい。更に、器具及びその組織効果に固有のカスタム波形は、不揮発性メモリ(NVM)内又は器具のEEPROM内に記憶され得、また多機能外科用器具108を発生器100へと接続する際に取り込まれる。
DDS回路1400は複数のルックアップテーブル1304を具備してよく、各ルックアップテーブル1410は既定の数の位相点(サンプルとも呼んでよい)により表される波形を記憶し、位相点は既定の波形形状を定義する。従って、それぞれが独自の形状を有する複数の波形は、複数のルックアップテーブル1410内に記憶され得、器具設定又は組織フィードバックに基づいて異なる組織処置を提供する。波形の例としては、表面組織凝固のための高い波高率のRF電気信号波形、より深い組織貫通のための低い波高率のRF電気信号波形、及び効果的な修正凝固を促進する電気信号波形が挙げられる。一態様では、DDS回路1400は、複数の波形ルックアップテーブル1410を作成することができ、また組織治療処置の間(例えば、ユーザ入力又はセンサ入力に基づいた「オンザフライ」又は実質実時間にて)、所望の組織効果及び/又は組織フィードバックに基づいた、異なるルックアップテーブル1410内に記憶された異なる波形との間で切り替えを行うことができる。従って、波形との間の切り替えは、例えば、組織インピーダンス及びその他の要素に基づくことができる。その他の態様では、ルックアップテーブル1410は、組織内へと送達されるサイクル当たりの電力を最大化するよう形成される電気信号波形(即ち、台形波又は方形波)を、記憶することができる。その他の態様では、ルックアップテーブル1410は、多機能外科用器具108がRF及び超音波駆動信号の両方を送達する場合に、ルックアップテーブル1410が多機能外科用器具108により電力送達を最大化するように、同期した波形を記憶することができる。依然としてその他の態様では、ルックアップテーブル1410は電気信号波形を記憶して、超音波周波数ロックを維持しつつ、超音波及びRF治療用、及び/又は治療量以下のエネルギーの両方を同時に駆動させることができる。異なる器具及びそれらの組織効果に特有のカスタム波形は、発生器100の不揮発性メモリ内、又は多機能外科用器具108の不揮発性メモリ(例えば、EEPROM)内に記憶され得、また多機能外科用器具108を発生器100へと接続する際に取り込まれる。多くの高波高率「凝固」波形に使用される場合の、指数関数的に減衰する正弦波形の一例を、図19に示す。
発生器からの送達のためのエネルギーを表す波形の例を、図15〜19に例示する。図15は、比較の目的で、同じ時間及び電圧スケールで重なり合わせたRF出力信号602及び超音波出力信号604を表す第1及び第2の個々の波形を示す例示のグラフ600を図示している。これらの出力信号602、604は、発生器100のENERGY出力部において提供されるものである。時間(t)を水平軸に沿って示し、電圧(V)を垂直軸に沿って示す。RF出力信号602は、約330kHzのRFの周波数及び±1Vのピーク間電圧を有する。超音波出力信号604は、約55kHzの周波数及び±1Vのピーク間電圧を有する。水平軸に沿っての時間(t)スケール及び垂直軸に沿っての電圧(V)スケールは、比較の目的に正規化され、異なる実際の実装であり得るか、又は電流などの他の電気的パラメータを表してもよいことが理解されよう。
図16は、図15に示した2つの出力信号602、604の和を示す例示のグラフ610を図示している。時間(t)を水平軸に沿って示し、電圧(V)を垂直軸に沿って示す。図15に示したRF出力信号602及び超音波出力信号604の和は、図15に示した元々のRF信号及び超音波信号(1Vのピーク間電圧)の2倍の振幅である2Vのピーク間電圧を有する組み合わせ出力信号612を生成する。元々の振幅の2倍の振幅は、出力の歪み、飽和、クリッピング、又は出力構成要素への応力などの、発生器の出力部で問題を引き起こし得る。従って、複数の治療構成要素を有する単一の組み合わせ出力信号612の管理は、図8に示した発生器500の重要な態様である。この管理を得るために様々な方法がある。一形態では、2つのRF出力信号又は超音波出力信号602、604のうちの1つは、他の出力信号のピークに依存し得る。一態様では、RF出力信号602は、超音波信号604のピークに依存し得、これにより、ピークが予想された場合に信号が減少する。このような機能及び得られた波形を、図17に示す。
例えば、図17は、図15に示した出力信号602、604の依存和を表す組み合わせ出力信号622を示す例示のグラフ620を図示する。時間(t)を水平軸に沿って示し、電圧(V)を垂直軸に沿って示す。図17に示すように、図15のRF出力信号602構成要素は、依存和組み合わせ出力信号622のRF出力信号構成要素の振幅が、超音波ピークが予想され得るときに減少するように、図15の超音波出力信号604構成要素のピークに依存する。図17における例示のグラフ620に示すように、これらのピークは2〜1.5まで減少している。別の形態では、出力信号のうち1つは、その他の出力信号の関数である。
例えば、図18は、図15に示した出力信号602、604の依存和を表す出力信号632を示す、アナログ波形の例示グラフ630を図示する。時間(t)を水平軸に沿って示し、電圧(V)を垂直軸に沿って示す。図18に示すように、RF出力信号602は、超音波出力信号604の関数である。これが、出力の振幅に対してハードリミットを提供する。図18に示すように、超音波出力信号604が正弦波として抽出可能である一方で、RF出力信号602は、歪みを有するが、RF出力信号602の凝固性能に多少なりとも影響を及ぼすものではない。
様々なその他の技法が、出力信号の波形を圧縮及び/又は制限するために使用され得る。RF出力信号602が、神経筋刺激を回避するように安全な患者レベルのために低周波数構成要素を有する限り、超音波出力信号604(図15)の整合性は、RF出力信号602(図15)の整合性よりも重要であり得ることに留意するべきである。別の形態では、RF波形の周波数は、波形のピークを管理するために、継続的に変化させることが可能である。図19に示したグラフ640に例示されるような凝固型波形642などのより複雑なRF波形が本システムで実行されるために、波形の制御は重要である。ここでも、時間(t)を水平軸に沿って示し、電圧(V)を垂直軸に沿って示す。図19に示す凝固型波形642は、例えば、5.8の波高率を有する。
図20は、図18に示すアナログ波形630のデジタル電気信号波形1800の、1サイクルを示す。水平軸は、時間(t)を表し、縦軸はデジタル位相点を表す。デジタル電気信号波形1800は、例えば、図18に示す、所望のアナログ波形630のデジタル様式である。デジタル電気信号波形1800は、各クロックサイクルTclkにおける1サイクル又は期間Tにわたった振幅を表す位相点1802の記憶動作により、発生する。デジタル電気信号波形1800は、任意の好適なデジタル処理回路により、1期間Tにわたって発生する。振幅位相点は、メモリ回路内に記憶されたデジタルワードである。図20に示す実施例では、デジタルワードは、2又は64ビットの分解能を伴う、振幅位相点を記憶することができる6ビットワードである。図20に示す実施例は例証目的のためのものであり、また実際の実装では分解能はより高くあり得る、と理解されよう。1サイクルTにわたるデジタル振幅位相点1802は、例えば、図13及び図14に関連して記載されているようなルックアップテーブル11304、1410内のストリングワードのストリングとして、メモリ内に記憶される。アナログ様式の波形630を発生させるために、振幅位相点1802は、各クロックサイクルTclkにて 0〜Tでメモリから順番に読み取られ、かつ同様に図13及び14に関連して記載されているDAC回路1308、1412により変換される。追加のサイクルは、多くのサイクル又は期間として0〜Tである、デジタル電気信号波形1800の振幅位相点1802を繰り返し読み取ることによって発生させることができる。平滑アナログ様式の波形630(図18にも示す)は、フィルタ1312、1414(図13及び14)によってDAC回路1308、1412の出力をフィルタリングすることにより、達成される。フィルタされた出力1314、1422(図13及び14)は、電力増幅器212、326、426、506(図5〜8)の入力に適用される。
図21〜23は、外科用器具を駆動させるように構成され、かつ本明細書に記載される発生器100、200、300、400、500、9001、1003、1103、1203のいずれかの出力構成要素を保護するように構成される電気信号波形を発生させる方法1500、1600、1700の、論理フローチャートである。発生器100、200、300、400、500、9001、1003、1103、1203を簡潔かつ明瞭にするために、発生器100と称する。従って、発生器100は、本明細書に記載される発生器200、300、400、500、9001、1003、1103、1203の代表例である。方法1500は、図1、13、14及び20に関して記載され、また図5〜8に関連して記載される発生器回路に関して記載される。発生器100は、本明細書に記載されるデジタル処理回路、DDS回路1300、1400、ルックアップテーブル1304、1410を定義するメモリ回路、及びDAC回路1308、1412を具備する。デジタル処理回路は、任意のデジタル処理回路、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、組合せ論理回路又は順序論理回路を含む論理デバイス、又は任意の好適なデジタル回路を具備してよい。メモリ回路は、外科用器具104、106、108内、又は発生器100内のどちらかに位置させてよい。一態様では、DDS回路1300、1400は、デジタル処理回路及びメモリ回路に連結されている。別の態様では、メモリ回路は、DDS回路1300、1400の一部である。
方法1500、1600、1700によれば、デジタル処理回路はDDS回路1300、1400に対して、メモリ回路で定義されるルックアップテーブル1304、1410内に、デジタル電気信号波形を定義する位相点又はサンプルを記憶するように命令する。デジタル電気信号波形は、ルックアップテーブル1304、1410内に記憶される既定の数の位相点により表される。既定の数の位相点は、既定の波形を定義する。DDS回路1300、1400は、クロック信号を受信する。各クロックサイクルにおいて、DDS回路1300、1400は、ルックアップテーブル1304、1410からの位相点を検索して、DAC回路1308、1412へと位相点(例えば、サンプル)を提供する。DAC回路1308、1412は、デジタル電気信号波形の位相点をアナログ電気信号出力(例えば、DAC回路1308、1412のサンプル/保持出力)へと変換する。DAC回路1308、1412のアナログサンプル/保持出力は、例えば、アナログ電気信号波形が外科用器具104、106、108へと提供される前に、フィルタ1312、1414によりフィルタされ、かつ電力増幅器212、326、426、506(図5〜8)により増幅される。
図13及び14に関連して記載されているように、1つ以上のデジタル電気信号波形は、1つ以上のルックアップテーブル1304、1410から発生させてよい。1つ以上のデジタル電気信号波形は、複合波形を形成するように組み合わされる複数の波形により、定義されてよい。ルックアップテーブル1304、1410は、発生器100のデジタル処理回路又は外科用器具104、106、108と連通しているメモリ回路で定義されてよい。一態様によれば、ルックアップテーブル1304、1410は、電気信号波形の所望の周波数に従ってアドレス指定され得るDDSルックアップテーブルであってよい。一態様では、デジタル電気信号波形は、少なくとも2つの波形の組み合わせである。組み合わされたデジタル電気信号波形は、DAC回路1308、1410へと提供されまた、フィルタ1312、1414によりフィルタされてよく、かつ電力増幅器により増幅されてよい。組み合わされたアナログ電気信号波形は、55kHzの周波数を有する超音波駆動信号、若しくは330kHzの周波数を有するRF信号、又は超音波駆動信号とRF信号との組み合わせであってよい。
更に、デジタル電気信号波形のデジタル位相点は、発生器100に接続している外科用器具104、106、108から、発生器100により受信されてよい。発生器100は、外科用器具104、106、108の発生器100への接続に続いて又は接続の際に、位相点を受信してよい。デジタル電気信号波形の位相点は、外科用器具104、106、108のEEPROM内に記憶されてよく、これは、外科用器具104、106、108の発生器100への接続の際に、動作可能に発生器100に連結される。
種々の態様では、電気信号波形は、少なくとも2つの外科用器具104、106、108へと同時に提供されてもよい。外科用器具104、106、108は、治療技術の同様のモダリティ又は異なるモダリティを機能させる器具を含んでよい。一態様では、外科用器具は、少なくとも1つの超音波外科用器具及び少なくとも1つのRF外科用器具を含む。
種々の態様では、電気信号波形は、異なる波形を有する電気信号を表してよい。一態様では、電気信号波形は、超音波外科用器具104の超音波変換器120を駆動させるのに好適な超音波信号、電気外科用器具106又は多機能外科用器具108の電極を駆動させるのに好適なRF信号を表してよい。複数の電気信号波形は、別々に、同時に、個別に、又は1つの信号として統合して送達され得る。
図21を参照すると、方法1500によれば、発生器100は、1502のように第1デジタル電気信号波形を、1504のように第2デジタル電気信号波形を発生させ、1506のように第1及び第2デジタル電気信号波形を組み合わせ、また1508のように組み合わされたデジタル電気信号波形を修正して修正デジタル電気信号波形を形成するように、構成される。修正デジタル電気信号波形のピーク振幅は予定値を超過しないように構成され、これにより、振幅は増幅器212、326、426、506及び発生器100のその他の出力構成要素の正規の稼働率内を維持する。修正デジタル電気信号波形は、DAC回路1308、1412により、アナログ電気信号波形へと変換され、これは次に増幅器212、326、426、506及び発生器100のその他の出力構成要素へと適用される。アナログ電気信号波形は、発生器100に接続された少なくとも1つの外科用器具104、106、108へと送達される。第1デジタル電気信号波形及び/又は第2デジタル電気信号波形は、複合デジタル電気信号波形から抽出可能であってよい。なお、第1又は第2デジタル電気信号波形のいずれかは、複合デジタル電気信号波形から抽出される任意関数、正弦波関数、方形波関数、三角波関数、を含んでよい。一態様では、第2デジタル電気信号波形はRF波形である、及び/又は第1デジタル電気信号波形は超音波波形である。
第1デジタル電気信号波形はRF駆動信号を含んでよく、また第2デジタル電気信号波形は超音波駆動信号を含んでよい。第1及び/又は第2デジタル電気信号波形を、発生器100のDDS回路1300、1400を介して発生させてよい。一態様では、方法1500は、複合デジタル電気信号波形が外科用器具104、106、108へと送達される又は伝送されると、複合デジタル電気信号波形のピーク最大振幅に近づく、ということを測定することを、更に含む。別の態様では、方法1500は、複合デジタル電気信号波形のピーク最大振幅を測定すること、及び複合波形のピーク振幅に基づいて複合デジタル電気信号波形を修正すること、を更に含む。なお、発生器100は、アナログ電気信号波形を外科用器具104、106、108へと送達又は伝送している間、複合デジタル電気信号波形のピーク振幅に近づいていることを測定している際に、複合デジタル電気信号波形の振幅を減少させることにより、複合デジタル電気信号波形を修正するように構成されてよい。
図22を参照すると、方法1600によれば、発生器100は、1602のように第1デジタル電気信号波形を、1604のように第2デジタル電気信号波形を発生させるように構成され、第2デジタル電気信号波形は第1デジタル電気信号波形の関数である。発生器100は、1606のように、第1デジタル電気信号波形と第2デジタル電気信号波形とを組み合わせて複合デジタル電気信号波形を形成するように、構成されてよい。複合デジタル電気信号波形のピーク振幅は予定値を超過しないように構成され、これにより、振幅は増幅器212、326、426、506及び発生器100のその他の出力構成要素の正規の稼働率内を維持する。発生器100は、1608のように、発生器100に接続された少なくとも1つの外科用器具104、106、108へと複合デジタル電気信号波形を送達するように、構成される。第1デジタル電気信号波形及び/又は第2デジタル電気信号波形は、複合デジタル電気信号波形から抽出可能であってよい。なお、第1又は第2デジタル電気信号波形のいずれかは、複合デジタル電気信号波形から抽出される任意関数、正弦波関数、方形波関数、三角波関数、を含んでよい。一態様では、第2デジタル電気信号波形はRF波形である、及び/又は第1デジタル電気信号波形は超音波波形である。
図23を参照すると、方法1700によれば、発生器100は、1702のように第1デジタル電気信号波形を、1704のように第2デジタル電気信号波形を発生させるように構成され、第2デジタル電気信号波形は第1デジタル電気信号波形の関数である。発生器100は、1704のように、第1デジタル電気信号波形の周波数を修正して周波数修正第1デジタル電気信号波形を形成するように、構成される。発生器100は、1706のように、周波数修正第1デジタル電気信号波形と第2デジタル電気信号波形とを組み合わせて複合デジタル電気信号波形を形成するように、構成されてよい。発生器100は、1708のように、発生器100に接続された少なくとも1つの外科用器具104、106、108へと複合デジタル電気信号波形を送達するように、構成される。複合デジタル電気信号波形は、複合波形のピーク振幅が予定値を越えず、これにより、振幅が増幅器212、326、426、506及び発生器100のその他の出力構成要素の安全な稼働率内を維持するように、構成されてよい。第1デジタル電気信号波形及び/又は第2デジタル電気信号波形は、複合デジタル電気信号波形から抽出可能であってよい。なお、第1又は第2デジタル電気信号波形のいずれかは、複合デジタル電気信号波形から抽出される任意関数、正弦波関数、方形波関数、三角波関数、を含んでよい。一態様では、第2デジタル電気信号波形はRF波形である、及び/又は第1デジタル電気信号波形は超音波波形である。
種々の態様では、第1及び第2デジタル電気信号波形は、異なる波形を有する電気信号を表してよい。一態様では、第1デジタル電気信号波形は、RF電気外科用器具106又は多機能外科用器具108の電極を駆動させるのに好適なRF信号を表してよく、また第2デジタル電気信号波形は、超音波外科用器具104又は多機能外科用器具108の超音波変換器を駆動させるための超音波信号を表してよい。第1及び第2電気信号波形は、別々に、同時に、個別に、又は1つの信号として統合して送達され得る。
上述の説明で様々な詳細が記載されてきたが、医療機器用の様々な態様のシリアル通信プロトコルがこれらの特定の詳細なしで実行され得ることが理解されるであろう。例えば、簡潔かつ明確にするために、選択された態様は、詳細に示すのではなく、ブロック図で示されている。本明細書に示した詳細な説明のいくつかの部分は、コンピュータメモリに格納されたデータに対して動作する命令という点で提示され得る。そのような説明及び表現は、当業者によって、自身の仕事の内容を当該技術分野の他者に説明及び伝達するために使用されているものである。一般に、アルゴリズムとは、所望の結果につながる工程の自己無撞着シーケンスを指し、「工程」とは、必ずしも必要ではないが、記憶、伝達、結合、比較、及び別様に操作されることが可能な電気又は磁気信号の形態をとることができる物理量の操作を指す。これらの信号を、ビット、値、要素、記号、文字、用語、番号などで参照することが一般的な扱い方である。これらの及び類似の用語は、適切な物理量と関連付けられてもよく、また単に、これらの物理量に当てはめられる便利なラベルである。
別段の明確な定めがない限り、前述の議論から明らかなように、説明の全体を通じて、「処理する」又は「計算する」又は「算出する」又は「決定する」又は「表示する」などの用語を使用する議論は、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリ内で物理(電子的)量として表現されるデータを、コンピュータシステムのメモリ若しくはレジスタ、又はそのような情報記憶、伝送、若しくは表示装置内で物理量として同様に表現される他のデータへと操作し変換する、コンピュータシステム又は類似の電子計算装置の動作及び処理を指していることが理解されよう。
「一態様」、「態様」、「一形態」、又は「形態」と言う場合、その態様に関連して記載される特定の機構、構造、又は特性が少なくとも1つの態様に含まれるものであることを意味する点は特筆に値する。従って、本明細書の全体を通じて様々な場所に見られる「一態様では」、「態様では」、「一形態では」、又は「形態では」なる語句は、必ずしも全てが同じ態様を指すものではない。更に、特定の特徴、構造、又は特性は、1つ以上の態様において任意の適当な形で組み合わせることができる。
いくつかの態様は、「連結された」及び「接続された」という表現を、それらの派生語と共に使用して記載されることがある。これらの用語は、互いに同義語であることは意図されないことを理解されたい。例えば、いくつかの態様は、2種以上の要素が互いに直接物理的又は電気的に接触していることを示すため、「接続された」という用語を使用して記載されることがある。別の例では、いくつかの態様は、2種以上の要素が直接物理的又は電気的に接触していることを示すため、「連結された」という用語を使用して記載されることがある。しかし、「連結された」という用語はまた、2種以上の要素が互いに直接接触はしないが、依然として互いに協働又は相互作用することを意味することがある。
「一態様」、「態様」、「一形態」、又は「形態」と言う場合、その態様に関連して記載される特定の機構、構造、又は特性が少なくとも1つの態様に含まれるものであることを意味する点は特筆に値する。従って、本明細書の全体を通じて様々な場所に見られる「一態様では」、「態様では」、「一形態では」、又は「形態では」なる語句は、必ずしも全てが同じ態様を指すものではない。更に、特定の特徴、構造、又は特性は、1つ以上の態様において任意の適当な形で組み合わせることができる。
以上、様々な形態について本明細書で述べたが、これらの形態に対する多くの改変例、変形例、代替例、変更例、及び均等物を実施することが可能であり、また、当業者には想到されるであろう。また、材料が特定の構成要素に関して開示されているが、他の材料が使用されてもよい。従って、上記の説明文及び添付の「特許請求の範囲」は、全てのそのような改変例及び変形例を、開示される形態の範囲に含まれるものとして網羅することを目的としたものである点を理解されたい。以下の「特許請求の範囲」は、全てのそのような改変例及び変形例を網羅することを目的としたものである。
一般的な意味で、多様なハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの任意の組み合わせによって、個々に及び/又は共同して実現され得る、本明細書で説明する様々な態様を、様々な種類の「電気回路」から構成されるものと見なすことができることを、当業者は理解するであろう。その結果として、本明細書で使用されるとき、「電気回路」は、限定するものではないが、少なくとも1つの個々の電気回路を有する電気回路、少なくとも1つの集積回路を有する電気回路、少なくとも1つの専用集積回路を有する電気回路、コンピュータプログラムで構成された汎用コンピューティングデバイス(例えば、本明細書で説明したプロセス及び/若しくは装置を少なくとも部分的に実行するコンピュータプログラムで構成された汎用コンピュータ、又は、本明細書で説明したプロセス及び/若しくは装置を少なくとも部分的に実行するコンピュータプログラムで構成されたマイクロプロセッサ)を形成する電気回路、メモリデバイスを形成する(例えばランダムアクセスメモリを形成する)電気回路、及び/又は、通信装置(例えばモデム、通信スイッチ、又は光学的−電気的設備)を形成する電気回路を含む。当業者に理解されたいこととして、本明細書で述べた主題は、アナログ若しくはデジタルの形式又はそれらのいくつかの組み合わせで実現され得る。
上記の詳細な説明は、ブロック図、流れ図、及び/又は実施例を用いて装置及び/又はプロセスの様々な形態について記載してきた。そのようなブロック図、流れ図、及び/又は実施例が、1種以上の機能及び/又は動作を含む限り、当業者に理解されたいこととして、そのようなブロック図、流れ図、又は実施例に含まれる各機能及び/又は動作は、多様なハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの事実上、任意の組み合わせによって、個々に及び/又は共同に実現され得る。一形態では、本明細書に記載された主題のいくつかの部分は、専用集積回路(ASIC)、FPGA、デジタル信号プロセッサ(DSP)、又は他の集積型の形式で実現され得る。しかし、当業者に理解されたいこととして、その全部か一部かを問わず、本明細書で開示される形態のいくつかの態様は、1台以上のコンピュータ上で稼働する1つ以上のコンピュータプログラムとして(例えば、1台以上のコンピュータシステム上で稼働する1つ以上のプログラムとして)、1つ以上のプロセッサ上で稼働する1つ以上のプログラムとして(例えば、1つ以上のマイクロプロセッサ上で稼働する1つ以上のプログラムとして)、ファームウェアとして、あるいは、それらの実質的に任意の組み合わせとして、集積回路において等価に実現され得、また、回路を設計すること、並びに/又はソフトウェア及び/若しくはファームウェアのコードを記述することは、本開示を鑑みれば当業者の技能の範囲内に含まれる。加えて、当業者に明らかとなることとして、本明細書に記載した主題の機構は、多様な形式でプログラム製品として配布されることが可能であり、本明細書に記載した主題の具体的な形態は、配布を実際に行うために使用される信号搬送媒体の特定の種類にかかわらず用いられる。信号搬送媒体の例としては、以下の、フロッピーディスク、ハードディスクドライブ、コンパクトディスク(CD)、デジタルビデオディスク(DVD)、デジタルテープ、内部記憶装置などの記憶可能型媒体、並びに、デジタル及び/又はアナログ通信媒体(例えば、光ファイバーケーブル、導波管、有線通信リンク、無線通信リンク(例えば、送信機、受信機、送信論理回路、受信論理回路、など)等)などの伝送型媒体が挙げられるが、これらに限定されない。
全ての上述した米国特許、米国特許出願公開、米国特許出願、外国特許、外国特許出願、本明細書で引用された及び/若しくは任意の出願データシートに列挙された非特許刊行物、又は任意のその他の開示文献は、本明細書と矛盾しない範囲で、参照により本明細書に援用される。それ自体、また必要な範囲で、本明細書に明瞭に記載される開示内容は、参照により本明細書に援用されるあらゆる矛盾する記載に優先するものとする。参照により本明細書に援用されるものとするが、既存の定義、記載、又は本明細書に記載される他の開示文献と矛盾する任意の文献、又はそれらの部分は、援用文献と既存の開示内容との間に矛盾が生じない範囲においてのみ援用されるものとする。
本明細書に記載される要素(例えば、動作)、装置、目的、及びそれらに伴う考察は、構想を明らかにするための例として使用され、様々な構成の修正が想到されることが、当業者には認識されるであろう。その結果として、本明細書で使用されるとき、説明した特定の例及びそれらに伴う考察は、より一般的な種類を代表することを意図したものである。一般に、特定の代表例を用いることは、その種類を代表することを意図したものであり、また、特定の要素(例えば、動作)、装置、及び目的を含めないことは、限定と見なされるべきではない。
本明細書における実質的に全ての複数形及び/又は単数形の用語の使用に関して、当業者であれば、文脈及び/又は用法に則して複数形から単数形に、及び/又は単数形から複数形に読み替えることができる。様々な単数形/複数形の置換えは、簡潔にするため、本明細書では明示的には記述されない。
本明細書に記載する主題はときに、種々のその他の要素の中に含められた、又はそれらと結合された種々の要素を示す。そのように表現したアーキテクチャは単なる例であり、また実際に、同じ機能性を達成する多数のその他のアーキテクチャが実現され得ることを理解するべきである。構想の意味で、同じ機能性を達成する要素の任意の配置は、所望の機能性が達成されるように効果的に「関連付け」られる。従って、特定の機能性を達成するように組み合わされた本明細書での任意の2つの要素は、アーキテクチャ又は中間要素にかかわらず、所望の機能性が達成されるように互いと「関連付け」られていると見なすことができる。同様に、そのように関連付けられた任意の2つの要素はまた、所望の機能性を達成するように互いに「動作可能に接続」又は「動作可能に連結」されているものと見なすことができ、そのように関連付けることが可能な任意の2つの要素はまた、所望の機能性を達成するように互いに「動作可能に連結可能」であると見なすことができる。動作可能に連結可能であることの特定の例としては、物理的に噛み合い可能な、及び/若しくは物理的に相互作用する構成要素、並びに/又は無線式で相互作用可能な、及び/若しくは無線式で相互作用する構成要素、並びに/又は論理的に相互作用する、及び/若しくは論理的に相互作用可能な構成要素が挙げられるが、それらに限定されない。
場合によっては、1つ以上の要素が、本明細書において、「ように構成される」、「ように構成可能である」、「ように動作可能である/動作する」、「適合される(adapted)/適合可能である」、「ことが可能である」、「ように適合可能である/適合される(conformed)」などと呼ばれることがある。当業者は、「ように構成される」は一般に、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除き、アクティブ状態の要素及び/又は非アクティブ状態の要素及び/又はスタンドバイ状態の要素を包含し得ることを理解するであろう。
本明細書に記述する主題の特定の態様が図示され記載されてきたが、本明細書の教示に基づいて、本明細書に記述する主題及びそのより広範な態様から逸脱することなく、変更及び修正が行われることができ、したがって添付の特許請求の範囲は、全てのかかる変更及び修正を、本明細書に記述する主題の真の趣旨及び範囲内にあるものとして、その範囲内に包含するものであることが、当業者には明白となるであろう。一般に、本明細書で使用され、かつ特に添付の特許請求の範囲(例えば、添付の特許請求の範囲の本文)で使用される用語は、概して「開放的」用語として意図されるものである(例えば、「含む(including)」という用語は、「〜を含むが、それらに限定されない(including but not limited to)」と解釈されるべきであり、「有する(having)」という用語は「〜を少なくとも有する(having at least)」と解釈されるべきであり、「含む(includes)」という用語は「〜を含むが、それらに限定されない(includes but is not limited to)」と解釈されるべきであるなど)ことが、当業者には理解されるであろう。更に、導入されたクレーム記載(introduced claim recitation)において特定の数が意図される場合、かかる意図は当該クレーム中に明確に記載され、またかかる記載がない場合は、かかる意図は存在しないことが、当業者には理解されるであろう。例えば、理解を助けるものとして、後続の添付の特許請求の範囲は、「少なくとも1つの(at least one)」及び「1つ以上の(one or more)」という導入句を、クレーム記載を導入するために含むことがある。しかし、かかる句の使用は、「a」又は「an」という不定冠詞によってクレーム記載を導入した場合に、たとえ同一のクレーム内に「1つ以上の」又は「少なくとも1つの」といった導入句及び「a」又は「an」という不定冠詞が含まれる場合であっても、かかる導入されたクレーム記載を含むいかなる特定のクレームも、かかる記載事項を1つのみ含むクレームに限定されると示唆されるものと解釈されるべきではない(例えば、「a」及び/又は「an」は通常、「少なくとも1つの」又は「1つ以上の」を意味するものと解釈されるべきである)。定冠詞を使用してクレーム記載を導入する場合にも、同様のことが当てはまる。
加えて、導入されたクレーム記載において特定の数が明示されている場合であっても、かかる記載は、通常、少なくとも記載された数を意味するものと解釈されるべきであることが、当業者には認識されるであろう(例えば、他に修飾語のない、単なる「2つの記載事項」という記載がある場合、一般的に、少なくとも2つの記載事項、又は2つ以上の記載事項を意味する)。更に、「A、B、及びCなどのうちの少なくとも1つ」に類する表記が用いられる場合、一般に、かかる構文は、当業者がその表記を理解するであろう意味で意図されている(例えば、「A、B、及びCのうちの少なくとも1つを有するシステム」は、限定するものではないが、Aのみ、Bのみ、Cのみ、AとBの両方、AとCの両方、BとCの両方、及び/又はAとBとCの全てなどを有するシステムを含む)。「A、B、又はCなどのうちの少なくとも1つ」に類する表記が用いられる場合、一般に、かかる構文は、当業者がその表記を理解するであろう意味で意図されている(例えば、「A、B、又はCのうちの少なくとも1つを有するシステム」は、限定するものではないが、Aのみ、Bのみ、Cのみ、AとBの両方、AとCの両方、BとCの両方、及び/又はAとBとCの全てなどを有するシステムを含む)。更に、典型的には、2つ以上の選択的な用語を表すあらゆる選言的な語及び/又は句は、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除いて、説明文内であろうと、請求の範囲内であろうと、あるいは図面内であろうと、それら用語のうちの1つ、それらの用語のうちのいずれか、又はそれらの用語の両方を含む可能性を意図すると理解されるべきであることが、当業者には理解されるであろう。例えば、「A又はB」という句は、典型的には、「A」又は「B」又は「A及びB」の可能性を含むものと理解されるであろう。
添付の特許請求の範囲に関して言えば、当業者は、本明細書における引用した動作は一般に、任意の順序で実施され得ることを理解するであろう。また、様々な動作上の流れがシーケンスの形で提示されているが、様々な動作は、例示した以外の順序で行われてもよく、又は同時に行われてもよいことが理解されるべきである。かかる代替の順序付けの例は、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除いて、重複、交互配置、割込み、再順序付け、増加的、予備的、追加的、同時、逆、又は他の異なる順序付けを含んでもよい。更に、「〜に応答する」、「〜に関連する」といった用語、又は他の過去時制の形容詞は、一般に、文脈上他の意味に解釈すべき場合を除き、かかる変化形を除外することが意図されるものではない。
特定の場合には、構成要素が領域の外に位置している場合であっても、システム又は方法の使用がその領域で起こり得る。例えば、分散コンピューティングの文脈において、システムの一部分が領域の外に位置している可能性があっても(例えば、継電器、サーバ、プロセッサ信号搬送媒体、送信コンピュータ、受信コンピュータなどが領域の外に位置している)、分散コンピューティングシステムの使用はその領域で起こり得る。
システム又は方法の構成要素が領域の外にある及び/又は外で使用される場合であっても、システム又は方法の売買は同様にその領域で起こり得る。更に、1つの領域で方法を実行するためにシステムの少なくとも一部分を実現することは、システムを別の領域で使用することを排除しない。
以上、様々な形態について本明細書で述べたが、これらの形態に対する多くの改変例、変形例、代替例、変更例、及び均等物を実施することが可能であり、また、当業者には想到されるであろう。また、材料が特定の構成要素に関して開示されているが、他の材料が使用されてもよい。従って、上記の説明文及び添付の「特許請求の範囲」は、全てのそのような改変例及び変形例を、開示される形態の範囲に含まれるものとして網羅することを目的としたものである点を理解されたい。以下の「特許請求の範囲」は、全てのそのような改変例及び変形例を網羅することを目的としたものである。
要約すると、本明細書に記載した構想を用いる結果として得られる多くの利益が記載されてきた。1つ以上の形態の上述の記載は、例示及び説明を目的として提示されているものである。包括的であることも、開示された厳密な形態に限定することも意図されていない。上記の教示を鑑みて、修正又は変形が可能である。1つ以上の形態は、原理及び実際の応用について例示し、それによって、様々な形態を様々な修正例と共に、想到される特定の用途に適するものとして当業者が利用できるようにするために、選択され記載されたものである。本明細書と共に提示される特許請求の範囲が全体的な範囲を定義することが意図される。
本明細書において記載される手段の様々な態様は、以下の付番された項目に説明される。
1.少なくとも1つの外科用器具へと電気信号波形を提供するように構成される発生器と、複数の波形を伴う情報を含むテーブル、を具備する装置であって、更に、電気信号波形がテーブルの複数の波形の少なくとも1つの波形に対応している、装置。
2.テーブルが発生器内に記憶される、項目1に記載の装置。
3.テーブルが直接デジタル合成テーブルである、項目1又は2に記載の装置。
4.DDSテーブルが、電気信号波形の周波数に従って、アドレスを指定して情報を転送する、項目3に記載の装置。
5.複数の波形に関係する情報がデジタル情報として記憶される、項目1〜4のいずれか一項に記載の装置。
6.発生器がDAC変換器及び電力増幅器を具備し、かつがDAC変換器が電力増幅器に連結しており、またDAC変換器が、電気信号波形のための複数波形の波形を伴う電力増幅器へと、デジタル入力値を提供する、項目1〜5のいずれか一項に記載の装置。
7.発生器が、少なくとも2つの外科用器具へと、電気信号波形を同時に提供するように構成される、項目1〜6のいずれか一項に記載の装置。
8.少なくとも2つの外科用器具へと提供される電気信号波形が、少なくとも2つの波形を含む、項目7に記載の装置。
9.発生器が、単一の出力チャネルを介して、少なくとも2つの波形を含む電気信号波形を提供するように構成される、項目8に記載の装置。
10.電気信号波形が超音波信号を含む、項目1〜9のいずれか一項に記載の装置。
11.電気信号波形が、超音波変換器の出力電流、出力電圧、又は出力電力のうち少なくとも1つを制御するように構成される、項目10に記載の装置。
12.電気信号波形が、少なくとも1つの外科用器具の超音波変換器の、少なくとも2つの振動モードを駆動させるように構成される、項目10又は11に記載の装置。
13.発生器が、少なくとも2つの外科用器具へと、電気信号波形を同時に提供するように構成され、電気信号波形が超音波信号及びRF信号を含む、項目1〜12のいずれか一項に記載の装置。
14.電気信号波形を発生させ、発生した電気信号波形を少なくとも1つの外科用器具へと提供すること、とを含む、発生器を作動させる方法であって、電気信号波形を発生させることが、複数の波形に関連した情報を含むテーブルからの電気信号波形情報を読み取ることを含み、また発生した電気信号波形が、テーブルの複数の波形の少なくとも1つの波形に対応する、方法。
15.発生した電気信号波形が、テーブルの複数の波形の少なくとも2つの波形に対応する、項目14に記載の方法。
16.電気信号波形が超音波信号を含む、項目14又は15に記載の方法。
17.発生した電気信号波形を少なくとも1つの外科用器具へと提供することが、電気信号波形を少なくとも2つの外科用器具へと同時に提供することを含む、項目14〜16のいずれか一項に記載の方法。
18.少なくとも2つの外科用器具が、少なくとも1つの超音波外科用器具及び少なくとも1つのRF外科用器具を具備する、項目17に記載の方法。
19.発生した電気信号波形を提供することが、単一の出力チャネルを介して発生した波形を提供することを含む、項目14〜18に記載の方法。
20.テーブルが、電気信号波形の周波数に従って、アドレスを指定して情報が転送される直接デジタル合成テーブルである、項目14〜19に記載の方法。
21.外科用器具を操作するための装置であって、発生器からの電気信号波形を受信するように構成される少なくとも1つの外科用器具を含み、電気信号波形が、発生器のテーブルに記憶された複数波形の少なくとも1つの波形に対応する、装置。
22.少なくとも1つの外科用器具が、電気信号波形を同時に受信する少なくとも2つの外科用器具を含む、項目21に記載の装置。
23.少なくとも2つの外科用器具へと提供される電気信号波形が、少なくとも2つの波形を含む、項目22に記載の装置。
24.少なくとも2つの各外科用器具が、発生器の単一出力チャネルからの電気信号波形を受信する、項目22又は23に記載の装置。
25.少なくとも2つの外科用器具の内1つが、超音波外科用構成装置を含み、また別の少なくとも2つの外科用器具がRF外科用器具を含む、項目22〜24のいずれか一項に記載の装置。
26.電気信号波形が超音波信号を含む、項目21〜25のいずれか一項に記載の装置。
27.電気信号波形が、少なくとも1つの外科用器具の超音波変換器の、出力電流、出力電圧、又は出力電力のうち少なくとも1つを制御するように構成される、項目21〜26のいずれか一項に記載の装置。
28.電気信号波形が、少なくとも1つの外科用器具の超音波変換器の、少なくとも2つの振動モードを駆動させるように構成される、項目21〜27のいずれか一項に記載の装置。
29.発生器が、少なくとも2つの外科用器具へと、電気信号波形を同時に提供するように構成される、項目21〜28のいずれか一項に記載の装置。
30.発生器により電気信号波形を発生させる方法であって、発生器がデジタル処理回路、デジタル処理回路と連通しているメモリ回路、デジタル処理回路及びメモリ回路と連通しているデジタル合成回路、並びにデジタル−アナログ変換器(DAC)とを具備し、メモリ回路が第1及び第2ルックアップテーブルを定義する方法であり、本方法は、デジタル処理回路により、メモリ回路によって定義される第1ルックアップテーブルにおいて第1デジタル電気信号波形の位相点を記憶することを含み、ここで第1デジタル電気信号波形は既定の数の第1位相点により表され、既定の数の第1位相点は既定の第1波形を定義し、デジタル処理回路により、メモリ回路により定義される第2ルックアップテーブル内に第2デジタル電気信号波形の位相点を記憶させる動作を含み、ここで第2デジタル電気信号波形は第2の既定の数の位相点により表され、第2の既定の数の位相点は既定の第2波形を定義し、前記デジタル合成回路により、クロック信号を受信することであって、各クロックサイクルにて、前記デジタル合成回路により、前記第1ルックアップテーブルからの位相点を検索し、前記デジタル合成回路により、前記第2ルックアップテーブルからの位相点を検索する、ことと、前記デジタル処理回路により、第1及び第2デジタル電気信号波形を組み合わせて複合デジタル電気信号波形を形成することと、前記デジタル処理回路により、複合デジタル電気信号波形を修正して修正デジタル電気信号波形を形成することと、を含み、ここで修正デジタル電気信号波形のピーク振幅は規定の振幅値を超過しない。
31.デジタル処理回路により、第1又は第2デジタル電気信号波形を高周波(RF)駆動信号として定義することを含む、項目30に記載の方法。
32.デジタル処理回路により、第1又は第2デジタル電気信号波形を超音波駆動信号として定義することを含む、項目30又は31に記載の方法。
33.複合デジタル電気信号波形が送達されている間に、デジタル処理回路により、複合デジタル電気信号波形のピーク振幅を測定することを含む、項目30〜32のいずれか一項に記載の方法。
34.複合デジタル電気信号波形を修正することは、複合デジタル電気信号波形が送達されている間、複合デジタル電気信号波形のピーク振幅に近づいていることを測定している際に、複合デジタル電気信号波形の振幅を減少させることを含む、項目33に記載の方法。
35.発生器が直接デジタル合成(DDS)回路を具備し、かつ第1又は第2デジタル電気信号波形を発生させることが、DDS回路を介して第1又は第2デジタル電気信号波形を発生させることを含む、項目30〜34のいずれか一項に記載の方法。
36.複合波形のピーク振幅を測定することを含み、かつ複合波形を修正することが、複合波形のピーク振幅に基づいて複合波形を修正することを含む、項目30〜35のいずれか一項に記載の方法。
37.DAC回路により、デジタル電気信号波形をアナログ信号へと変換して、アナログ信号を出力することを含む、項目30〜36のいずれか一項に記載の方法。
38.発生器が複数のタップを伴う変成器を具備し、方法が、発生器の単一のポートを介してアナログ信号を出力することを含む、項目37に記載の方法。
39.発生器により電気信号波形を発生させる方法であって、発生器がデジタル処理回路、デジタル処理回路と連通しているメモリ回路、デジタル処理回路及びメモリ回路と連通しているデジタル合成回路、並びにデジタル−アナログ変換器(DAC)とを具備し、メモリ回路が第1及び第2ルックアップテーブルを定義する方法であり、本方法は、デジタル処理回路により、メモリ回路によって定義される第1ルックアップテーブルにおいて第1デジタル電気信号波形の位相点を記憶することを含み、ここで第1デジタル電気信号波形は既定の数の第1位相点により表され、既定の数の第1位相点は既定の第1波形を定義し、デジタル処理回路により、メモリ回路により定義された第2ルックアップテーブル内に第2デジタル電気信号波形の位相点を記憶させることを含み、第2デジタル電気信号波形は第2の既定の数の位相点により表され、第2の既定の数の位相点は既定の第2波形を定義し、ここで第2デジタル電気信号波形は、第1デジタル電気信号波形の関数であり、前記デジタル合成回路により、クロック信号を受信することであって、各クロックサイクルにて、前記デジタル合成回路により、前記第1ルックアップテーブルからの位相点を検索し、前記デジタル合成回路により、前記第2ルックアップテーブルからの位相点を検索する、ことと、前記デジタル処理回路により、第1及び第2デジタル電気信号波形を組み合わせて複合デジタル電気信号波形を形成することと、前記デジタル処理回路により、複合デジタル電気信号波形を修正して修正デジタル電気信号波形を形成することと、を含み、ここで修正デジタル電気信号波形のピーク振幅は規定の振幅値を超過しない。
40.デジタル処理回路により、複合デジタル電気信号波形から第1又は第2デジタル電気信号波形を抽出することを含む、項目39に記載の方法。
41.第1又は第2デジタル電気信号波形が波動関数を含み、方法が、複合デジタル電気信号波形から当該波動関数を抽出することを含む、項目40に記載の方法。
42.発生器の単一のポートを介して、複合デジタル電気信号波形を出力することを含む、項目40〜41のいずれか一項に記載の方法。
43.デジタル処理回路により、第1又は第2デジタル電気信号波形を超音波駆動信号として定義することを含む、項目40〜42のいずれか一項に記載の方法。
44.デジタル処理回路により、第1又は第2デジタル電気信号波形を高周波(RF)駆動信号として定義することを含む、項目40〜43のいずれか一項に記載の方法。
45.発生器により電気信号波形を発生させる方法であって、発生器がデジタル処理回路、デジタル処理回路と連通しているメモリ回路、デジタル処理回路及びメモリ回路と連通しているデジタル合成回路、並びにデジタル−アナログ変換器(DAC)とを具備し、メモリ回路が第1及び第2ルックアップテーブルを定義する方法であり、本方法は、デジタル処理回路により、メモリ回路によって定義される第1ルックアップテーブルにおいて第1デジタル電気信号波形の位相点を記憶することを含み、ここで第1デジタル電気信号波形は既定の数の第1位相点により表され、既定の数の第1位相点は既定の第1波形を定義し、デジタル処理回路により、メモリ回路により定義された第2ルックアップテーブル内に第2デジタル電気信号波形の位相点を記憶させることを含み、第2デジタル電気信号波形は第2の既定の数の位相点により表され、第2の既定の数の位相点は既定の第2波形を定義し、ここで第2デジタル電気信号波形は、第1デジタル電気信号波形の関数であり、前記デジタル合成回路により、クロック信号を受信することであって、各クロックサイクルにて、前記デジタル合成回路により、前記第1ルックアップテーブルからの位相点を検索し、前記デジタル合成回路により、前記第2ルックアップテーブルからの位相点を検索する、ことと、前記デジタル処理回路により、第1デジタル電気信号波形の周波数を修正して周波数修正第1デジタル電気信号波形を形成すること、及び前記デジタル処理回路により、周波数修正第1デジタル電気信号波形と第2デジタル電気信号波形とを組み合わせて、複合デジタル電気信号波形を形成することと、を含む、方法。
46.デジタル処理回路により、第1又は第2デジタル電気信号波形を高周波(RF)駆動信号として定義することを含む、項目45に記載の方法。
47.デジタル処理回路により、第1又は第2デジタル電気信号波形を超音波駆動信号として定義することを含む、項目45〜46に記載の方法。
48.発生器の単一のポートを介して、複合デジタル電気信号波形を出力することを含む、項目45〜47のいずれか一項に記載の方法。
49.発生器が直接デジタル合成(DDS)回路を具備し、第1デジタル電気信号波形を発生させることが、DDS回路を介して第2デジタル電気信号波形を発生させることを含む、項目45〜48のいずれか一項に記載の方法。
いくつかの形態が例示され説明されてきたが、添付特許請求の範囲をそのような詳述に制限又は限定することは、本出願人が意図するところではない。多くの変形例、変更例、及び代替例が、本発明の範疇から逸脱することなく当業者には思いつくであろう。更に、記述する形態に関連した各要素の構造は、その要素によって行われる機能を提供するための手段として代替的に説明することができる。したがって、記述する形態は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるものとする。
本明細書全体を通して、「様々な形態」、「いくつかの形態」、「一形態」、又は「形態」への言及は、その形態に関連して説明された特定の特徴、構造、又は特性が少なくとも1つの形態に含まれていることを意味する。したがって、本明細書全体を通して複数の場所に出現する「様々な形態では」、「いくつかの形態では」、「一形態では」、又は「形態では」という表現は、必ずしも全てが同じ形態を指すものではない。更に、特定の特徴、構造、又は特性は、任意の好適なやり方で1つ以上の形態に組み合わせられてもよい。したがって、一形態に関連して例示された又は説明された特定の特徴、構造、又は特性は、無制限に、1つ以上のその他の形態の特徴、構造、又は特性と、全体的に又は部分的に、組み合わせられることができる。
〔実施の態様〕
(1) 発生器により電気信号波形を発生させる方法であって、前記発生器が、デジタル処理回路、前記デジタル処理回路と連通しているメモリ回路、前記デジタル処理回路及び前記メモリ回路と連通しているデジタル合成回路、並びにデジタル−アナログ変換器(DAC)回路を具備し、前記メモリ回路が第1及び第2ルックアップテーブルを定義し、前記方法が、
前記デジタル処理回路により、前記メモリ回路により定義された第1ルックアップテーブル内に第1デジタル電気信号波形の位相点を記憶させることであって、前記第1デジタル電気信号波形が第1の既定の数の位相点により表され、前記第1の既定の数の位相点が既定の第1波形を定義する、ことと、
前記デジタル処理回路により、前記メモリ回路により定義された第2ルックアップテーブル内に第2デジタル電気信号波形の位相点を記憶させることであって、前記第2デジタル電気信号波形が第2の既定の数の位相点により表され、前記第2の既定の数の位相点が既定の第2波形を定義する、ことと、
前記デジタル合成回路により、クロック信号を受信することであって、各クロックサイクルにて、
前記デジタル合成回路により、前記第1ルックアップテーブルからの位相点を検索し、
前記デジタル合成回路により、前記第2ルックアップテーブルからの位相点を検索する、ことと、
前記デジタル処理回路により、前記第1及び第2デジタル電気信号波形を組み合わせて、複合デジタル電気信号波形を形成することと、
前記デジタル処理回路により、前記複合デジタル電気信号波形を修正して、修正デジタル電気信号波形を形成することであって、前記修正デジタル電気信号波形のピーク振幅が予定振幅値を越えない、ことと、を含む、方法。
(2) 前記デジタル処理回路により、前記第1又は第2デジタル電気信号波形を高周波(RF)駆動信号として定義することを含む、実施態様1に記載の方法。
(3) 前記デジタル処理回路により、前記第1又は第2デジタル電気信号波形を超音波駆動信号として定義することを含む、実施態様1に記載の方法。
(4) 前記複合デジタル電気信号波形が送達されている間に、前記デジタル処理回路により、前記複合デジタル電気信号波形の前記ピーク振幅を測定することを含む、実施態様1に記載の方法。
(5) 前記複合デジタル電気信号波形を修正することは、前記複合デジタル電気信号波形が送達されている間、前記複合デジタル電気信号波形の前記ピーク振幅に近づいていることを測定している際に、前記複合デジタル電気信号波形の振幅を減少させることを含む、実施態様4に記載の方法。
(6) 前記発生器が直接デジタル合成(DDS)回路を具備し、かつ前記第1又は第2デジタル電気信号波形を発生させることが、前記DDS回路を介して前記第1又は第2デジタル電気信号波形を発生させることを含む、実施態様1に記載の方法。
(7) 前記複合波形のピーク振幅を測定することを含み、かつ前記複合波形を修正することが、前記複合波形の前記ピーク振幅に基づいて前記複合波形を修正することを含む、実施態様1に記載の方法。
(8) 前記DAC回路により、前記デジタル電気信号波形をアナログ信号へと変換して、前記アナログ信号を出力することを含む、実施態様1に記載の方法。
(9) 前記発生器が複数のタップを伴う変成器を具備し、前記方法が、前記発生器の単一のポートを介して前記アナログ信号を出力することを含む、実施態様8に記載の方法。
(10) 発生器により電気信号波形を発生させる方法であって、前記発生器が、デジタル処理回路、前記デジタル処理回路と連通しているメモリ回路、前記デジタル処理回路及び前記メモリ回路と連通しているデジタル合成回路、並びにデジタル−アナログ変換器(DAC)回路を具備し、前記メモリ回路が第1及び第2ルックアップテーブルを定義し、前記方法が、
前記デジタル処理回路により、前記メモリ回路により定義された第1ルックアップテーブル内に第1デジタル電気信号波形の位相点を記憶させることであって、前記第1デジタル電気信号波形が第1の既定の数の位相点により表され、前記第1の既定の数の位相点が既定の第1波形を定義する、ことと、
前記デジタル処理回路により、前記メモリ回路により定義された第2ルックアップテーブル内に第2デジタル電気信号波形の位相点を記憶させることであって、前記第2デジタル電気信号波形が第2の既定の数の位相点により表され、前記第2の既定の数の位相点が既定の第2波形を定義し、前記第2デジタル電気信号波形が、前記第1デジタル電気信号波形の関数である、ことと、
前記デジタル合成回路により、クロック信号を受信することであって、各クロックサイクルにて、
前記デジタル合成回路により、前記第1ルックアップテーブルからの位相点を検索し、
前記デジタル合成回路により、前記第2ルックアップテーブルからの位相点を検索する、ことと、
前記デジタル処理回路により、前記第1及び第2デジタル電気信号波形を組み合わせて、複合デジタル電気信号波形を形成することと、
前記デジタル処理回路により、前記複合デジタル電気信号波形を修正して、修正デジタル電気信号波形を形成することであって、前記修正デジタル電気信号波形のピーク振幅が予定振幅値を越えない、ことと、を含む、方法。
(11) 前記デジタル処理回路により、前記複合デジタル電気信号波形から前記第1又は第2デジタル電気信号波形を抽出することを含む、実施態様10に記載の方法。
(12) 前記第1又は第2デジタル電気信号波形が波動関数を含み、前記方法が、前記複合デジタル電気信号波形から前記波動関数を抽出することを含む、実施態様11に記載の方法。
(13) 前記発生器の単一のポートを介して、前記複合デジタル電気信号波形を出力することを含む、実施態様10に記載の方法。
(14) 前記デジタル処理回路により、前記第1又は第2デジタル電気信号波形を超音波駆動信号として定義することを含む、実施態様10に記載の方法。
(15) 前記デジタル処理回路により、前記第1又は第2デジタル電気信号波形を高周波(RF)駆動信号として定義することを含む、実施態様10に記載の方法。
(16) 発生器により電気信号波形を発生させる方法であって、前記発生器が、デジタル処理回路、前記デジタル処理回路と連通しているメモリ回路、前記デジタル処理回路及び前記メモリ回路と連通しているデジタル合成回路、並びにデジタル−アナログ変換器(DAC)回路を具備し、前記メモリ回路が第1及び第2ルックアップテーブルを定義し、前記方法が、
前記デジタル処理回路により、前記メモリ回路により定義された第1ルックアップテーブル内に第1デジタル電気信号波形の位相点を記憶させることであって、前記第1デジタル電気信号波形が第1の既定の数の位相点により表され、前記第1の既定の数の位相点が既定の第1波形を定義する、ことと、
前記デジタル処理回路により、前記メモリ回路により定義された第2ルックアップテーブル内に第2デジタル電気信号波形の位相点を記憶させることであって、前記第2デジタル電気信号波形が第2の既定の数の位相点により表され、前記第2の既定の数の位相点が既定の第2波形を定義し、前記第2デジタル電気信号波形が、前記第1デジタル電気信号波形の関数である、ことと、
前記デジタル合成回路により、クロック信号を受信することであって、各クロックサイクルにて、
前記デジタル合成回路により、前記第1ルックアップテーブルからの位相点を検索し、
前記デジタル合成回路により、前記第2ルックアップテーブルからの位相点を検索する、ことと、
前記デジタル処理回路により、前記第1デジタル電気信号波形の周波数を修正して、周波数修正第1デジタル電気信号波形を形成することと、
前記デジタル処理回路により、前記周波数修正第1デジタル電気信号波形と前記第2デジタル電気信号波形とを組み合わせて、複合デジタル電気信号波形を形成することと、を含む、方法。
(17) 前記デジタル処理回路により、前記第1又は第2デジタル電気信号波形を高周波(RF)駆動信号として定義することを含む、実施態様16に記載の方法。
(18) 前記デジタル処理回路により、前記第1又は第2デジタル電気信号波形を超音波駆動信号として定義することを含む、実施態様16に記載の方法。
(19) 前記発生器の単一のポートを介して、前記複合デジタル電気信号波形を出力することを含む、実施態様16に記載の方法。
(20) 前記発生器が直接デジタル合成(DDS)回路を具備し、前記第1又は第2デジタル電気信号波形を発生させることが、前記DDS回路を介して前記第1又は第2デジタル電気信号波形を発生させることを含む、実施態様16に記載の方法。

Claims (13)

  1. 発生器により電気信号波形を発生させる外科用システムの作動方法であって、前記発生器が、デジタル処理回路、前記デジタル処理回路と連通しているメモリ回路、前記デジタル処理回路及び前記メモリ回路と連通しているデジタル合成回路、並びにデジタル−アナログ変換器(DAC)回路を具備し、前記メモリ回路が第1ルックアップテーブル及び第2ルックアップテーブルを定義し、前記外科用システムが、
    前記デジタル合成回路により、第1デジタル電気信号波形および第2デジタル電気信号波形を発生させることと、
    前記デジタル処理回路により、前記メモリ回路により定義された第1ルックアップテーブル内に前記第1デジタル電気信号波形の位相点を記憶させることであって、前記第1デジタル電気信号波形が第1の既定の数の位相点により表され、前記第1の既定の数の位相点が既定の第1波形を定義する、ことと、
    前記デジタル処理回路により、前記メモリ回路により定義された第2ルックアップテーブル内に前記第2デジタル電気信号波形の位相点を記憶させることであって、前記第2デジタル電気信号波形が第2の既定の数の位相点により表され、前記第2の既定の数の位相点が既定の第2波形を定義する、ことと、
    前記デジタル合成回路により、クロック信号を受信することであって、各クロックサイクルにて、
    前記デジタル合成回路により、前記第1ルックアップテーブルからの位相点を検索し、
    前記デジタル合成回路により、前記第2ルックアップテーブルからの位相点を検索する、ことと、
    前記デジタル処理回路により、前記第1デジタル電気信号波形及び前記第2デジタル電気信号波形を組み合わせて、複合デジタル電気信号波形を形成することと、
    前記デジタル処理回路により、前記複合デジタル電気信号波形を修正して、修正デジタル電気信号波形を形成することであって、前記修正デジタル電気信号波形のピーク振幅が予定振幅値を越えない、ことと、を行い、
    前記第2デジタル電気信号波形はRF波形であり、前記第1デジタル電気信号波形は超音波波形である、外科用システムの作動方法。
  2. 前記デジタル処理回路により、前記第2デジタル電気信号波形を高周波(RF)駆動信号として定義することを含む、請求項1に記載の外科用システムの作動方法。
  3. 前記デジタル処理回路により、前記第1デジタル電気信号波形を超音波駆動信号として定義することを含む、請求項1に記載の外科用システムの作動方法。
  4. 前記複合デジタル電気信号波形が送達されている間に、前記デジタル処理回路により、前記複合デジタル電気信号波形の前記ピーク振幅を測定することを含む、請求項1に記載の外科用システムの作動方法。
  5. 前記複合デジタル電気信号波形を修正することは、前記複合デジタル電気信号波形が送達されている間、前記複合デジタル電気信号波形の前記ピーク振幅に近づいていることを測定している際に、前記複合デジタル電気信号波形の振幅を減少させることを含む、請求項4に記載の外科用システムの作動方法。
  6. 前記デジタル合成回路が直接デジタル合成(DDS)回路である請求項1に記載の外科用システムの作動方法。
  7. 前記複合デジタル電気信号波形のピーク振幅を測定することを含み、かつ前記複合デジタル電気信号波形を修正することが、前記複合デジタル電気信号波形の前記ピーク振幅に基づいて前記複合デジタル電気信号波形を修正することを含む、請求項1に記載の外科用システムの作動方法。
  8. 前記DAC回路により、前記複合デジタル電気信号波形をアナログ信号へと変換して、前記アナログ信号を出力することを含む、請求項1に記載の外科用システムの作動方法。
  9. 前記発生器が複数のタップを伴う変成器を具備し、前記方法が、前記発生器の単一のポートを介して前記アナログ信号を出力することを含む、請求項8に記載の外科用システムの作動方法。
  10. 発生器により電気信号波形を発生させる外科用システムの作動方法であって、前記発生器が、デジタル処理回路、前記デジタル処理回路と連通しているメモリ回路、前記デジタル処理回路及び前記メモリ回路と連通しているデジタル合成回路、並びにデジタル−アナログ変換器(DAC)回路を具備し、前記メモリ回路が第1ルックアップテーブル及び第2ルックアップテーブルを定義し、前記外科用システムが、
    前記デジタル合成回路により、第1デジタル電気信号波形および第2デジタル電気信号波形を発生させることと、
    前記デジタル処理回路により、前記メモリ回路により定義された第1ルックアップテーブル内に前記第1デジタル電気信号波形の位相点を記憶させることであって、前記第1デジタル電気信号波形が第1の既定の数の位相点により表され、前記第1の既定の数の位相点が既定の第1波形を定義する、ことと、
    前記デジタル処理回路により、前記メモリ回路により定義された第2ルックアップテーブル内に前記第2デジタル電気信号波形の位相点を記憶させることであって、前記第2デジタル電気信号波形が第2の既定の数の位相点により表され、前記第2の既定の数の位相点が既定の第2波形を定義し、前記第2デジタル電気信号波形が、前記第1デジタル電気信号波形の関数である、ことと、
    前記デジタル合成回路により、クロック信号を受信することであって、各クロックサイクルにて、
    前記デジタル合成回路により、前記第1ルックアップテーブルからの位相点を検索し、
    前記デジタル合成回路により、前記第2ルックアップテーブルからの位相点を検索する、ことと、
    前記デジタル処理回路により、前記第1デジタル電気信号波形及び前記第2デジタル電気信号波形を組み合わせて、複合デジタル電気信号波形を形成することと、
    前記デジタル処理回路により、前記複合デジタル電気信号波形を修正して、修正デジタル電気信号波形を形成することであって、前記修正デジタル電気信号波形のピーク振幅が予定振幅値を越えない、ことと、を行うように構成され、
    前記第2デジタル電気信号波形はRF波形であり、前記第1デジタル電気信号波形は超音波波形である、外科用システムの作動方法。
  11. 前記発生器の単一のポートを介して、前記複合デジタル電気信号波形を修正して形成された修正デジタル電気信号波形がアナログ出力に変換されたものを出力することを含む、請求項10に記載の外科用システムの作動方法。
  12. 前記デジタル処理回路により、前記第1デジタル電気信号波形を超音波駆動信号として定義することを含む、請求項10に記載の外科用システムの作動方法。
  13. 前記デジタル処理回路により、前記第2デジタル電気信号波形を高周波(RF)駆動信号として定義することを含む、請求項10に記載の外科用システムの作動方法。
JP2018516472A 2015-09-30 2016-09-26 電気外科用及び超音波電気信号波形をデジタル的に発生させるための発生器用保護技術 Active JP6840742B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562235260P 2015-09-30 2015-09-30
US62/235,260 2015-09-30
US15/258,650 US10751108B2 (en) 2015-09-30 2016-09-07 Protection techniques for generator for digitally generating electrosurgical and ultrasonic electrical signal waveforms
US15/258,650 2016-09-07
PCT/US2016/053667 WO2017058697A1 (en) 2015-09-30 2016-09-26 Protection techniques for generator for digitally generating electrosurgical and ultrasonic electrical signal waveforms

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018536442A JP2018536442A (ja) 2018-12-13
JP6840742B2 true JP6840742B2 (ja) 2021-03-10

Family

ID=58424198

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018516493A Active JP6921812B2 (ja) 2015-09-30 2016-09-26 超音波外科用器具のための複合電気信号波形をデジタル的に発生させる、発生器
JP2018516472A Active JP6840742B2 (ja) 2015-09-30 2016-09-26 電気外科用及び超音波電気信号波形をデジタル的に発生させるための発生器用保護技術
JP2018516443A Active JP6858760B2 (ja) 2015-09-30 2016-09-26 電気外科用器具及び超音波外科用器具のための、電気信号波形をデジタル的に発生させる発生器

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018516493A Active JP6921812B2 (ja) 2015-09-30 2016-09-26 超音波外科用器具のための複合電気信号波形をデジタル的に発生させる、発生器

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018516443A Active JP6858760B2 (ja) 2015-09-30 2016-09-26 電気外科用器具及び超音波外科用器具のための、電気信号波形をデジタル的に発生させる発生器

Country Status (6)

Country Link
EP (3) EP3355818A1 (ja)
JP (3) JP6921812B2 (ja)
CN (3) CN108289706B (ja)
BR (3) BR112018006261B1 (ja)
MX (3) MX2018003943A (ja)
WO (3) WO2017058695A1 (ja)

Families Citing this family (119)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11871901B2 (en) 2012-05-20 2024-01-16 Cilag Gmbh International Method for situational awareness for surgical network or surgical network connected device capable of adjusting function based on a sensed situation or usage
US11406415B2 (en) 2012-06-11 2022-08-09 Tenex Health, Inc. Systems and methods for tissue treatment
US9962181B2 (en) 2014-09-02 2018-05-08 Tenex Health, Inc. Subcutaneous wound debridement
US11504192B2 (en) 2014-10-30 2022-11-22 Cilag Gmbh International Method of hub communication with surgical instrument systems
CN109597507B (zh) * 2017-09-30 2020-08-07 比亚迪股份有限公司 触摸屏、射频干扰控制方法与装置
US11564756B2 (en) 2017-10-30 2023-01-31 Cilag Gmbh International Method of hub communication with surgical instrument systems
US11045197B2 (en) 2017-10-30 2021-06-29 Cilag Gmbh International Clip applier comprising a movable clip magazine
US11510741B2 (en) 2017-10-30 2022-11-29 Cilag Gmbh International Method for producing a surgical instrument comprising a smart electrical system
US11291510B2 (en) 2017-10-30 2022-04-05 Cilag Gmbh International Method of hub communication with surgical instrument systems
US11911045B2 (en) 2017-10-30 2024-02-27 Cllag GmbH International Method for operating a powered articulating multi-clip applier
US11801098B2 (en) 2017-10-30 2023-10-31 Cilag Gmbh International Method of hub communication with surgical instrument systems
US11317919B2 (en) 2017-10-30 2022-05-03 Cilag Gmbh International Clip applier comprising a clip crimping system
US11071560B2 (en) 2017-10-30 2021-07-27 Cilag Gmbh International Surgical clip applier comprising adaptive control in response to a strain gauge circuit
US11311342B2 (en) 2017-10-30 2022-04-26 Cilag Gmbh International Method for communicating with surgical instrument systems
US11229436B2 (en) 2017-10-30 2022-01-25 Cilag Gmbh International Surgical system comprising a surgical tool and a surgical hub
JP7254081B2 (ja) * 2017-12-11 2023-04-07 コヴィディエン リミテッド パートナーシップ 電気的に強化された血管内腔からの物質の回収
US11464559B2 (en) 2017-12-28 2022-10-11 Cilag Gmbh International Estimating state of ultrasonic end effector and control system therefor
US11998193B2 (en) 2017-12-28 2024-06-04 Cilag Gmbh International Method for usage of the shroud as an aspect of sensing or controlling a powered surgical device, and a control algorithm to adjust its default operation
US11832899B2 (en) 2017-12-28 2023-12-05 Cilag Gmbh International Surgical systems with autonomously adjustable control programs
US11602393B2 (en) 2017-12-28 2023-03-14 Cilag Gmbh International Surgical evacuation sensing and generator control
US11026751B2 (en) 2017-12-28 2021-06-08 Cilag Gmbh International Display of alignment of staple cartridge to prior linear staple line
US11179208B2 (en) 2017-12-28 2021-11-23 Cilag Gmbh International Cloud-based medical analytics for security and authentication trends and reactive measures
US11308075B2 (en) 2017-12-28 2022-04-19 Cilag Gmbh International Surgical network, instrument, and cloud responses based on validation of received dataset and authentication of its source and integrity
US11786251B2 (en) 2017-12-28 2023-10-17 Cilag Gmbh International Method for adaptive control schemes for surgical network control and interaction
US11304763B2 (en) 2017-12-28 2022-04-19 Cilag Gmbh International Image capturing of the areas outside the abdomen to improve placement and control of a surgical device in use
US11818052B2 (en) 2017-12-28 2023-11-14 Cilag Gmbh International Surgical network determination of prioritization of communication, interaction, or processing based on system or device needs
US11253315B2 (en) 2017-12-28 2022-02-22 Cilag Gmbh International Increasing radio frequency to create pad-less monopolar loop
US10758310B2 (en) 2017-12-28 2020-09-01 Ethicon Llc Wireless pairing of a surgical device with another device within a sterile surgical field based on the usage and situational awareness of devices
US11666331B2 (en) 2017-12-28 2023-06-06 Cilag Gmbh International Systems for detecting proximity of surgical end effector to cancerous tissue
US11234756B2 (en) 2017-12-28 2022-02-01 Cilag Gmbh International Powered surgical tool with predefined adjustable control algorithm for controlling end effector parameter
US11364075B2 (en) 2017-12-28 2022-06-21 Cilag Gmbh International Radio frequency energy device for delivering combined electrical signals
US11160605B2 (en) 2017-12-28 2021-11-02 Cilag Gmbh International Surgical evacuation sensing and motor control
US11432885B2 (en) 2017-12-28 2022-09-06 Cilag Gmbh International Sensing arrangements for robot-assisted surgical platforms
US11317937B2 (en) 2018-03-08 2022-05-03 Cilag Gmbh International Determining the state of an ultrasonic end effector
US11109866B2 (en) 2017-12-28 2021-09-07 Cilag Gmbh International Method for circular stapler control algorithm adjustment based on situational awareness
US11389164B2 (en) 2017-12-28 2022-07-19 Cilag Gmbh International Method of using reinforced flexible circuits with multiple sensors to optimize performance of radio frequency devices
US11540855B2 (en) 2017-12-28 2023-01-03 Cilag Gmbh International Controlling activation of an ultrasonic surgical instrument according to the presence of tissue
US11291495B2 (en) 2017-12-28 2022-04-05 Cilag Gmbh International Interruption of energy due to inadvertent capacitive coupling
US11969142B2 (en) 2017-12-28 2024-04-30 Cilag Gmbh International Method of compressing tissue within a stapling device and simultaneously displaying the location of the tissue within the jaws
US11311306B2 (en) 2017-12-28 2022-04-26 Cilag Gmbh International Surgical systems for detecting end effector tissue distribution irregularities
US11589888B2 (en) 2017-12-28 2023-02-28 Cilag Gmbh International Method for controlling smart energy devices
US11257589B2 (en) 2017-12-28 2022-02-22 Cilag Gmbh International Real-time analysis of comprehensive cost of all instrumentation used in surgery utilizing data fluidity to track instruments through stocking and in-house processes
US11304720B2 (en) 2017-12-28 2022-04-19 Cilag Gmbh International Activation of energy devices
US11147607B2 (en) 2017-12-28 2021-10-19 Cilag Gmbh International Bipolar combination device that automatically adjusts pressure based on energy modality
US20190201146A1 (en) 2017-12-28 2019-07-04 Ethicon Llc Safety systems for smart powered surgical stapling
US11864728B2 (en) 2017-12-28 2024-01-09 Cilag Gmbh International Characterization of tissue irregularities through the use of mono-chromatic light refractivity
US11213359B2 (en) * 2017-12-28 2022-01-04 Cilag Gmbh International Controllers for robot-assisted surgical platforms
US11896443B2 (en) 2017-12-28 2024-02-13 Cilag Gmbh International Control of a surgical system through a surgical barrier
US11304745B2 (en) 2017-12-28 2022-04-19 Cilag Gmbh International Surgical evacuation sensing and display
US11571234B2 (en) 2017-12-28 2023-02-07 Cilag Gmbh International Temperature control of ultrasonic end effector and control system therefor
US11424027B2 (en) 2017-12-28 2022-08-23 Cilag Gmbh International Method for operating surgical instrument systems
US11202570B2 (en) 2017-12-28 2021-12-21 Cilag Gmbh International Communication hub and storage device for storing parameters and status of a surgical device to be shared with cloud based analytics systems
US11419630B2 (en) 2017-12-28 2022-08-23 Cilag Gmbh International Surgical system distributed processing
US11266468B2 (en) 2017-12-28 2022-03-08 Cilag Gmbh International Cooperative utilization of data derived from secondary sources by intelligent surgical hubs
US11633237B2 (en) 2017-12-28 2023-04-25 Cilag Gmbh International Usage and technique analysis of surgeon / staff performance against a baseline to optimize device utilization and performance for both current and future procedures
US11937769B2 (en) 2017-12-28 2024-03-26 Cilag Gmbh International Method of hub communication, processing, storage and display
US11464535B2 (en) 2017-12-28 2022-10-11 Cilag Gmbh International Detection of end effector emersion in liquid
US11844579B2 (en) 2017-12-28 2023-12-19 Cilag Gmbh International Adjustments based on airborne particle properties
US11659023B2 (en) 2017-12-28 2023-05-23 Cilag Gmbh International Method of hub communication
US11284936B2 (en) 2017-12-28 2022-03-29 Cilag Gmbh International Surgical instrument having a flexible electrode
US11056244B2 (en) 2017-12-28 2021-07-06 Cilag Gmbh International Automated data scaling, alignment, and organizing based on predefined parameters within surgical networks
US11100631B2 (en) 2017-12-28 2021-08-24 Cilag Gmbh International Use of laser light and red-green-blue coloration to determine properties of back scattered light
US11013563B2 (en) 2017-12-28 2021-05-25 Ethicon Llc Drive arrangements for robot-assisted surgical platforms
US11132462B2 (en) 2017-12-28 2021-09-28 Cilag Gmbh International Data stripping method to interrogate patient records and create anonymized record
US11166772B2 (en) 2017-12-28 2021-11-09 Cilag Gmbh International Surgical hub coordination of control and communication of operating room devices
US11273001B2 (en) 2017-12-28 2022-03-15 Cilag Gmbh International Surgical hub and modular device response adjustment based on situational awareness
US11903601B2 (en) 2017-12-28 2024-02-20 Cilag Gmbh International Surgical instrument comprising a plurality of drive systems
US11096693B2 (en) 2017-12-28 2021-08-24 Cilag Gmbh International Adjustment of staple height of at least one row of staples based on the sensed tissue thickness or force in closing
US11857152B2 (en) 2017-12-28 2024-01-02 Cilag Gmbh International Surgical hub spatial awareness to determine devices in operating theater
US20190201042A1 (en) 2017-12-28 2019-07-04 Ethicon Llc Determining the state of an ultrasonic electromechanical system according to frequency shift
US11896322B2 (en) 2017-12-28 2024-02-13 Cilag Gmbh International Sensing the patient position and contact utilizing the mono-polar return pad electrode to provide situational awareness to the hub
US11576677B2 (en) 2017-12-28 2023-02-14 Cilag Gmbh International Method of hub communication, processing, display, and cloud analytics
US11832840B2 (en) 2017-12-28 2023-12-05 Cilag Gmbh International Surgical instrument having a flexible circuit
US11771487B2 (en) 2017-12-28 2023-10-03 Cilag Gmbh International Mechanisms for controlling different electromechanical systems of an electrosurgical instrument
US10892995B2 (en) 2017-12-28 2021-01-12 Ethicon Llc Surgical network determination of prioritization of communication, interaction, or processing based on system or device needs
US11446052B2 (en) 2017-12-28 2022-09-20 Cilag Gmbh International Variation of radio frequency and ultrasonic power level in cooperation with varying clamp arm pressure to achieve predefined heat flux or power applied to tissue
US11376002B2 (en) 2017-12-28 2022-07-05 Cilag Gmbh International Surgical instrument cartridge sensor assemblies
US11304699B2 (en) 2017-12-28 2022-04-19 Cilag Gmbh International Method for adaptive control schemes for surgical network control and interaction
US11423007B2 (en) 2017-12-28 2022-08-23 Cilag Gmbh International Adjustment of device control programs based on stratified contextual data in addition to the data
US11786245B2 (en) 2017-12-28 2023-10-17 Cilag Gmbh International Surgical systems with prioritized data transmission capabilities
US11529187B2 (en) 2017-12-28 2022-12-20 Cilag Gmbh International Surgical evacuation sensor arrangements
US11410259B2 (en) 2017-12-28 2022-08-09 Cilag Gmbh International Adaptive control program updates for surgical devices
US11559308B2 (en) 2017-12-28 2023-01-24 Cilag Gmbh International Method for smart energy device infrastructure
US11419667B2 (en) 2017-12-28 2022-08-23 Cilag Gmbh International Ultrasonic energy device which varies pressure applied by clamp arm to provide threshold control pressure at a cut progression location
US11969216B2 (en) 2017-12-28 2024-04-30 Cilag Gmbh International Surgical network recommendations from real time analysis of procedure variables against a baseline highlighting differences from the optimal solution
US11278281B2 (en) 2017-12-28 2022-03-22 Cilag Gmbh International Interactive surgical system
US11559307B2 (en) 2017-12-28 2023-01-24 Cilag Gmbh International Method of robotic hub communication, detection, and control
US11324557B2 (en) 2017-12-28 2022-05-10 Cilag Gmbh International Surgical instrument with a sensing array
US11744604B2 (en) 2017-12-28 2023-09-05 Cilag Gmbh International Surgical instrument with a hardware-only control circuit
US11678881B2 (en) 2017-12-28 2023-06-20 Cilag Gmbh International Spatial awareness of surgical hubs in operating rooms
US11259830B2 (en) 2018-03-08 2022-03-01 Cilag Gmbh International Methods for controlling temperature in ultrasonic device
US11534196B2 (en) 2018-03-08 2022-12-27 Cilag Gmbh International Using spectroscopy to determine device use state in combo instrument
US11986233B2 (en) 2018-03-08 2024-05-21 Cilag Gmbh International Adjustment of complex impedance to compensate for lost power in an articulating ultrasonic device
WO2019186306A1 (en) * 2018-03-24 2019-10-03 RAMCHANDRAN, Shankar Trichur Method and system for generating a combined waveform signal
US11219453B2 (en) 2018-03-28 2022-01-11 Cilag Gmbh International Surgical stapling devices with cartridge compatible closure and firing lockout arrangements
US11090047B2 (en) 2018-03-28 2021-08-17 Cilag Gmbh International Surgical instrument comprising an adaptive control system
US11589865B2 (en) 2018-03-28 2023-02-28 Cilag Gmbh International Methods for controlling a powered surgical stapler that has separate rotary closure and firing systems
US11213294B2 (en) 2018-03-28 2022-01-04 Cilag Gmbh International Surgical instrument comprising co-operating lockout features
US11471156B2 (en) 2018-03-28 2022-10-18 Cilag Gmbh International Surgical stapling devices with improved rotary driven closure systems
US11278280B2 (en) 2018-03-28 2022-03-22 Cilag Gmbh International Surgical instrument comprising a jaw closure lockout
US11207067B2 (en) 2018-03-28 2021-12-28 Cilag Gmbh International Surgical stapling device with separate rotary driven closure and firing systems and firing member that engages both jaws while firing
US10874411B2 (en) 2018-06-22 2020-12-29 Covidien Lp Electrically enhanced retrieval of material from vessel lumens
WO2020152631A2 (en) * 2019-01-25 2020-07-30 AblaCare SAS Systems and methods for applying energy to ovarian tissue
US11317915B2 (en) 2019-02-19 2022-05-03 Cilag Gmbh International Universal cartridge based key feature that unlocks multiple lockout arrangements in different surgical staplers
US11464511B2 (en) 2019-02-19 2022-10-11 Cilag Gmbh International Surgical staple cartridges with movable authentication key arrangements
US11369377B2 (en) 2019-02-19 2022-06-28 Cilag Gmbh International Surgical stapling assembly with cartridge based retainer configured to unlock a firing lockout
US11331101B2 (en) 2019-02-19 2022-05-17 Cilag Gmbh International Deactivator element for defeating surgical stapling device lockouts
US11357503B2 (en) 2019-02-19 2022-06-14 Cilag Gmbh International Staple cartridge retainers with frangible retention features and methods of using same
USD952144S1 (en) 2019-06-25 2022-05-17 Cilag Gmbh International Surgical staple cartridge retainer with firing system authentication key
USD964564S1 (en) 2019-06-25 2022-09-20 Cilag Gmbh International Surgical staple cartridge retainer with a closure system authentication key
USD950728S1 (en) 2019-06-25 2022-05-03 Cilag Gmbh International Surgical staple cartridge
CN110897684A (zh) * 2019-07-01 2020-03-24 广州易和医疗技术开发有限公司 一种双环自健康管理的多输出微创手术系统
CN110658884B (zh) * 2019-09-24 2021-01-15 浪潮集团有限公司 一种基于fpga多通道信号发生器波形同步方法及系统
CN112754604B (zh) * 2019-11-05 2022-02-01 重庆迈科唯医疗科技有限公司 超声刀主机、超声刀系统及超声刀系统换能器阻抗的自动匹配方法
US11974752B2 (en) 2019-12-12 2024-05-07 Covidien Lp Electrically enhanced retrieval of material from vessel lumens
CN111399587B (zh) * 2020-02-26 2024-01-12 深圳万知达科技有限公司 一种基于梯形波的超声脉冲激励信号合成方法及其系统
CN112600533B (zh) * 2020-12-09 2023-10-13 中国科学院新疆天文台 一种用于射电天文观测的滤波器组
CN114290685B (zh) * 2021-12-30 2024-02-06 上海骄成超声波技术股份有限公司 一种超声波发生器和超声波系统
CN114602780B (zh) * 2022-03-03 2023-05-12 苏州达牛新能源科技有限公司 同相位角激励式超声波扭转振动焊接系统

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2646229A1 (de) * 1976-10-13 1978-04-20 Erbe Elektromedizin Hochfrequenz-chirurgiegeraet
US4950268A (en) * 1987-02-27 1990-08-21 Xintec Corporation Laser driver and control circuit
JP2874911B2 (ja) * 1989-10-11 1999-03-24 オリンパス光学工業株式会社 超音波処置装置
US4992743A (en) * 1989-11-15 1991-02-12 John Fluke Mfg. Co., Inc. Dual-tone direct digital synthesizer
GB9103777D0 (en) * 1991-02-22 1991-04-10 B & W Loudspeakers Analogue and digital convertors
EP0619104B1 (en) * 1992-09-16 2002-03-13 Hitachi, Ltd. Ultrasonic irradiation apparatus
US5322055B1 (en) 1993-01-27 1997-10-14 Ultracision Inc Clamp coagulator/cutting system for ultrasonic surgical instruments
US5449370A (en) 1993-05-12 1995-09-12 Ethicon, Inc. Blunt tipped ultrasonic trocar
JPH0956726A (ja) * 1995-08-25 1997-03-04 Olympus Optical Co Ltd 電気手術装置
US5630420A (en) 1995-09-29 1997-05-20 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Ultrasonic instrument for surgical applications
US5944737A (en) 1997-10-10 1999-08-31 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Ultrasonic clamp coagulator apparatus having improved waveguide support member
US5938633A (en) 1997-07-09 1999-08-17 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Ultrasonic surgical devices
US5913823A (en) * 1997-07-15 1999-06-22 Acuson Corporation Ultrasound imaging method and system for transmit signal generation for an ultrasonic imaging system capable of harmonic imaging
US5935144A (en) 1998-04-09 1999-08-10 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Double sealed acoustic isolation members for ultrasonic
US6402769B1 (en) * 1998-06-29 2002-06-11 Alcon Universal Ltd. Torsional ultrasound handpiece
US6590733B1 (en) * 1999-08-20 2003-07-08 Agere Systems Inc. Digital processing of pilot-tone amplitudes
US7476233B1 (en) * 2000-10-20 2009-01-13 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Ultrasonic surgical system within digital control
US6506154B1 (en) * 2000-11-28 2003-01-14 Insightec-Txsonics, Ltd. Systems and methods for controlling a phased array focused ultrasound system
JP2006158525A (ja) * 2004-12-03 2006-06-22 Olympus Medical Systems Corp 超音波手術装置及び超音波処置具の駆動方法
WO2007087568A2 (en) * 2006-01-24 2007-08-02 D2Audio Corporation Systems and methods for improving performance in a digital amplifier by adding an ultrasonic signal to an input audio signal
CN101079273B (zh) * 2006-03-14 2010-09-08 株式会社理光 数据再现方法、数据再现装置、光盘和数据记录/再现装置
US20070249941A1 (en) * 2006-04-21 2007-10-25 Alcon, Inc. Method for driving an ultrasonic handpiece with a class D amplifier
US20080125768A1 (en) * 2006-08-09 2008-05-29 Olympus Medical Systems Corp. Relay device and ultrasonic-surgical and electrosurgical system
US9017355B2 (en) * 2007-12-03 2015-04-28 Covidien Ag Battery-powered hand-held ultrasonic surgical cautery cutting device
US9314261B2 (en) * 2007-12-03 2016-04-19 Covidien Ag Battery-powered hand-held ultrasonic surgical cautery cutting device
US8058771B2 (en) * 2008-08-06 2011-11-15 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Ultrasonic device for cutting and coagulating with stepped output
US9089360B2 (en) * 2008-08-06 2015-07-28 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Devices and techniques for cutting and coagulating tissue
CN101474081A (zh) * 2008-12-30 2009-07-08 深圳市蓝韵实业有限公司 一种连续多普勒超声成像系统正交本振信号产生装置
GB0916635D0 (en) * 2009-09-22 2009-11-04 Isis Innovation Ultrasound systems
US10441345B2 (en) * 2009-10-09 2019-10-15 Ethicon Llc Surgical generator for ultrasonic and electrosurgical devices
US9168054B2 (en) * 2009-10-09 2015-10-27 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical generator for ultrasonic and electrosurgical devices
US9060775B2 (en) * 2009-10-09 2015-06-23 Ethicon Endo-Surgery, Inc. Surgical generator for ultrasonic and electrosurgical devices
JP2013126430A (ja) * 2010-08-25 2013-06-27 Kevin W Smith バッテリ駆動の手持ち式超音波手術用焼灼切断装置
US9095333B2 (en) * 2012-07-02 2015-08-04 Bovie Medical Corporation Systems and methods of discriminating between argon and helium gases for enhanced safety of medical devices
GB201021032D0 (en) * 2010-12-10 2011-01-26 Creo Medical Ltd Electrosurgical apparatus
JP5775751B2 (ja) * 2011-06-15 2015-09-09 オリンパス株式会社 超音波照射装置
US9385831B2 (en) * 2013-06-05 2016-07-05 Raytheon Company Circuits and method to enable efficient generation of direct digital synthesizer based waveforms of arbitrary bandwidth
JP6311099B2 (ja) * 2013-11-29 2018-04-18 学校法人日本大学 超音波複合振動子
CN104753502B (zh) * 2015-04-23 2017-08-29 成都理工大学 一种基于fpga的dds信号发生器及其实现方法

Also Published As

Publication number Publication date
BR112018006261B1 (pt) 2023-01-24
MX2018003942A (es) 2018-11-09
CN108289706B (zh) 2022-05-13
EP3355819A1 (en) 2018-08-08
WO2017058696A1 (en) 2017-04-06
BR112018006256B1 (pt) 2023-01-24
CN108289707A (zh) 2018-07-17
BR112018006301A2 (pt) 2018-10-16
JP2018529455A (ja) 2018-10-11
JP6921812B2 (ja) 2021-08-18
EP3355816B1 (en) 2022-06-15
WO2017058697A1 (en) 2017-04-06
CN108289704A (zh) 2018-07-17
WO2017058695A1 (en) 2017-04-06
MX2018003943A (es) 2018-11-09
JP2018529451A (ja) 2018-10-11
EP3355818A1 (en) 2018-08-08
EP3355816A1 (en) 2018-08-08
CN108289706A (zh) 2018-07-17
JP6858760B2 (ja) 2021-04-14
CN108289707B (zh) 2021-09-24
BR112018006301B1 (pt) 2023-01-24
BR112018006256A2 (pt) 2018-10-16
BR112018006261A2 (pt) 2018-10-09
MX2018003941A (es) 2018-11-09
CN108289704B (zh) 2021-04-16
JP2018536442A (ja) 2018-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6840742B2 (ja) 電気外科用及び超音波電気信号波形をデジタル的に発生させるための発生器用保護技術
JP6873982B2 (ja) ユーザ意図に基づいて外科用器具の動作を選択するための方法及び装置
US11766287B2 (en) Methods for operating generator for digitally generating electrical signal waveforms and surgical instruments
JP6776277B2 (ja) ユーザー適応可能なアルゴリズムを備えた外科用器具
JP2018531071A6 (ja) ユーザ意図に基づいて外科用器具の動作を選択するための方法及び装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190926

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200915

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200929

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201225

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210119

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210217

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6840742

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250