JPH11506676A - 電気外科用発電機ケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電気外科用双極機器（１２）および標準の、商品化された電気外科用発電機（１０）とともに使用するために、アーキングを低減するアダプターケーブル（２０）および方法が提供される。アダプターケーブル（１０）は、電気外科用発電機（１０）の出力端子（１４）間に、最小負荷インピーダンスを提供することにより、電気外科用機器（１２）の電極間に発生するピーク−ピーク電圧を制限する。

Description

【発明の詳細な説明】 電気外科用発電機ケーブル 本発明は、止血電気外科用機器上での凝塊の集積を低減するのに効果的な電圧 出力波形を提供するため、および止血電気外科用機器上での付着を軽減するため に、従来型の電気外科用発電機（ＥＳＧ）とともに使用するケーブルに関する。 より具体的には、本発明は、電気外科用機器が組織と接触していないときに、電 気外科用機器の電極間に存在する電圧を制限するアダプターケーブルに関する。本発明の背景 止血双極電気外科手法は、切開前、切開中、および切開後に、切開された組織 からの出血を低減することで知られている。このような手法では、一般的に、組 織を切断し、凝固するために、患者の組織に２つの電極間において高電圧高周波 数電流を流す。この電流は、組織の電流密度およびインピーダンスの作用として 、組織のジュール加熱（joulean heating）を引き起こす。組織に蓄積された熱 は、組織に含まれる脈管内の血液を凝固し、その結果、切断された脈管および毛 細管からの血液の流れを低減する。 これまでに知られているＥＳＧは、典型的には、４００ワットを下回る電力定 格で、ピークーピーク値が１５０〜５０００ボルト（またはそれを上回る）の範 囲の高周波数（１００ｋHzを超える）交流（ＡＣ）電圧を供給する、単極および 双極動作モードを提供する。このような発電機の例は、Malisらの米国特許第4,5 90,934号、Schneidermanの米国特許第4,092,986号、Farinの米国特許第4,969,88 の技師マニュアルも参照されたい。これらの発電機の双極出力電圧は、負荷イン ピーダンスの増加とともに増加し、最大のピーク−ピーク電圧は、開回路条件下 で、すなわち電気外科用機器が組織と接触する前に通電されるときに起こる。 この電圧の増加は、鉗子などのこれまでに知られている双極機器では重要では ない。というのは、鉗子の２本の「脚」の間の絶縁は、双極電気外科ユニット が開回路条件（すなわち組織と接触しない）で動作するときに発生され得る８０ ０〜２５００Ｖ_ppを扱うのに十二分であるからである。しかし双極デバイス（例 えば鉗子）が組織を把持するやいなや、負荷ははるかに低くなり、５０〜数百オ ームの範囲になる。 近接して配置された双極電極を取り入れた、より新しい双極デバイスが現在市 場に導入されている。例えば、鋏の部材が、セラミックの絶縁層を用いて、わず か３〜６ミルの距離で離されて配置されている、双極鋏が現在入手可能である。 また、このようなデバイスは、数ミルのオーダーの、比較的薄い絶縁層を有する ピボットネジなどのその他の部品を含み得る。このようなデバイスは、好適には 、概して３００〜４００ボルト（ピーク−ピーク）を超えない範囲の電圧出力を 用いる。 いくつかの機器で大きなピーク−ピーク電圧を用いると、機器が最初に組織と 接触したとき、組織と機器との間でアーキング（arcing）が生じることが知られ ている。このようなアーキングは、深い組織の壊死を引き起こし得、そして組織 の機器への付着を引き起こし得る。実際には、このような影響は、これまでに知 られているいくつかの低電圧システム、例えば、Herczogの米国特許第4,232,676 号およびAuthの米国特許第4,492,231号に記載されているものでさえ起こり得る 。 この状況を改善するため、「電気外科用発電機アダプター」というタイトルで １９９４年７月１５日に出願された、同時係属中の米国特許シリアルナンバー08 /275,598、および１９９１年６月７に出願された米国特許シリアルナンバー07/8 77,533の継続出願である、「一定電圧を使用するための電気外科用装置および使 用方法」というタイトルで１９９４年３月１７日こ出願された米国特許シリアル ナンバー08/210,090で記載されているように、電気外科用機器に供給されるピー ク電圧を制限する特別低電圧ＥＳＧおよびアダプターが開発されている。 前述の出願には、ピークーピーク電圧があらかじめ設定された値を超えたとき 、ピーク−ピーク電圧を「クリップ」するための電子回路構成を使用する方法お よびカスタムＥＳＧならびにアダプターが記載されている。例えば、上記で参考 にした出願で記載されている装置は、例えば外科医が双極鋏を、鋏が組織と接触 する前（すなわち開回路条件）に通電すると必ず双極出力電圧をクリップする。 一 旦鋏が組織を挟持すると、負荷（すなわち組織）抵抗は十分に低くなり、出力電 圧はあらかじめ設定されたクリッピングしきい値（たとえば４００Ｖ_pp）を下回 る。 前述の出願で記載されているアダプターは、ヒートシンク上に搭載され、且つ 約１．５″×１．５″×６″の長い電気絶縁モジュール内に含まれるアクティブ 電子部品を有する電子回路を用いる。このアダプターは、入手可能な様々な電気 外科用発電機の双極出力との接続を可能にする、適切なアダプタープラグを必要 とする。 上述の特殊用途向けＥＳＧは、新しいシステムの取り付けに優れた結果を提供 する一方、より従来的な発電機の大きな取り付け基部（installed base）の変更 または適合の用意を許さない。また、上述のアダプターは、これまでに知られて いる電気外科発電機の改装に使用されるとき優れた性能を発揮する一方、アクテ ィブ回路部品（例えば変圧器およびトランジスタ）およびヒートシンタをこれら のデバイスで使用すると、サイズ、コストおよびこれらのアダプターの製造努力 が増加する傾向にある。 従って、標準の、商品化されたＥＳＧとともに使用するものであって、過剰な 開回路電圧に関連する問題を軽減する、使用しやすい、低コストのアダプターの 提供が望まれる。 また、機器に供給されるピーク−ピーク電圧を制限し、機器の電極間および電 極と組織との間の電気的アーキングを低減するために、標準の、商品化されたＥ ＳＧの双極出力ジャックとほとんどの電気外科用機器との間に接続され得るアダ プターの提供が望まれる。 さらに、容易に製造でき、アクティブ回路部品および専用のヒートシンクの使 用を回避するアダプターの提供が望まれる。本発明の概要 前述の内容を鑑み、本発明は、標準の、商品化されたＥＳＧとともに使用する ものであって、過剰なピークーピーク開回路出力電圧に関連する問題を軽減する 、使用しやすい、低コストのアダプターを提供することを目的とする。 また、本発明は、機器に供給されるピーク−ピーク電圧を制限し、それにより 機器の電極間および電極と組織との間の電気的アーキングを低減するために、標 準の、商品化されたＥＳＧの単極あるいは双極出力ジャックとほとんどの電気外 科用機器との間に接続され得るアダプターを提供することを目的とする。 さらに、本発明は、容易に製造でき、アクティブ回路部品および専用のヒート シンクの使用を回避するアダプターを提供することを目的とする。 これらおよびその他の目的は、本発明の原理に従って、標準の、商品化された 電源とともに使用するものであって、負荷抵抗があらかじめ設定された値を決し て上回らないようにすることによって、双極デバイスに印加される最大電圧を制 限するアダプターケーブルを提供することによって達成される。例えば、ほとん どの従来型の電気外科用発電機の双極出力に接続された６００オームの負荷抵抗 は、最大出力電圧をピーク−ピーク値で３５０〜５００Ｖにまで−−深刻なアー キングおよび／または双極機器の損傷を防止するために十分低い電圧範囲にまで 制限する。図面の簡単な説明 本発明の上記およびその他の目的および利点は、以下の詳細な説明を、付随す る図面を参照しながら考察すれば明らかになる。全体を通して、同様の部分には 同様の参照符号を付す。 図１は、本発明によって構成される、標準電気外科用発電機と電気外科用機器 との間に接続されたアダプターケーブルの斜視図である。 図２は、図１のアダプターケーブルの拡大図である。 図３は、一例としての電気外科用発電機の電気出力特性の、本発明のアダプタ ーを有する場合と有さない場合での比較である。 図４は、本発明の原理に従って製造されたアダプターケーブルの透視図である 。本発明の詳細な説明 図１および図２において、本発明のアダプターケーブル２０が、従来型の電気 外科用発電機１０と双極機器１２との間に接続されているところが示されている 。 以下で説明するように、アダプターケーブル２０は、機器の電極（および組織） に供給される、（電気外科用機器１２が組織と接触する前に通電されたときに発 生する）ピーク開回路電圧を、約２００Ｖピーク（４００Ｖピーク−ピーク）に まで制限することによって、凝塊の集積、アーキング、および電気外科用機器１ ２への付着を低減する。 従来型のＥＳＧ１０は、双極出力ジャック１４を有するところが示され、例え hnologyまたはNeomedから商品化されているものなど、その他の類似するＥＳＧ であり得、一方双極機器１２は、米国特許第5,324,289号に記載されるような双 極鋏であり得る。発電機１０は、好適には、双極モードで少なくとも５０ワット の範囲の電力を発生させることができ、双極モードで約１５００Ｖより低い最大 開回路ピーク−ピーク電圧を有する。 アダプターケーブル２０は、好適には、プラグ２２により従来型のＥＳＧ１０ の双極出力ジャック１４と接続されており、プラグ２２は、リード線２４の端部 に設けられているバナナプラグまたはその他の適した接続手段であり得る。アダ プターケーブル２０はさらに、リード線２８上に設けられ、且つアダプターケー ブル２０を電気外科用機器１２に接続させることができるコネクタ２６を含む。 リード線２４および２８は、接合部２９Ａおよび２９Ｂで、ケーブル２０の主要 部から出る。 アダプターケーブル２０は、双極出力ジャック１４を介して、発電機１０から 、高周波数高電圧出力波形（例えば約１５００Ｖピーク−ピーク）を受け取り、 電気外科用機器１２に、約３５０〜４００Ｖピーク−ピークを超えない電圧を有 する波形を供給する。本発明の原理によるアダプターケーブル２０は、例えば電 気外科用機器１２が患者の組織と接触する前に通電されるときに起こる、どんな 高開回路電圧をも抑制する。 アダプターケーブル２０は、負荷抵抗があらかじめ設定された値を超えないよ うに、双極デバイスに印加された最大電圧を制限する。例えば、６００オームの 負荷抵抗がほとんどの従来型の電気外科用発電機の双極出力に接続されると、最 大出力電圧は３５０〜５００Ｖピーク−ピークにまで制限される。この低減され た電圧範囲は、深刻なアーキングおよび／または双極機器１２の損傷を防止する ために十分低い。 最大設定点で動作する、典型的な電気外科用発電機の印加電圧では、６００オ ームの負荷は、１５〜２０ワットの損失をもたらす。しかし、この電力損失は、 外科医が双極機器を組織と接触しない状態で通電している期間にしか起こらない 。従って、このような加熱率（heating rate）のデューティサイクルは２５％を 上回ることはなく、その結果、連続または平均加熱率は約４〜５ワットを下回る 。直径が０．２インチ（５mm）のアダプターケーブルでは、この平均加熱率は、 ４．５〜６．０℃の最大ケーブル表面温度上昇をもたらす。 双極機器１２の通常の使用中は（すなわち組織と接触している間は）、発電機 １０からの出力電力は、上述よりもずっと低くなり、その結果、６００オームの 抵抗で失われた電力はずっと低くなる。例えば、６０オームの組織負荷では、６ ００オームの並列負荷で失われる全電力は、開回路条件下（すなわち双極機器１ ２が組織と接触していない）では１６ワットであるのに対し、１０．４ワットに なる。２５％のデューティサイクルでは、これは約２．６ワットまたは２．９℃ の温度上昇になる。 図３で示されるように、典型的なＥＳＧの出力電圧は、負荷インピーダンスの 増加とともに増加する。電気外科用機器の電極が組織と接触していないとき、Ｅ ＳＧ１０の出力に与えられる負荷インピーダンスは、本質的には無限大インピー ダンス、あるいは開回路である。開回路条件下では、ＥＳＧ１０の出力は、数千 ボルトにまで接近し得る。図３はまた、ＥＳＧ１０のピーク−ピーク出力電圧に 対して本発明が持つ制限効果、例えばピーク−ピーク電圧を約４００ボルトにま で制限する効果も示す。 図４は、本発明の好適な実施形態を示す。アダプターケーブル２０は、それぞ れプラグ２２およびコネクタ２６との間に接続されるコンダクタ３２および３４ から構成される。図４で示されるように、ストランド３６Ａおよび３６Ｂを含む 高電気抵抗性ワイヤのループは、アダプターケーブル２０の長さ方向に走る。コ ンダクタ３２および３４、ならびに抵抗性ワイヤ３６Ａおよび３６Ｂは、例えば 、適したテフロンあるいはシリコンのコーティング（不図示）によって、それぞ れ 相互に電気的に絶縁される。外部カバー３８もまた、コンダクタ３２および３４ 、ならびに抵抗性ワイヤ３６Ａおよび３６Ｂを保護および絶縁する役割を果たす 電気絶縁材料、例えばシリコンゴム材料を含む。 本発明によると、温度上昇をできるだけ低く維持するために、高電気抵抗性ワ イヤ３６Ａ、３６Ｂのループは、例えば、２５℃で約１８．４オーム／フィート の抵抗を有する、３６ゲージ３１６ステンレススチールワイヤ（例えばCooner W ire Co.製）を含み得る。５メートルのケーブル長（国際市場にとって好ましい ）に基づく、５メートルのケーブル長を往復するループの全抵抗は、 ５メートル＝１６．４フィート Ｒ_T＝２×１６．４ft×１８．４ohms／ft＝６０４オーム である。 ３８ゲージステンレススチール３１６ワイヤを用いると、全抵抗は約１０００オ ームとなる。 ループ３６Ａ、３６Ｂの抵抗は、双極機器１２がともに使用される電気外科用 発電機の特定の出力特性に応じて選択し得る。出願人は、６００オームの抵抗を 有する抵抗性ワイヤ３６Ａ、３６Ｂのループは、ほとんどの電気外科用発電機に 適すると考える。しかし、特定の発電機が６００オームの負荷で、高すぎる出力 電圧で（例えば５００Ｖピーク−ピータを超えて）動作する場合は、より低い抵 抗が所望される。同様に、いくつかの発電機は、より高い負荷抵抗の使用を可能 にする。 従って、本発明のアダプターケーブルは、高抵抗性ワイヤ（ワイヤ３６Ａ、３ ６Ｂ）のループを、それがなければ従来通りの医療グレードの、双極機器および 従来型の電気外科用発電機とともに使用するケーブルに加えることにより、電気 外科用発電機１０に効果的な負荷を提供する。図４に見られるように、高抵抗性 ワイヤは、電気外科用発電機に印加される負荷抵抗がケーブル内のワイヤのルー プの抵抗（例えば４００〜１０００オーム）を決して上回らないようにするため 、双極機器と並列（parallel）に接続される。アダプターケーブル２０の大部分 の長さにわたって抵抗性ワイヤを延ばすことにより、アダプターケーブル内で発 生した熱は、大容積にわたって放散され、従って温度上昇は適切に低く維持され る。 アダプターケーブル２０は、外部カバー３８の一部を取り除くことにより、簡 単に製造され得る。その後電気絶縁材がコンダクタ３２および３４、ならびに抵 抗性ワイヤ３６Ａおよび３６Ｂからむき取られる。コンダクタ３２および３４は その後プラグ２２およびコネクタ２６に接続され、一方抵抗性ワイヤ３６Ａおよ び３６Ｂは、図４に示されるように、コンダクタ３２および３２に接続される。 抵抗性ワイヤ３６Ａおよび３６Ｂの残りのむき出しの端部は互いに接続される。 抵抗性ワイヤ３６Ａ、３６Ｂとコンダクタ３２および３４との間の接続は、その 後、ワイヤおよび接続を保護するために、例えば接合部２９Ａおよび２９Ｂ（図 ２に示す）で包むことによってシールされ得る。 本発明は、通常の従来通りの医療グレードの、双極電気外科用機器とともに使 用するケーブルの単純さを提供しつつ、アーキングの制御および組織の損傷／機 器の損傷のリスクを低減するという点で貴重な利点を提供する。 当業者には、本発明が、限定ではなく例示を目的として提示した、上述の実施 形態以外によっても実施され得ること、および本発明は以下の請求の範囲によっ てのみ限定されるということが理解される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．一対の電極を有する双極電気外科用機器を、双極出力端子を有する電気外科 用発電機に接続するアダプターケーブルであって、 該電気外科用機器の該電極の、該電気外科用発電機の該双極出力端子への接続 に適応される（adapted）第１および第２のコンダクタと、 該第１および第２のコンダクタとの間に接続される、少なくとも１本の抵抗性 ワイヤと を含むアダプターケーブル。 ２．前記アダプターケーブルが長さを有し、前記少なくとも１本の抵抗性ワイヤ が、該長さの方向に延びるループを含む、請求項１に記載のアダプターケーブル 。 ３．前記ループが、前記第１および第２のコンダクタとの間に直列に接続される 第１および第２の抵抗性ワイヤを含む、請求項２に記載のアダプターケーブル。 ４．前記少なくとも一本の抵抗性ワイヤが、前記第１および第２のコンダクタと の間に並列に接続される第１および第２の抵抗性ワイヤを含む、請求項１に記載 のアダプターケーブル。 ５．一対の電極を有する双極電気外科用機器を、双極出力端子を有する電気外科 用発電機に接続するアダプターケーブルであって、該アダプターケーブルは長さ を有し、 該双極電気外科用機器の該電極の、該双極出力端子への接続に適応される第１ および第２のコンダクタと、 該第１および第２のコンダクタとの間に接続される、少なくとも１本の抵抗性 ワイヤとを含み、該少なくとも１本の抵抗性ワイヤが、該アダプターケーブルの 長さの一部に沿って配置される、アダプターケーブル。 ６．前記少なくとも１本の抵抗性ワイヤが、３１６ゲージステンレススチールワ イヤを含む、請求項５に記載のアダプターケーブル。 ７．前記３１６ステンレススチールワイヤが、約３６ゲージと約３８ゲージとの 間である、請求項６に記載のアダプターケーブル。 ８．前記少なくとも１本の抵抗性ワイヤが、前記アダプターケーブルの長さ方向 に走る更なるコンダクタを含む、請求項７に記載のアダプターケーブル。 ９．標準の電気外科用発電機の出力端子に接続された双極電気外科用機器の電極 間のピーク電圧を制限する方法であって、 該電極の、該出力端子への接続に適応される第１および第２のコンダクタを提 供する工程と、 該第１および第２のコンダクタとの間に接続される、少なくとも１本の抵抗性 ワイヤを提供する工程と を含む方法。 １０．前記少なくとも１本の抵抗性ワイヤが、３１６ゲージステンレススチール ワイヤを含む、請求項９に記載の方法。