JP7389821B2 - 電気外科手術用患者パッドモニタ - Google Patents
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Description
電気外科手術では、生体組織の切開、凝固、乾燥、または放電凝固などを行うために、高周波(例えば、無線周波数)の交番極性電流を生体組織に適用する。電気外科手術システムでは、電極を1つ(モノポーラ)または2つ(バイポーラ)備えた器具に接続された高周波(HF)発生器によって電流を生成する。モノポーラ器具を含む構成では、外科手術のために器具のアクティブ電極に通電し、患者の体の別の場所に配置された拡散電極が電流を拡散させて下部組織の熱傷を防止する。HF発生器によって生成される電流のレベルが潜在的に危険であることから、電気外科手術システムの電気的特性、例えば、システムの拡散電極に関連する構成要素(例えば、患者パッド)のインピーダンスがモニタされる。
記載されるシステムおよび技術は、広い抵抗範囲(例えば、0Ω~1,000Ωまたは0Ω~10,000Ω)にわたる、電気外科手術システムの電気的特性、例えば、患者パッドのインピーダンスの正確かつ信頼性の高い測定を提供することによって、電気外科手術システムの安全性を改善することができる。さらに、記載されるシステムおよび技術は、モニタリング信号と、電気外科手術システムのHF発生器によって生成される信号との間の干渉により生じるうなり周波数の存在を制限することができる。例えば、患者パッドのインピーダンスを測定することによって、外科手術者または検査技師は、患者と電気外科手術システムの拡散電極との間の均一かつ直接的な接続を確実に維持することができ、したがって熱傷のリスクが減少する。
[本発明1001]
操作信号を出力するよう構成された第一の発生器;
アクティブ電極と
患者パッドと
を含む、該操作信号のための経路;および
測定信号を出力するよう構成された第二の発生器と
変圧器と
変流器と
複数のフィルタと
を含む、該患者パッドの複素インピーダンスを測定するよう構成された回路
を含む電気外科手術システム。
[本発明1002]
変圧器が共振変圧器である、本発明1001の電気外科手術システム。
[本発明1003]
変圧器が、1つの一次側と、2つの二次側、または単一のセンタータップ付き二次側とを有する、本発明1001の電気外科手術システム。
[本発明1004]
変圧器が3~40の範囲のQ値を有する、本発明1001の電気外科手術システム。
[本発明1005]
変流器が、2つの一次側および1つの二次側を有する、本発明1001の電気外科手術システム。
[本発明1006]
変流器の二次側が、該変流器の第一の一次側に対応する第一の電流と該変流器の第二の一次側に対応する第二の電流との和を測定するよう構成されている、本発明1005の電気外科手術システム。
[本発明1007]
複素インピーダンスが負荷によって提供され、かつ0~10,000オームの範囲にわたる、本発明1001の電気外科手術システム。
[本発明1008]
測定信号の周波数が固定されている、本発明1001の電気外科手術システム。
[本発明1009]
測定信号の周波数が、操作信号との干渉により生じるうなり周波数を防止するように選択されている、本発明1008の電気外科手術システム。
[本発明1010]
測定信号の周波数が136kHz~138kHzの範囲内であるように選択されている、本発明1008の電気外科手術システム。
[本発明1011]
操作信号が494kHz~496kHzの範囲内の周波数を有する、本発明1001の電気外科手術システム。
[本発明1012]
回路が、
変圧器に関連する複素励磁電圧を測定するよう構成された電圧チャネル、および
変流器に関連する複素誘導電流を測定するよう構成された電流チャネル
をさらに含む、本発明1001の電気外科手術システム。
[本発明1013]
複素インピーダンスが、複素励磁電圧を複素誘導電流で割ることによって算出される、本発明1012の電気外科手術システム。
[本発明1014]
電圧チャネルが、
バンドパスフィルタの第一のセット、
第一の同期復調器、および
ローパスフィルタの第一のセット
を含み、電流チャネルが、
バンドパスフィルタの第二のセット、
第二の同期復調器、および
ローパスフィルタの第二のセット
を含む、本発明1012の電気外科手術システム。
[本発明1015]
第一の同期復調器が、第一の参照信号と第二の参照信号を順次受け取るよう構成されており、該第一の参照信号を受け取ったときに該第一の同期復調器が経験する位相差に対して、該第二の参照信号を受け取ったときに該第一の同期復調器が90度の位相差を経験する、本発明1014の電気外科手術システム。
[本発明1016]
電気外科手術システムの第一の発生器によって操作信号を生成する工程であって、該操作信号が、アクティブ電極と患者パッドとを含む経路に沿って伝搬するよう構成されている、前記工程;
第二の発生器によって測定信号を生成する工程であって、該第二の発生器が回路の一部であり、該回路が
変圧器、
変流器、および
複数のフィルタ
をさらに含む、前記工程;
該変圧器に関連付けられた電圧チャネルによって複素励磁電圧を測定する工程;
該変流器に関連付けられた電流チャネルによって複素誘導電流を測定する工程;ならびに
該複素励磁電圧を該複素誘導電流で割って、複素インピーダンス値を算出する工程
を含む、患者パッドの複素インピーダンスをモニタするための方法。
[本発明1017]
複素インピーダンス値を抵抗しきい値と比較する工程をさらに含む、本発明1016の方法。
[本発明1018]
変圧器が共振変圧器である、本発明1016の方法。
[本発明1019]
変圧器が、1つの一次側と、2つの二次側、または単一のセンタータップ付き二次側とを有する、本発明1016の方法。
[本発明1020]
変圧器が3~40の範囲のQ値を有する、本発明1016の方法。
[本発明1021]
変流器が、2つの一次側および1つの二次側を有する、本発明1016の方法。
[本発明1022]
変流器の二次側が、該変流器の第一の一次側に対応する第一の電流と該変流器の第二の一次側に対応する第二の電流との和を測定するよう構成されている、本発明1016の方法。
[本発明1023]
複素インピーダンスが負荷によって提供され、かつ0~10,000オームの範囲にわたる、本発明1016の方法。
[本発明1024]
測定信号の周波数が固定されている、本発明1016の方法。
[本発明1025]
測定信号の周波数が、操作信号との干渉により生じるうなり周波数を防止するように選択されている、本発明1024の方法。
[本発明1026]
測定信号の周波数が136kHz~138kHzの範囲内であるように選択されている、本発明1024の方法。
[本発明1027]
操作信号が494kHz~496kHzの範囲内の周波数を有する、本発明1016の方法。
[本発明1028]
電圧チャネルが、
バンドパスフィルタの第一のセット、
第一の同期復調器、および
ローパスフィルタの第一のセット
を含み、電流チャネルが、
バンドパスフィルタの第二のセット、
第二の同期復調器、および
ローパスフィルタの第二のセット
を含む、本発明1016の方法。
[本発明1029]
第一の同期復調器が、第一の参照信号と第二の参照信号を順次受け取るよう構成されており、該第一の参照信号を受け取ったときに該第一の同期復調器が経験する位相差に対して、該第二の参照信号を受け取ったときに該第一の同期復調器が90度の位相差を経験する、本発明1028の方法。
[本発明1030]
自己校正のために開回路状態、固定抵抗状態、および短絡状態が用いられる、本発明1028の方法。
図1Aおよび1Bを参照すると、高周波(例えば、無線周波数)の電流を生成して生体組織の切開、凝固、乾燥、または放電凝固などを行うさまざまな外科手術のために、電気外科手術システム100を使用することができる。電気外科手術システム100は、高周波(HF)発生器102、手術器具114、および患者パッド118を含み得る。手術器具114および患者パッド118は、ポートインタフェース112においてHF発生器102にプラグ接続されて、HF発生器102に電気的に接続され得る。いくつかの場合において、手術器具114はHF発生器102からのアクティブ出力を受け取るモノポーラ器具であり、手術器具の先端は電気外科手術システム100のアクティブ電極として働く。モノポーラ器具を使用する場合、患者パッド118は電気外科手術システム100の拡散電極(接地パッドまたは戻り電極とも称される)として働くことができる。いくつかの場合において、患者パッド118は、金属板または可撓性金属化プラスチックパッドを含む。いくつかの場合において、患者パッド118は、金属板および/または可撓性金属化プラスチックパッドを2つ以上含む「分割パッド」構成を有し得る。
電圧=REALV+i×IMAGV (1)
電流=REALI+i×IMAGI (2)
インピーダンス=電圧/電流 (3)
Claims (30)
- 操作信号を出力するよう構成された第一の発生器;
アクティブ電極と
患者パッドと
を含む、該操作信号のための経路;および
測定信号を出力するよう構成された第二の発生器と
変圧器の一次側で該測定信号を受け取るように構成され、かつ該変圧器の二次側で該操作信号を受け取るように構成され、該変圧器の該二次側が該患者パッドに接続されている、該変圧器と
変流器の一次側で該変圧器の該二次側に接続された、該変流器であって、該変流器により、該変流器の該一次側の、該変圧器の該二次側への接続に基づいて、該変圧器の該二次側により該患者パッドに誘導された電流が測定される、該変流器と
複数のフィルタと
を含む、該患者パッドの複素インピーダンスを測定するよう構成された回路
を含む電気外科手術システム。 - 変圧器が共振変圧器である、請求項1記載の電気外科手術システム。
- 変圧器が、1つの一次側と、2つの二次側、または単一のセンタータップ付き二次側とを有する、請求項1記載の電気外科手術システム。
- 変圧器が3~40の範囲のQ値を有する、請求項1記載の電気外科手術システム。
- 変流器が、2つの一次側および1つの二次側を有する、請求項1記載の電気外科手術システム。
- 変流器の二次側が、該変流器の第一の一次側に対応する第一の電流と該変流器の第二の一次側に対応する第二の電流との和を測定するよう構成されている、請求項5記載の電気外科手術システム。
- 複素インピーダンスが負荷によって提供され、かつ0~10,000オームの範囲にわたる、請求項1記載の電気外科手術システム。
- 測定信号の周波数が固定されている、請求項1記載の電気外科手術システム。
- 測定信号の周波数が、操作信号との干渉により生じるうなり周波数を防止するように選択されている、請求項8記載の電気外科手術システム。
- 測定信号の周波数が136kHz~138kHzの範囲内であるように選択されている、請求項8記載の電気外科手術システム。
- 操作信号が494kHz~496kHzの範囲内の周波数を有する、請求項1記載の電気外科手術システム。
- 回路が、
変圧器に関連する複素励磁電圧を測定するよう構成された電圧チャネル、および
変流器に関連する複素誘導電流を測定するよう構成された電流チャネル
をさらに含む、請求項1記載の電気外科手術システム。 - 複素インピーダンスが、複素励磁電圧を複素誘導電流で割ることによって算出される、請求項12記載の電気外科手術システム。
- 電圧チャネルが、
バンドパスフィルタの第一のセット、
第一の同期復調器、および
ローパスフィルタの第一のセット
を含み、電流チャネルが、
バンドパスフィルタの第二のセット、
第二の同期復調器、および
ローパスフィルタの第二のセット
を含む、請求項12記載の電気外科手術システム。 - 第一の同期復調器が、第一の参照信号と第二の参照信号を順次受け取るよう構成されており、該第一の参照信号を受け取ったときに該第一の同期復調器が経験する位相差に対して、該第二の参照信号を受け取ったときに該第一の同期復調器が90度の位相差を経験する、請求項14記載の電気外科手術システム。
- 電気外科手術システムの第一の発生器が操作信号を生成する動作であって、該操作信号が、アクティブ電極と患者パッドとを含む経路に沿って伝搬するよう構成されている、前記動作;
該電気外科手術システムの第二の発生器が測定信号を生成する動作であって、該第二の発生器が回路の一部であり、該回路が
変圧器の一次側で該測定信号を受け取るように構成され、かつ該変圧器の二次側で該操作信号を受け取るように構成され、該変圧器の該二次側が該患者パッドに接続されている、該変圧器、
変流器の一次側で該変圧器の該二次側に接続された、該変流器、および
複数のフィルタ
をさらに含む、前記動作;
該変圧器に関連付けられた電圧チャネルが複素励磁電圧を測定する動作;
該変流器に関連付けられた電流チャネルが複素誘導電流を測定する動作であって、該複素誘導電流が該変流器の該一次側の、該変圧器の該二次側への接続に基づく、前記動作;ならびに
コンピューティングデバイスが該複素励磁電圧を該複素誘導電流で割って、複素インピーダンス値を算出する動作
を含む、患者パッドの複素インピーダンスをモニタするための方法。 - コンピューティングデバイスが複素インピーダンス値を抵抗しきい値と比較する動作をさらに含む、請求項16記載の方法。
- 変圧器が共振変圧器である、請求項16記載の方法。
- 変圧器が、1つの一次側と、2つの二次側、または単一のセンタータップ付き二次側とを有する、請求項16記載の方法。
- 変圧器が3~40の範囲のQ値を有する、請求項16記載の方法。
- 変流器が、2つの一次側および1つの二次側を有する、請求項16記載の方法。
- 変流器の二次側が、該変流器の第一の一次側に対応する第一の電流と該変流器の第二の一次側に対応する第二の電流との和を測定するよう構成されている、請求項16記載の方法。
- 複素インピーダンスが負荷によって提供され、かつ0~10,000オームの範囲にわたる、請求項16記載の方法。
- 測定信号の周波数が固定されている、請求項16記載の方法。
- 測定信号の周波数が、操作信号との干渉により生じるうなり周波数を防止するように選択されている、請求項24記載の方法。
- 測定信号の周波数が136kHz~138kHzの範囲内であるように選択されている、請求項24記載の方法。
- 操作信号が494kHz~496kHzの範囲内の周波数を有する、請求項16記載の方法。
- 電圧チャネルが、
バンドパスフィルタの第一のセット、
第一の同期復調器、および
ローパスフィルタの第一のセット
を含み、電流チャネルが、
バンドパスフィルタの第二のセット、
第二の同期復調器、および
ローパスフィルタの第二のセット
を含む、請求項16記載の方法。 - 第一の同期復調器が、第一の参照信号と第二の参照信号を順次受け取るよう構成されており、該第一の参照信号を受け取ったときに該第一の同期復調器が経験する位相差に対して、該第二の参照信号を受け取ったときに該第一の同期復調器が90度の位相差を経験する、請求項28記載の方法。
- 自己校正のために開回路状態、固定抵抗状態、および短絡状態のそれぞれが用いられる、請求項28記載の方法。
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