KR101229524B1

KR101229524B1 - 개선된 성능을 갖는 전기 수술 기기

Info

Publication number: KR101229524B1
Application number: KR1020060026697A
Authority: KR
Inventors: 존 가리토; 알란 엘만
Original assignee: 알란 엘만; 존 가리토
Priority date: 2005-03-28
Filing date: 2006-03-23
Publication date: 2013-02-04
Also published as: EP1707147B1; US7674261B2; EP1707147A1; KR20060103850A; ES2368127T3; US20060217700A1; JP2006271968A; JP5409988B2

Abstract

본 발명은 외과의사가 사용하기 위한 전기수술기기를 제공하는바, 상기 전기수술기기는 알려져있는 설계들에 비해 추가의 피쳐들 및 이점들을 제공한다. 수술 시작 전에, 동작 모드뿐만 아니라 다른 동작 파라메터들(특히, 전력 레벨)이 외과의사에 의해 사전설정(preset)될 수 있다. 3-버튼 핑거스위치 핸드피스(fingerswitch handpiece) 및 3-웨이 풋스위치(footswitch)를 사용하여, 중증 출혈 환자들(heavy breeders)을 치료하기 위한 새로운 터보 모드를 비롯한 전범위의 전력 레벨들에 걸친 2개의 양극성 모드들 및 3개의 단극성 모드를 포함하는 5개의 동작 모드가 이용가능하다.

전기수술기기, 동작 모드, 핑거스위치, 풋스위치, 마이크로프로세서.

Description

개선된 성능을 갖는 전기 수술 기기{ELECTROSURGICAL INSTRUMENT WITH ENHANCED CAPABILITY}

도 1은 본 발명에 따른 일 형태의 전기수술기기의 개략적인 정면도이다.

도 2는 도 1의 전기수술기기에 대한 일 형태의 시스템 회로의 조합된 흐름도 및 회로 블록도이다.

도 3 및 4는 본 발명에 따라 전기수술 시스템에 전원공급하에서 주요 소프트웨어 제어 동작들을 도시하는 흐름도이다.

도 5는 경보 볼륨 우선 시스템(alarm volume override system)의 소프트웨어 제어 동작의 흐름도이다.

도 6은 도 1의 전기수술기기에 대한 마이크로제어기를 포함하는 회로의 다른 부분의 블록도이다.

도 7은 도 1의 전기수술기기에 대한 무선 풋스위치의 선택적 동작의 블록도이다.

도 8은 본 발명에서 사용될 수 있는 일 형태의 3-버튼-핑거스위치 핸드피스의 투시도이다.

도 9는 마이크로제어기에 대한 제어 신호들을 발생하기 위한 일 형태의 핸드피스의 내부 회로이다.

도 10은 도 9의 핸드피스 또는 기기가 전기수술기기의 마이크로제어기에 인터페이스하는 방식을 보여주는 블록도이다.

도 11은 전기수술기기가 본 발명에 따른 특정한 설정으로 동작하도록 프로그램되는 방식을 나타내는 흐름도이다.

관련 출원

본 출원은 미국특허출원 제 10/761,774호로 2004년 1월 22일 출원된 "듀얼-모드 전기수술기기"라는 명칭을 갖는 공동-소유된 미국특허출원과 관련된다.

본 발명은 전기수술기기, 특히 지능형 선택 시스템들 및 개선된 출력 모드들을 갖는 전기수술기기에 관한 것이다.

전기수술기기들은 의학, 치과 및 수의학 분야들에서 잘 알려져 있고 널리 사용되고 있다. 이들은 단극성 동작 모드에서 예를 들어, 주사 바늘(needle), 볼 또는 루프 전극들을 갖는, 또는 양극성 동작 모드에서 겸자(forcep) 또는 다른 전극을 갖는 RF 프로브 또는 핸드피스를 사용하여 바람직하게는, 메가사이클 범위의 전기수술 전류들에 의해 정밀 절단(cutting) 및 응고(coagulation) 성능을 제공한다. Ellman International, Inc.는 정면 패널상에, 케이블-연결된 단극성 핸드피스 및 접지판 또는 중성판의 플러그를 수신하기 위한 커넥터들뿐만 아니라 케이블-연결된 양극성 전극의 플러그를 수신하기 위한 커넥터들을 제공하는 방사선수술(Radiosurgery)을 위한 전기수술기기를 이용가능하게 하였다. 여러 형태의 이러한 기기는 USP 제 5,954,686호 및 제 6,652,514호에서 설명되는데, 이들 모두의 내용은 본원에서 참조로서 포함된다. 이 특허들에서 설명된 기기들은 서로 다른 모드들 및 서브-모드들의 동작에 의해 특징된다. 예를 들어, 기기들은 가능한 5개의 동작 모드들-CUT 및 CUT/COAG 서브-모드들로 분리가능한 절단 모드, 및 HEMO, FULGURATE, 및 BIPOLAR 서브-모드들로 분리가능한 응고 모드를 갖는다.

이러한 기기를 사용한 전형적인 수술 설정에서, 외과의사는 우선 기기가 바람직한 절단 과정을 수행하도록 절단 모드에 있는 동안에 핸드피스를 사용할 수 있으며, 이후에 기기가 응고 모드에 있는 동안에 혈관들의 응고를 위해 동일한 핸드피스를 사용하기를 원한다. 이를 위해, 전기수술기기는 정면 패널상에 전기수술기기를 절단 모드에서 응고 모드로 또는 그 반대로 스위칭하는 내부 회로를 활성화하기 위한 푸시 버튼들 또는 스위치들을 갖는다. 현재의 전기수술기기는 전형적으로 고주파 AC 파형들과 같은 메가사이클 범위의 RF 전류를 발생하는 파워 서플라이-제어 무선-주파수(RF) 오실레이터를 포함한다. 대부분의 절단 목적을 위해, AC 파형은 대략적인 DC 파형을 발생하도록 완전히 필터링된다. 대부분의 응고 목적을 위해, AC 파형은 특성 반파 정류 파형을 발생하도록 부분적으로 정류(일반적으로, 반파 정류)된다. 이는 특정 정류기 및 필터 구성요소들을 절단 모드로, 특정 정류기 구성요소들을 응고 모드로 스위칭함으로써 수행된다. 이는 종래기술에 잘 알려져 있으며, 추가의 설명이 필요하지 않다. 말할 필요도 없이, 스위칭 동작은 정면 패널 제어들이 외과의사에 의해 활성화되는 때에 기기 내부에서 발생한다.

외과의사에 의한 모드 선택을 단순화하기 위해, 적절한 배선에 의해 전기수술기기에 연결됨과 아울러 정면 패널 스위치들과 병렬로 배선될 수 있는 2 핑거-활성화 스위치들(two finger-activated switches)을 핸드피스상에 위치시켜, 핸드피스상의 핑거 스위치들 또는 정면 패널 스위치들을 활성화시켜 모드 선택을 할 수 있게 하는 방법이 알려져 있다. 이는 외과의사가 RF 전류들을 활성 및 활성해제 하는데 사용될 수 있는 풋스위치(footswitch)의 연결 및 동작과 유사하다.

이러한 기기들의 사용에 있어서의 복잡성은 기기가 응용될 수 있는 다양한 수술 과정들이다. 각 수술 과정은 전형적으로 절단 또는 절단/응고, 헤모(hemo)와 같은 특정 전기수술 모드뿐만 아니라 전력 설정 및 가능한 다른 시간 지속기간의 전력 인가와 같은 서로 다른 모드 조건들 세트를 요구할 수 있다.

관련 미국특허출원 제 10/761,774호(PAT-133)는 단극성 및 양극성 핸드피스들의 연속적 사용을 허용하는 전기수술기기를 설명하지만, 각각의 용도에 대한 동작 조건들은 기기의 정면 패널상의 스위치들의 사용에 의해 선택되어야 한다. 어떠한 마이크로제어기/컴퓨터도 존재하지 않는다.

본 발명의 목적은 이용되는 수술 과정에 반드시 항상은 아니더라도 주로 의존하는 방식으로 외과의사에 의해 사용되는 전기수술기기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 개선된 성능을 갖는 전기수술기기를 제공하는 것인데, 이는 이전에 이용가능한 것보다 더욱 유용한 동작 모드들, 큰 범위의 전력 출력들, 핑거스위치 및 풋스위치 제어들뿐만 아니라 콘솔 스위치들에 의해 제어가능한, 내장된(built-in) 동작 모드들을 포함하지만, 이에 국한되지는 않는다.

이러한 목적들은 공지된 기기들에 비해 개선된 성능을 갖는 전기수술 시스템에 의해 본 발명의 일 양상에 따라 달성된다. 이는 하나 이상의 하기 특징들을 포함한다:

- 다양한 방사선수술 과정을 위해 이용되는 고전력 RF 에너지의 콤팩트 소스(compact source);

- 사전설정된 검색가능 모드와 전력 출력 레벨 설정들을 포함하는 특수 부속물들;

- 동작 애플리케이션들을 5개의 동작 모드들로 증가(boost)시키는 개선된 제어 소프트웨어, 여기서 5개의 동작 모드들은 CUT, CUT/COAG, HEMO, BIPOLAR HEMO, 및 BIPOLAR TURBO를 포함하며; 나중의 두 양극성(bipolar) 모드들은 특수 애플리케이션들에 대해 지속성(vitality)을 제공하기 위해 고출력 및 저출력 전력들을 제공한다;

- 단극성 및 듀얼 양극성 응용들을 제어하기 위한 트리플 풋스위치 제어, 및 3개의 단극성 모드들 각각을 개별적으로 제어하기 위한 3-버튼 핑거스위치 핸드피스, 따라서, 이들 두 제어 부속물들은 기기의 사전설정된 출력 전력 성능들로 임의의 바람직하게 선택된 모드들을 제어 및 활성화할 수 있다;

- 모든 출력 파라메터들은 수술 과정 이전에 조정될 수 있으며, 이에 따라 수술 과정 동안에 전기수술기기를 다시 조정할 필요가 없게 된다.

본 발명의 전기수술기기는 수동으로 선택되는 동작 조건들로 동작하도록 설계될 수 있으며, 또한 외과의사로 하여금, 수행되는 특정 과정에 대해 맞춰진 특정 세트를 선택하게 하는 저장된 또는 사전설정된 동작 모드들 및 조건들의 하나 이상의 세트들을 포함한다. 따라서, 과정(A)이 수행되는 경우에, 세트(A)가 자동으로 선택되며, 여기서, 세트(A)는 선택된 과정에 특정된 전기수술 동작 모드 및 하나 이상의 모드 조건들을 규정한다. 유사하게는, 과정(B)이 수행되는 경우에, 세트(B)가 자동으로 선택되며, 여기서, 세트(B)는 선택된 과정에 특정된 전기수술 동작 모드 및 하나 이상의 모드 조건들을 규정한다.

일 실시예에서, 이러한 선택 시스템은 특정 과정에 대해 외과의사에 의해 마지막으로 사용된 설정을 저장하는 내장된 비휘발성 메모리에 포함된다. 이러한 설정은 외과의사가 핸드피스상의 핑거스위치 또는 풋스위치 제어들 중 하나를 동작시키는 때에 자동으로 선택된다. 이러한 설정들은 예를 들어, 기기의 전력 레벨을 수동으로 바꿈으로써 어느 때나 무효로 될 수 있다.

개선된 기기는 '514 특허에서 설명되는 바와같이 내장된 전극들 및 모드-선택 성능을 갖는 핸드피스들을 포함할 수 있거나, 필요한 경우에 표준 핸드피스와 함께 사용될 수 있다.

본 발명을 특징짓는 다양한, 신규한 특징들이 특히 본 개시의 일부를 형성하는, 첨부된 청구항들에서 기재되어 있다. 본 발명, 그 동작 이점 및 발명의 사용에 의해 달성되는 특정 목적을 잘 이해하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예들을 예시하고 설명하는 첨부 도면들 및 그 설명 내용을 참조해야 하는데, 도면에서 동일 참조 번호들 또는 문자들은 동일 또는 유사한 구성요소들을 나타낸다.

본 발명에 따른 전기수술기기(6)의 일 형태가 도 1에 도시된다. 기기 정면에서 기기에 대한 제어 패널(10)을 포함하는 박스형 하우징을 갖는 시스템 유닛(8)을 포함한다. 제어 패널은 5개의 절단 또는 응고 또는 헤모 모드들 사이의 토글(toggle)을 위한 터치 스위치들(11,12) 및 단계들에서 전력을 증가시키거나 감소시킴으로써 전력 출력을 제어하기 위한 터치 스위치들(14)을 포함하며, 여기서 상위 및 하위 디지털 디스플레이들에 의해 표시되는 전체 전력 퍼센트는 도면에서 모두 (8)을 보여준다. 좌측에서, 핑거스위치-제어 단극성 핸드피스(22); 중앙에서, 양극성 핸드피스 또는 겸자(24); 및 우측에서, 단일 또는 분할된 중성판(26)에 각각 연결하기 위한 출력 암 커넥터들(16, 18, 20)이 하부에 있다. 온-오프 전력 스위치(30)가 가장 우측에 있다. 핑거스위치-제어 단극성 핸드피스를 제공하는데에 사용되는 회로는 미국특허 제 4,463,759호(그 내용들이 본원에서 참조로서 포함됨)의 제어 유닛(50)과 관련하여 설명되는 타입이 될 수 있는데, 본 경우에서 상기 회로는 콘솔 유닛(8)에 포함된다. 커넥터(미도시)가 트리플 또는 3-웨이 풋스위치(28)를 수신하기 위한 측에 제공된다. 단극성 및 양극성 핸드피스들 모두는 동시에 시스템 유닛(8)에 연결되며, 제어 패널이 이전 사용에 기초하여 바람직한 전력들에서 수동으로 설정되거나 활성화된 때에 시스템 유닛 또는 제어 패널의 터치없이 임의의 순서로 동작할 수 있다. 예를 들어, 외과의사가 특정 전극에 의해 절단 과정을 수행하기로 결정하는 경우에, 상부 업/다운 버튼(14)에 의해 상부 디지털 디스플레이상에 말하자면, 50%(바람직한 실시예에서, 60와트)로 절단 모드 전력을 설정할 수 있다. (바람직하게는, 이 유닛들은 어느 핸드피스에나 120와트의 높은 전력을 공급하도록 설계된다.) 양극성 핸드피스에 의한 응고에 대해, 외과의사는 말하자면, 30% 또는 36와트를 사용하기를 원할 수 있는데, 이는 또한 하부 업/다운 전력 버튼(14)에 의해 하부 디지털 디스플레이상에 설정될 수 있다. 이러한 최초 실시예에서, 내부 회로는 핑거스위치 단극성 핸드피스(22) 또는 좌측 풋스위치 선택(38)이 활성화되는 때에, RF 전력이 단극성 핸드피스(22)의 전극에 공급될 수 있는 공지된 방식으로 제어된다. 하지만, 양극성 핸드피스(24)의 사용이 바람직한 때에, 풋스위치(28)의 우측 선택(40)이 눌러지며, 이에 의해 RF 전력을 양극성 핸드피스의 겸자 또는 양극성 커넥터(18)에 연결된 임의의 다른 양극성 핸드피스에 공급한다. 양극성 터보-헤모 동작에 대해, 중앙 풋스위치 버튼(42)이 제공된다. 후자는 항상 양극성 핸드피스(24)를 활성화한다. 소프트웨어 제어는, 단극성 핸드피스상의 핑거스위치들이 전극에 전력을 인가하는데 사용되도록 머신 모드가 선택되는 동안에(풋스위치 모드는 선택되지 않음), 단지 후자 또는 좌측 풋스위치만이 단극성 핸드피스에 전력을 인가하도록 사용될 수 있게 해준다. 이는 인가되는 단극성 핸드피스에 대해 선택된 전력이 양극성 핸드피스에 인가되는 것 및 양극성 핸드피스에 대해 선택된 전력이 단극성 핸드피스에 인가되는 것을 방지해준다. 반면에, 단극성 핸드피스의 사용이 의도되지 않으며, 풋스위치 모드가 선택되는 때에, 풋스위치는 우측 풋스위치 또는 중앙 버튼 스위치(42)를 누름으로써 양극성 핸드피스을 동작하는데 사용될 수 있다.

RF 회로의 일 형태 및 상기 내용을 달성하기 위한 그 동작이 도 2의 조합된 흐름도 및 블록도에서 예시된다. 좌측의 블록도(102 및 108)들은 바람직하게는 제 1의 4.0 및 제 2의 1.71 MHz 주파수 각각에서 RF 오실레이션들을 생성하는 두개의 독립적인, 종래의 RF 오실레이터들을 포함한다. 하기에서 더욱 상세히 설명되는 바와같이(도 6 참조), 종래의 프로그램된 마이크로제어기는 동작에 대해 4.0 MHz 오실레이터 또는 1.71 MHz 오실레이터를 선택하도록 소프트웨어 제어하에서 선택 신호를 생성한다. 전력 스위치가 활성화될 때, 오실레이터들 모두는 항상 온(on)되며, 마이크로제어기 선택은 제 1 또는 제 2 주파수들 중 어느 것이 출력되는지, 결과적으로 RF 반송파가 단극성 출력에서 제 1 주파수(4.0 MHz) 또는 양극성 출력에서 제 2 주파수(1.71 MHz) 인지를 결정한다. 이후에, RF 반송파의 처리는 프리-앰프를 통과하고, 종래의 변조기 스테이지에 입력됨으로써 '686 특허에서의 처리와 유사하게 처리된다. 또한, 변조기 스테이지로의 입력은 변조 신호이다. 언급된 변조들은 공지된 CUT, CUT/COAG, HEMO, BIPOLAR HEMO 모드들 및 새로운 BIPOLAR TURBO 모드에 사용되는 서로 다른 출력 파형들이다. 이들은 전형적으로 최대 평균 전력을 갖는 CUT-CW(전파 정류되고, 필터링된) 출력; CUT/COAG(전파 정류되었지만 필터링되지않은, 37.5 또는 75 Hz 레이트(rate)로 깊게 변조된(deeply modulated), 피크 전력에 대해 대략 70% 평균 비율의 포락선을 가짐); HEMO 및 양극성 HEMO(반파 정류되고 필터링되지않은, 37.5 또는 75 Hz 레이트(rate)로 깊게 변조된(deeply modulated), 피크 전력에 대해 대략 35% 평균 비율의 포락선을 가짐)이다. 하기에서 설명되는 바와같이, 높은 전력에서 작은 듀티 사이클을 갖는 새로운 형태의 변조, 소위 터보 모드 양극성이 포함된다. 이는 예를 들어, 매 26 밀리세컨드 마다 13 밀리세컨드 동안 발생하는 진폭 변조된 RF 에너지의 버스트이다. 이는 RF 버스트 전력이 최초 5 밀리세컨드 동안 점차적으로 증가하며, 3 밀리세컨드 동안 최대에서 머무르며, 최종 5 밀리세컨드 동안 전력이 점차적으로 감소하는 시퀀스이다. 이러한 새로운 전기수술 RF 모드에 대한 응용들은 하기에서 설명될 것이다. 본 발명은 이러한 수량들에 국한되지 않는다.

RF 전력 생성 회로는 그 내용들이 본원에서 참조로서 포함되는 미국특허 제 3,730,188호에서 설명되는 잘 알려진 튜브-타입으로 될 수 있는데, 이는 절단을 위해 전파-정류된, 필터링된 RF 전류, 절단 및 응고를 조합하기 위한 전파 정류된 전류, 및 응고를 위한 반파 정류된 전류를 발생시킬 수 있다. 대안적으로, RF 전력 생성 회로는 동일 종류의 파형들을 생성할 수 있는 잘 알려진 고체-상태 타입으로 될 수 있다. 기술분야의 당업자들은 제공된 설명으로부터 터보 모드 변조를 발생하는 방법을 알게 될 것이다. 이러한 회로들은 종래기술에서 잘 알려져 있기 때문에, RF 회로는 본 발명의 일부가 아니다. 이러한 경우에, RF 회로는 두개의 다른 동작 주파수들-바람직하게는 3.8 내지 4.0 MHz 범위의 제 1 고주파 (4.0Mhz가 바람직함) 및 1.7 내지 2.0 MHz 범위의 제 2 고주파-을 제공하는데, 이는 제 1 및 제 2 고주파의 두 배인 주파수에서 출력을 제공하는, 공지된 RF 생성기를 제공함으로써, 제 1 또는 제 2 주파수들 각각에서 듀얼 출력들을 획득하기 위한 일반적으로 공지된, 1/2 분할 회로(divide -by-two circuit)를 제공함으로써 쉽게 획득된다. 두 출력들은 개별적으로 증폭 및 처리되며, 스위치들의 활성화에 따라 콘솔의 출력 커넥터들에서 이용가능하게 된다. 본 발명의 양상들은 듀얼-주파수 출력 동작에 국한되지 않는다.

변조된 반송파는 생성된 이후에, 바이어스 신호에 의해 제어되는, 입력이 마이크로제어기의 제어하에서 전력 테스트 회로에 의해 안전을 위해 모니터링되는 전 력 증폭기, 표준 드라이버 및 트랜스포머를 통해 처리된다.

본 실시예에서, 상기 기기는 스위치 입력들을 제공하는 사용자에 의해 소프트웨어 제어된다. 소프트웨어 제어의 일 형태는 도 2에 도시된 흐름도에 의해 예시된다. 온-오프 스위치(30)가 토글 온(toggle on)되는 때에, 마이크로제어기(미도시)는 수동 동작들을 위해 블록(88)에 의해 표시되는 대기 상태에 위치된다. 수동 동작에 대해, 사용자에 의한 제 1 동작은 정면 패널상의 업/다운 토글 스위치들(11, 12) 중 하나를 선택하는 것이다. 만일 상부 스위치(11)가 활성화되는 경우에, 동작은 핑거스위치 핸드피스(22)에 의해 배타적으로 이루어질 것이다. 이 동작은 CUT와 CUT/COAG 모드들 중 어느 것이 선택되는지를 표시하기 위해 상부의 두 표시기들(34) 중 하나의 전등(light)을 활성화한다. 각 스위치 누름은 두 모드들 사이에서 동작을 토글한다. 부가적으로, 상위 디스플레이(44) 위의 활성 전등(36)은 턴온되며, 디스플레이는 전력 레벨 설정을 표시하기 위해 켜진다. 만일 다양한 헤모 모드들이 사용되는 경우에, 하위 업/다운 버튼(12)이 활성화되어, 하위 헤모 선택들(34) 사이에서 유사하게 토글하며, 선택된 모드 표시기(34)상의 전등을 활성화하고, 하위 디스플레이(46)상의 전등(36)을 활성화한다. 이러한 동작들은 다이아몬드 테스트 블록(92)에 의해 표시된다. 핑거스위치 핸드피스(22)는 모든 단극성 모드들에 대해 풋스위치 모드 선택과는 배타적으로, 개별적으로 동작한다. 이는 RF 전류들이 소켓들(16, 18) 중 하나에서 배타적으로, 항상 이용가능함을 보장한다. 블록(92)에서 어떠한 사용자 동작도 발생되지 않아 테스트되지 않은 경우에, CPU는 대기 상태로 복귀한다(94). 만일 선택이 이루어진 경우에(96), 프로세스는 테스트 블록(98)으로 진행하며, 여기서 하위 스위치(12)가 헤모 단극성 또는 양극성 모드들을 선택하였는지를 테스트한다. 만일 예(100)인 경우에, 1.7 MHz 반송파를 발생하는 회로가 블록(102)에서 선택되며, 프로세스는 우측 풋스위치(40)가 눌러졌는지를 테스트하는 테스트 블록(104)으로 진행하는데, 이는 1.7 MHz 전류들이 양극성 핸드피스 소켓(18)에서 이용가능하게 되는 유일한 방법이다. 만일 아니오(no)인 경우에, CPU는 대기 모드로 복귀하며(106); 만일 예(107)인 경우에, RF 에너지는 블록(86)에 의해 표시되는 양극성 핸드피스 소켓(22)에 공급된다. 유사한 시퀀스는 양극성 헤모 또는 양극성 터보가 선택되었는지를 결정한다. 이 선택들 각각은 출력에서 바람직한 전기수술 에너지를 공급하기 위해 어느 형태의 변조가 1.7 MHz 반송파에 추가되는지를 결정하는 소프트웨어 루틴을 제어한다.

테스트 블록(98)을 참조하면, 양극성이 선택되지 않은 것으로 응답하는 경우에, 4.0 MHz 반송파를 생성하는 회로가 블록(108)에서 선택되며, 프로세스는 절단 모드 선택이 이루어졌는지를 테스트하는 테스트 블록(110)으로 진행한다. 만일 예인 경우에, 4.0 MHz 반송파를 생성하는 회로는 블록(84)에 의해 표시되는 단극성 전력 출력 소켓(16)으로 향하게(direct) 된다. 만일 아니오인 경우에, 제어는 절단/응고 선택이 이루어졌는지를 테스트하는 테스트 블록(112)으로 진행한다. 만일 예인 경우에, 4.0 MHz 반송파는 블록(84)에 의해 표시되는 단극성 전력 출력 소켓으로 향하게 된다. 만일 아니오인 경우에, 프로세스는 테스트 블록(114)으로 진행한다. 만일 헤모 모드 선택이 이루어진 경우에, 4.0 MHz 반송파는 또한 블록(84)에 의해 표시되는 단극성 전력 출력 소켓으로 향하게 된다. 만일 어떠한 헤모 모드 선 택도 이루어지지 않은 경우에, 디폴트 출구(미도시)는 대기 모드로 되며, 어떠한 선택도 이루어지지 않았음을 사용자에게 표시하는 메시지가 디스플레이된다.

제 1 주요 동작 모드:

a. 우측 풋스위치(40)는 양극성 핸드피스(24)에만 제공될 수 있는 제 2의 하위 주파수 생성기(102)의 동작을 제어할 수 있으며, 좌측 풋스위치(38) 또는 핸드피스 핑거스위치는 단극성 핸드피스(22)에만 제공될 수 있는 제 1의 상위 주파수 생성기(108)의 동작을 제어하며, 이러한 방식으로, 외과의사는 하나 또는 다른 제어들에 대한 자신의 선택이 수술과정에서 자신이 하위 MHz 주파수를 사용하여 하는지 상위 MHz 주파수들을 사용하려 하는지를 결정한다는 것을 알 수 있으며, 이는 또한 대응하여 켜지는 전등들에 의해 디스플레이 패널상에 표시된다.

제 2 주요 동작 모드:

b. 핸드피스상의 어떠한 핑거스위치도 눌러지지 않은 경우에, 어느 한쪽의 핸드피스들에서 단극성 및 양극성 동작들 모두를 제어하는데 풋스위치가 사용될 수 있다. 소프트웨어는 풋스위치와 핑거스위치 둘 모두의 동시적인 동작을 배제한다.

제 3 주요 동작 모드:

모든 동작들이 정면 기기 패널(14)로부터 수동으로 제어될 수 있게 한다.

이러한 동작들에서, 접지판(26)은 항상 환자에 부착되며, 외과의사는 임의의 바람직한 단극성 또는 양극성 전기수술 과정을 수행할 수 있다. 단극성 및 양극성 핸드피스들 모두가 기기 콘솔(8)에 연결(plug in)되는 때에, 각각에 대해 바람직한 동작 조건들은 원하는 바와같이 사전설정될 수 있다. 이후에, 외과의사에 의해 선택되어 동작하는 어떠한 핸드피스라도, 사전설정된 전력 레벨에서 적절한 RF 전류들이 공급되는지를 자동으로 결정할 것이다. 따라서, 양극성 핸드피스가 선택되고, 풋스위치가 활성화되는 경우에, 양극성 핸드피스에는 사용자에 의해 마지막으로 선택된 전력 설정에서 1.7 MHz 전류들이 공급될 것이다. 반면에, 단극성 핸드피스가 선택되고, 핑거스위치(36)가 활성화되는 경우에, 단극성 핸드피스에는 사용자에 의해 마지막으로 선택된 전력 설정에서 4.0 MHz 전류들이 공급될 것이다. 이는 선입(first-come), 선-서비스(first-service) 방식으로 동작하는데, 이에 따라 단극성 핸드피스에 의해 절단하기 위한 CUT 모드를 사용하게 하며, 이후에 절단 동안에 노출된 임의의 출혈들을 폐쇄하기 위한 양극성 핸드피스에 의해 계속된다.

이제까지 설명한 사항은 종래 또는 표준 핸드피스들로 기기를 동작하는 여러 방식들이다. 본 발명의 추가의 특징에 따라, 수동 모드 동작 대신에 또는 수동 모드 동작에 추가하여, 자동 모드가 포함되는데, 이는 외과의사에 의해 수행되는 과정에 의하거나 과정에 대해 외과의사에 의해 선택되는 핸드피스에 의해 결정된다. 바람직하게는, 바람직한 모드는 지능형 핸드피스를 기기에 연결함으로써 선택된다. 이러한 핸드피스의 예들은 이전에 언급된 '514 특허의 도 4 내지 13과 관련하여 설명된다. 요약하면, 각 "스마트(smart)" 또는 전용 핸드피스는 내장 임피던스, 예를 들어 저항을 갖는데, 여기서 저항값은 '514 특허에서 상세히 설명되는 바와같이 감지되는 때에 시스템 유닛의 동작 모드를 선택하는데 사용될 수 있다. 또한, 표준 3-버튼 핸드피스에서 서로 다른 저항들의 동일한 사용은 바람직하게는 동작 모드와 관련된 3개의 버튼들 중 하나를 누름으로써 단극성 동작 모드들 중 하나를 선택하는데 이용된다. 본 발명의 개선된 시스템에서 예를 들어, EEPROM과 같은 내부 비휘발성 메모리를 이용할 것인데, 여기서 EEPROM은 핸드피스 또는 바람직하게는 시스템 유닛(8)에 포함된다. 만일 수술 과정 조건들의 변경이 필수적인 경우에, 종래기술에서 잘 알려진 바와같이 EEPROM이 외부적으로 재프로그램될 수 있다는 점에서, EEPROM은 이점을 갖는다.

이전에 설명된 동작에서, 사전설정 동작은 기기 내부의 비휘발성 메모리의 사용에 의해 쉽게 실시된다. EEPROM 및 마이크로제어기는 직접적인 방식으로 협력하며, 이에 따라 EEPROM은 메모리 위치에 워드 표시, 예를 들어 각 5개의 동작 모드들에 대한 최종 전력 설정을 저장한다. 기기가 처음으로 턴-온되는 때에, 이러한 저장된 워드들은 적절한 모드가 선택되는 때마다 검색될 수 있다. 따라서, 예를 들어 CUT 모드가 핑거스위치 핸드피스(22)에 의해 마지막으로 사용된 경우에, 외과의사에 의해 수동으로 선택된 전력 레벨은 EEPROM에 저장된다. 핑거스위치 핸드피스(22)가 CUT 모드에서 다시 사용되는 때에, 마지막 전력 설정을 표시하는 컴퓨터 워드가 검색되며, 이는 공지된 방식으로 제 1 주파수에 대한 전력 출력 증폭기 상의 전기적 바이어스를 조정하는데 사용되며, 이에 따라 이 전력 레벨이 선택되며, 그 값은 상위 디스플레이(44)상에 표시된다. 이는 하기에서 설명되는 바와같이 도 6에 도시된다. 만일 외과의사가 전력 레벨을 변경해야 하는 경우에, 새로운 전력 레벨이 EEPROM에 저장되며, 외과의사가 다른 모드로 스위칭하거나 기기를 끄는(shut down) 경우에, 변경된 전력은 보유되는데, 이는 이러한 모드가 다시 사용되는 때에 마지막 사용된 전력 레벨이 기기에 자동으로 설정되게 한다. 도 10의 (178)에 표시된 마이크로제어기와 EEPROM(182) 사이의 연결들은 도 10에서 개략적으로 도시된다. 이러한 특정 예시에서, EEPROM은 핸드피스(180) 내에 도시되지만, 바람직한 실시예는 EEPROM을 기기 콘솔(8)에 위치시킨다. 두 블록들은 블록(179)에 의해 표시되는 광학적 분리(optical isolation)에 의해 상호연결된다.

도 11은 선택된 모드 및 전력이 기기에 실제로 구현될 수 있는 방법을 개략적으로 도시한다. 시작점은 개시 블록(184)이다. 어떠한 핸드피스(본원에서, 종종 간략화를 위해 "프로브(probe)로서 지칭됨)도 기기에 연결되지 않았거나 구성되지 않은 경우에(186), 프로그램은 프로브가 연결되었는지를 체크하기 위해 블록(187)으로 분기한다. 만일 응답이 아니오인 경우에, 프로그램은 블록(187)으로 루프 복귀한다. 만일 응답이 예인 경우에, 시스템이 구성되어 있는지를 체크하기 위해 블록(188)으로 진행한다. 만일 응답이 아니오인 경우에, 프로그램의 제어하에서, 시스템 제어기(178)는 내부 EEPROM(182)에 액세스하며, EEPROM 설정들을 판독하며(189), 블록(190)에서 기기(시스템)를 정확한 모드 및 조건 설정들로 구성한다. 이후에, 프로그램은 블록(187)으로 복귀하며, 블록(188)으로 진행하며, 우측의 블록(192)으로 분기하는데, 여기서 블록(192)은 EEPROM 설정들에 기초하여, 바람직한 경우에 사용자에 동작 파라메터들의 디스플레이를 포함하는 동작을 허용한다.

판독 프로브 블록(189)에서, 마이크로제어기는 물리적으로 어떤 버튼들이 프로브상에 있는지 및 이들이 어떤 모드들을 개시하는지의 명료한 표시를 수신한다. 프로브는 유닛이 단지 하나 또는 일정 모드들에서 작동하도록 구성되며, 또한 전기수술 유닛이 각 허용 모드에서 단지 일정 범위의 전력을 발생하도록 구성될 수 있다. 게다가, 바람직한 경우에, 프로브 메모리(182)는 사용 기능들의 경과 시간 또는 사용 회수를 구현하는데 사용될 수 있다. 새로운 프로브는 신뢰성을 보유하기 위해 50회 사용 또는 100분의 사용으로 설정될 수 있다. 모드 및 조건-설정 기능들은 설명된 바와같이 프로브 혹은 핸드피스에, 전기수술 기기에 또는 이들 모두에 포함될 수 있다. 전기수술기기의 경우에서, 핸드피스 또는 풋스위치 누름이 특정 과정의 모드 및 조건들을 선택할 수 있는 다수의 다른 방식들이 있다. '514 특허에서 설명되는 바와같은 가장 단순한 방식은 다수의 다른 과정들에 대한 모드 및 동작 조건들을 포함하는 종래의 검색 테이블을 기기에 포함하는 것인데, 여기서 검색 테이블은 핸드피스로부터의 특정 제어 신호(키)에 응답하여, 전기수술기기를 정확한 모드 및 서브-모드로 자동으로 스위칭하며, 전력을 특정값에 자동으로 설정시키는, 외과의사의 정면 패널 스위치들의 활성화에 상응하는 서브루틴으로 향하게 한다.

또는, '813 특허에서 설명되는 바와같은 다른 예로서, 절단 모드 및 Cut 또는 Cut/Coag 서브-모드로 설정된 기기로 수행되는 수술 과정들에 적합한 핸드피스가 제공된다. 핸드피스는 내부에 공지된 블레이드 전극(blade electrode)을 포함하고 있다. 절단에 적합한 핸드피스는 핑거 스위치들 중 하나에 연결되는, 말하자면, 40 옴의 저항을 가지며, 따라서 이 핑거 스위치가 눌러지는 때에, 제어 신호는 마이크로제어기를 하우징하는 기기로 송신되며, 마이크로제어기는 이후에 요구되는 수술 과정에 대한 바람직한 전력 레벨을 설정하는 루틴을 활성화한다.

도 3 및 4는 과정 조건이 외과의사에 의해 사전선택될 수 있는 방법을 예시하는 흐름도이며, 여기서 EEPROM은 '514 특허의 도 9 내지 11에 개시 및 도시된 바와같이 마이크로제어기에 의해 액세스되는 때에 이미 조건-제어 전기 신호들을 시스템-유닛에 출력하도록 프로그램되어 있음을 가정한다. 상기 과정은 도 3의 상부에 도시된 개시 소프트웨어 모듈로 시작한다. 전력 스위치(32)가 스위칭 ON되는 때에(132), 블록(134)에 의해 표시되는 마이크로제어기는 휴면 또는 대기 상태로부터 기상한다. 프로그램 제어하에서, 이는 테스트 블록(140)에 의해 표시되는 절단 모드 및 절단/응고 모드 스위치(11)(도 1 참조)의 상태를 탐색한다. 만일 이 스위치가 눌러진 경우에(여기서, 핑거스위치 핸드피스상의 제 1 또는 제 2 핑거스위치가 눌러지는 때에 동일한 루틴이 실행됨), 프로세스는 블록(142)으로 진행되는데, 여기서 블록(142)은 시스템 유닛상의 키패드의 키들 중 하나로부터 새로운 입력을 기다리기 위해 모든 전력 레벨 설정들을 소거하도록 마이크로제어기(178)(도 10)에 신호한다(여기서, 키패드는 정면 버튼 스위치들(14)을 지칭한다). 그렇지 않은 경우에, 마이크로제어기는 바람직한 과정에 대한 동작 조건들 중 하나인 임의의 활성으로 저장된, 이전에-선택된 전력 레벨들을 판독한다(141). EEPROM에 저장된 프로그램은 판독되는 때에 종래의 방식으로 마이크로프로세서가 서브루틴을 실행하도록 명령하는데, 여기서 서브루틴은 시스템 유닛의 전력 레벨을 수행되는 과정에 대한 바람직한 값으로 설정하도록 적절한 신호들을 전력 레벨 활성화기(출력 증폭기들에 대한 바이어스-도 6 참조)에 출력한다. 외과의사가 수술 위치에 활성 전극을 인가하는 때에(이는 스위치가 동작하자마자 발생함), 마이크로프로세서에 의한 동작들은 외과의사의 이동(movement)들에 거의 순간적으로 비교되기 때문에, 바람직한 전력에서 선택된 전기수술 전류들은 환자에 인가된다.

외과의사가 전극들 또는 임의의 동작 조건들을 변경하기를 원하는 경우에, 키패드(150)에 키를 채울 수 있으며, 프로세스는 테스트 블록(152)으로 진행하는데, 여기서 테스트 블록(152)은 새로운 입력에 의해 표시되는 새로운 값과 EEPROM에 저장된 전력 레벨을 비교한다. 만일 이들이 동일한 경우에, 프로세스는 블록(154)으로 진행되는데, 여기서 블록(154)은 사용자로부터 임의의 새로운 명령들을 기다린다. 만일 입력값이 새로운 경우에, 새로운 값들은 현재 또는 미래의 사용을 위해 EEPROM의 동일한 또는 새로운 메모리 위치들에 저장된다(156).

도 6은 도 2의 흐름도에서 표시되는 출력 모드 제어기(60)가 마이크로제어기와 협력하여, 파형 생성기들을 활성화하는 동작을 개략적으로 예시하는데, 여기서 파형 생성기들은 변조 파형을 상술한 바와같이 마이크로제어기에 의해 인에이블되는 단극성 또는 양극성 출력에 송신한다.

요약하면, 본 발명의 기기에서, 통상적으로 3-버튼 핑거스위치 핸드피스는 3개의 단극성 모드들; CUT, CUT/COAG, HEMO을 제어하며, 트리플 풋스위치는 단극성 모드들뿐만 아니라 두 양극성 모드들; BIPOLAR HEMO 및 BIPOLAR TURBO를 제어한다. 따라서, 이들 두 부속물들은 사전설정된 출력 전력으로 임의의 바람직하게 선택된 동작 모드들을 제어 및 활성화할 수 있다.

일부 외과의사들이 풋스위치를 배타적으로 사용하는데 익숙해져 있기 때문에, 핸드피스상의 어떠한 핑거스위치 버튼들도 눌러지지 않는 경우에, 단극성 및 양극성 응용들 모두의 CUT 및 COAG 및 HEMO 모드들을 제어하는데 풋스위치가 사용 될 수 있다. 바람직한 예에서, 트리플 풋스위치의 컬러-코딩은 특히 이러한 모드의 동작에서 홀로 사용되는 때에 외과의사가 바람직한 동작을 선택하는 것을 도울 것이다.

각 기능(CUT, CUT/COAG, HEMO, BIPOLAR HEMO, 및 BIPOLAR TURBO)의 특수한 선택은 유닛의 정면 패널(14)상의 스위치들을 누름으로써 수동으로 선택될 수 있다. 하지만, BIPOLAR TURBO 모드의 경우에, 풋스위치의 중앙 버튼(42)은 이 기능을 제어하도록 설계된다. 중앙 버튼(42)은 임의의 수동 설정을 무표화하며, 항상 BIPOLAR TURBO 모드를 활성화한다.

디스플레이 상에서 볼 수 있는 유닛의 수동 설정들은 풋스위치가 활성화되는 때에 활성화되는 동작 모드 및 전력 조건이다. 모든 출력 파라메터들은 수술 동작 전에 조정될 수 있으며, 이는 동작 동안에 임의의 조정을 행하는 전기수술 생성기로 되돌아갈 필요를 없애준다. BIPOLAR TURBO 모드에 전용인 중앙 버튼(42)에 의하여, 출력은 또한 상위 레벨로 제어될 수 있다. 이는 양극성 겸자들이 통상적으로 사용된 핸드피스가 될 것임을 의미한다. 이는 출혈들이 즉시 제어될 수 있다는 매우 중요한 이점을 갖는다. 수술 동작 동안에 예상외로 발생할 수 있는 출혈들은 빠른 대처를 요구한다. 본 발명의 기기가 있으면, 도 1에 도시된 바와같이 유닛에 이미 연결된 양극성 겸자들에 의하여, 외과의사는 확신을 가지고 단순히 양극성 겸자들을 픽업(pick up)하여, 겸자 팁들을 출혈의 양 측상에 놓으며, 이후에 단순히 중앙 버튼(42)을 누르는데, 이는 출혈들을 폐쇄하는데 적절한 전기수술 전류들 레벨이 응고를 위해 출혈에 즉시 인가될 것임을 알기 때문이다.

3-버튼 핑거스위치 핸드피스에 의해, 동작 조건들은 항상 핸드피스의 내장 임피던스들에 의해 결정되며, 항상 단극성 전기수술 전류들을 사용한다. 각 3개의 버튼들은 정교한 과정들을 위한 3개의 모드들(CUT, CUT/COAG, 및 HEMO) 각각을 구현한다. 어떠한 활성화도 요구되지 않는다. 눌러진 버튼의 기능은 실제 출력 기능이 될 것이며; 이는 정면 디스플레이된 유닛 사전설정을 무시하지만, 적절한 표시기를 활성화한다. 바람직하게는, 핑거스위치 핸드피스로부터의 반응은 하기와 같다:

a) 제 1 핑거스위치 버튼을 누르면, CUT 모드를 활성화할 것이다;

b) 제 2 핑거스위치 버튼을 누르면, CUT/COAG 모드를 활성화할 것이다.

c) 제 3 핑거스위치 버튼을 누르면, HEMO 모드를 활성화할 것이다.

상기 기기는 도 1에 도시된 바와같이 통상적으로 각 제어기들(핸드피스/풋스위치)을 유닛에 직접 연결하는 케이블들과 함께 사용될 것이다. 하지만, 무선 원격 제어기들의 사용이 쉽게 획득될 수 있는데, 이는 TV들 및 VCR들과 같은 엔터테인먼트 장비들에서 널리 사용되는 잘 알려진 무선 원격 기술을 따른다. 이 경우에, 제어기들 각각에는 적외선(IR) 생성기 및 적절한 회로가 장착될 것이며, 이에 따라 핑거스위치 또는 풋스위치가 눌러지는 때에 고유하게-엔코딩된 IR 신호가 방출되는데, 여기서 IR 신호는 '514 특허에서 설명되는 바와같이 제어기가 케이블에 의해 연결되는 때에 발생되어 유닛에 전송된 신호와 동일하거나 적합한 IR 센서에 의한 검출 이후에 유닛에 의해 상기 전송 신호로 복호가능한 신호이다. 풋스위치(80)를 사용한 이러한 동작을 표시하는 블록도가 도 6의 블록(64)에 의해 표시되는 센서를 갖는 도 7에서 도시된다. 핸드피스는 도 7의 블록도(87)에 의해 표시된다. 동작은 직접적이며, 모든 내부(intra)- 및 상호(inter)-연결 회로는 종래기술에서 잘 알려져 있다. 요약하면:

1. 풋스위치 및 핑거스위치 제어기들(82) 모두는 각 특정 스위치에 대응하는 표준의 내장된 전자 구성요소들, 케이블 또는 무선 원격 제어기를 가질 수 있다.

2. 전자 센서(64)는 입력-우선, 서비스-우선 방식으로 이 제어 스위치들로부터 IR 신호를 픽업한다.

3. 센서(64)는 적절한 동작을 요구하기 위해 IR-디코딩된 전기 신호를 마이크로프로세서(178)로 송신한다.

4. 마이크로프로세서(178)는 수신 전기 신호로부터 동작 모드를 결정한다.

5. 결정된 동작 모드는 입력되며, 파형 생성기(62)가 선택된 모드에 대한 적절한 파형을 트리거링하게 한다.

6. 바람직한 파형은 출력 모드 제어기(60)로 송신되는데, 여기서 적절한 4.0 또는 1.7 MHz 반송파와 혼합되고, 제어 스위치로부터의 선택을 만족하기 위해 대응 출력 단자(16 또는 18)로 포워딩된다.

상기 예는 단지 바람직한 예시에 불과하며, 시스템 유닛의 동작 조건들을 표시하는 정보를 저장하고 액세스하는 다른 방법들이 이용될 수 있다. 전력 레벨들 외에, 어떠한 과잉 절단(over cutting) 또는 발열(heating)이 부주의하게 발생하지 않음을 보장하기 위해 바람직한 과정에 대한 보호 시간 한계를 자동으로 설정하는데에 유사한 방식이 사용될 수 있다.

다른 안전 설비들이 본 발명의 시스템에 포함된다. 하나의 이러한 서브루틴이 도 5에 도시된다. 만일 중성 연결(neutral connection)(30)이 실패하는 경우에, 예를 들어 플러그가 소켓(24)에 놓여져 있지 않거나 환자와의 접촉이 실패하는 경우에, 환자에게 해를 끼칠 수 있는 문제가 발생할 수 있다. 본 발명의 기기는 오작동에 대해 경고하는 안전 시스템을 제공한다. 임피던스 모니터와 같은 센서가 중성 회로(neutral circuit)에 연결된다. 측정된 임피던스가 안전값을 초과하는 경우에, 경보 상태를 표시하는 신호는 경보 상태가 발생하였는지를 먼저 테스트하는(70) 루틴을 호출하는 마이크로제어기(178)로 송신된다. 만일 아니오(no)인 경우에, 루틴은 종결하며, 과정은 재개될 수 있다. 만일 예(yes)인 경우에, 루틴은 콘솔(8)의 스피커 증폭기(76)와 볼륨 제어(78)를 통해 스피커(74)를 상위 레벨로 설정하기 위해 블록(72)으로 분기한다. 소리의 증가는, 무엇인가가 잘못되어있다는 것을 외과의사에게 경보해주며, 수술 과정의 진행 전에 상기 유닛이 부적절한 연결들에 대해 조사될 수 있다.

도 8은 저항들 및 표준 3-단자 출력의 바람직한 형태에서 3개의 버튼들 및 2개의 내부 임피던스들이 제공되는 '514 특허로부터의 핸드피스의 내부 구성을 예로서 도시하며, 도 9는 3 내부 임피던스들, 내부 비휘발성 메모리, 예를 들어 콘솔(8) 내에 있는 EEPROM, 및 5-단자 출력을 갖는 4-버튼 핸드피스의 개략도이다. 도 9는 또한 제 4 버튼 및 제 3 저항을 단순히 무시하거나 제거함으로써 3-버튼 핸드피스를 예시할 수 있다. 도 8은 정면에 있는 전극 홀더(158), 3개의 핑거스위치들(162, 164, 166), 두 저항들(168, 169), 및 3-단자 커넥터(미도시)에서 종료하는 후방에서 케이블 홀더(170)를 포함하는 하나의 가능한 내부 구성을 보여주기 위해 하우징을 생략하였다. PC 보드들(172, 173)은 또한 필요한 경우에 도시되는 바와같이 하부에 장착될 수 있다.

도 9는 저항들의 형태로 3개의 임피던스들(R1 내지 R3)을 갖는 4-버튼 핸드피스(SW1 내지 SW4)에 대한 하나의 가능한 개략도이다. 본 실시예에서, 5-단자 커넥터(174)가 제공되는데, 이는 설명한 바와같이 내부 또는 외부 EEPROM(176)에 연결들을 제공할 뿐만 아니라 수용될 수 있는 제어 신호들의 개수를 증가시킨다. 본 발명은 핑거 스위치들 및 EEPROM에 대한 개별 연결들에 국한되지 않는다. 시계에서 사용되는 마이크로프로세서에서 잘 알려진 바와같이, 동일 버튼 또는 키는 마이크로프로세서-감지(sense) 다중 버튼 누름을 가짐으로써, 예를 들어, 기능(A)을 하나의 키 누름에, 기능(B)을 동일 키의 두 번 빠른 누름에 관련시킴으로써 서로 다른 기능들에 대해 사용될 수 있으며, 동일 방식이 본 발명에서 사용될 수 있지만, 상기 예시된 구성이 바람직하다.

바람직한 실시예는 모드 선택 저항들(168, 169) 각각에 대해 100/150 옴 저항들을 사용한다. 예를 들어, 핑거스위치(162)가 닫혀지는 때에 상위 두 단자들에 확립된 대략 70 mA의 AC 전류가 설정되고, 대신 핑거스위치(164, 166) 각각이 닫혀지는 때에, 직렬 저항(168, 169) 각각의 도입은 DC 전류를 각각 대략 3 mA, 2 mA로 감소시킨다. 이러한 차이는 검출되기에 충분하며, 증폭 또는 디지털화되었을 때에 마이크로제어기를 제어하는데 사용될 수 있다. 하지만, 저항 선택은 사용된 마이크로제어기 타입과 마이크로제어기와 핸드피스 사이의 회로 구성요소들을 포함하는 다수의 인자들에 의존함이 기술분야의 당업자들에게 자명할 것이며, 다른 저항값들이 다른 회로들에 적절할 것이고, 본 발명의 범주 내에 드는 것이다.

마이크로제어기의 핸드피스에 대한 인터페이스 구성을 예시하는 블록도가 도 10에 도시된다. 여기서, 마이크로제어기(178)는 종래 광학적 분리(179)를 통해 핸드피스(180)에 연결된다. 마이크로제어기(178)는 직렬 프로토콜을 통해 핸드피스(180) 또는 기기 내부에 포함된 EEPROM(182)과 통신할 수 있다. 광학적 분리는 기기의 출력이 활성인 동안에 발생된 RF 잡음으로부터 프로세서(178)를 보호하는데에 바람직하다. 핸드피스의 메모리(182)는 핸드피스가 다양한 구성 및 동작 정보를 저장하게 하도록 프로세서(178)에 의해 판독 및 기록될 수 있다.

본 발명은 저항들에 국한되지 않는데, 이는 하나 또는 다른 핑거스위치의 활성하에서 DC 또는 AC 전류 레벨을 충분히 변경할 수 있는 다른 작은 크기의 임피던스들로 대체할 수 있기 때문이다.

바람직한 동작 모드가 1 MHz를 초과하는 주파수 범위에서 RF 전력을 포함하지만은(1.7 내지 4 MHz가 바람직함), 본 발명은 이에 국한되지 않으며, 전기수술 과정들에 대한 다른 주파수 범위들이 또한 본 발명의 범주 내에서 고려된다.

지금까지 설명된 내용은, 신규한 구성의 핸드피스가 정확한 모드의 RF 동작 전류들을 핸드피스에 제공하기 위해 전기수술기기를 제어하는 마이크로제어기를 동작시키는 제어 신호를 생성하는데에 사용될 수 있는 방법이다. 마이크로컴퓨터에 대한 기호(ｕC)는 또한 본원에서 마이크로제어기 또는 마이크로프로세서(이 용어들은 교환적으로 사용됨)를 나타내는데 사용되며, 둘 모두의 상업적 실시예들은 모든 실용적인 목적을 위해 통상의 방식으로 프로그램을 저장하는 ROM을 포함하는 동일 연산 요소들을 포함한다. 핸드피스의 3개의 버튼들은 다른 동작 모드들을 선택하는데에 사용되지만, 본 발명은 3개의 버튼 핸드피스들에 국한되지 않으며, 또한 하나 이상의 추가 버튼들을 갖는 핸드피스들을 포함한다.

선택된 모드, 전력 및 시간이 기기에서 실제로 구현될 수 있는 방법의 추가 예는 도 11의 흐름도에 의해 예시된다. 핸드피스는 기억 또는 설정 모드들 및 전력 레벨들에 국한되지 않으며, 상술한 기능을 제공하기 위해 로컬 전기수술기기와 협력해야 한다. 이는 2개 또는 버튼이 없는 표준 핸드피스와 함께 작동할 것이다. 이 기능들의 일부는 도 11의 흐름도에 예시된다. 시작점은 개시 블록(184)이다. 어떠한 핸드피스(본원에서, 간략성을 위해 종종 "프로브"로서 지칭됨)도 기기에 연결되지 않거나 구성되지 않은 경우에(186), 프로그램은 프로브가 연결되었는지를 체크하기 위해 블록(187)으로 분기한다. 만일 응답이 아니오인 경우에, 프로그램은 블록(187)으로 루프 복귀한다. 만일 응답이 예인 경우에, 프로그램은 시스템이 구성되었는지를 체크하기 위해 블록(188)으로 진행한다. 만일 응답이 아니오인 경우에, 프로그램 제어하에서, 시스템 제어기(178)는 EEPROM(182)에 액세스하며, EEPROM 설정들을 판독하며(189), 블록(190)에서 기기(시스템)를 정확한 모드 및 조건 설정들로 구성한다. 프로그램은 블록(187)으로 복귀하며, 블록(188)으로 진행하며, 우측의 블록(192)으로 분기하는데, 여기서 블록(192)은 EEPROM 설정들에 기초하여 사용자에 대한 동작 파라메터들의 디스플레이를 포함하는 동작을 허용한다.

판독 프로브 블록(189)에서, 마이크로제어기는 물리적으로 어떤 버튼들이 프로브상에 있는지 및 이들이 어떤 모드들을 개시하는지의 명료한 표시를 수신한다. 프로브는 유닛이 단지 하나 또는 일정 모드들에서 작동하도록 구성되며, 또한 전기수술 유닛이 각 허용 모드에서 단지 일정 범위의 전력을 발생하도록 구성될 수 있다. 게다가, 프로브 메모리(182)는 사용 기능들의 경과 시간 또는 사용 회수를 구현하는데 사용될 수 있다. 새로운 프로브는 신뢰성을 보유하기 위해 50회 사용 또는 100분의 사용으로 설정될 수 있다. 프로브가 사용 횟수/사용 시간을 다 써버린 경우에, 상기 프로브는 충전(recharge)(재프로그램(reprogram))되거나 버려질 수 있다. 프로브는 전형적으로 상기 정보를 정의하기 위해 공장-구성으로 되어 있다. 상기 기기는 프로브 데이터를 판독하고, 자체로 구성된다. 핸드피스를 기기에 인터페이스하는데 사용되는 하드웨어는 상기 도 1 내지 10과 관련하여 설명된 것과 동일하다.

모드 및 조건-설정 기능들은 설명된 바와같이 프로브 혹은 핸드피스에, 전기수술 기기에 또는 이들 모두에 포함될 수 있다. 전기수술기기의 경우에서, 다수의 다른 방식들이 있는데, 여기서 핸드피스 키 누름 또는 2회의 키 누름이 특정 과정의 모드 및 조건들을 선택할 수 있다. 하나의 방식은 다수의 다른 과정들에 대한 모드 및 동작 조건들을 포함하는 종래의 검색 테이블을 기기에 포함하는 것인데, 여기서 검색 테이블은 핸드피스로부터의 특정 제어 신호(키)에 응답하여, 전기수술기기를 정확한 모드 및 서브-모드로 자동으로 스위칭하며, 전력을 특정 값 또는 환자에게 해를 가하지 않을 특정 범위의 값들로 자동적으로 설정하는, 외과의사의 정면 패널 스위치들의 활성화에 상응하는 서브루틴으로 향하게 한다. 타이머가 또한 전기수술기기에 포함될 수 있으며, 이에 따라 기기의 ON 타임은 이러한 과정을 겪고 있는 환자에 대한 전기수술 전류들의 인가에 대한 최대 시간을 초과하지 않게 된다. 일 예로서, 절단 모드 및 Cut 또는 Cut/Coag 서브-모드로 설정된 기기로 수행되는 수술 과정들에 적합한 핸드피스가 제공된다. 핸드피스는 그 내부에 공지된 블레이드 전극을 포함하고 있다. 많은 절단 과정들에 대해, 조직 절개에 대한 전형적인 전력 설정은 예를 들어 10 와트이며, 전형적인 절단 지속기간은 거의 10초를 초과하지 않는다. 절단에 적합한 핸드피스는 예를 들어 제 2 핑거 스위치에 연결된 40옴 저항 및 제 3 핑거 스위치에 연결된 30 옴 저항을 갖는다. 따라서, 제 2 핑거 스위치가 눌러지는 때에, 말하자면 20 mA의 제어 신호는 마이크로제어기를 하우징하는 기기로 송신되며, 제 3 핑거 스위치가 눌러지는 때에, 30 mA의 제어 신호는 마이크로제어기를 하우징하는 기기로 송신된다.

모드 선택 및 전력 설정들은 도 1 내지 11과 관련하여 설명되는 원리들 및 회로를 사용한 직접적인 구현이다. 검색 테이블은 각각이 기록을 고유하게 식별하는 식별 키를 포함하는 기록들 세트로서 데이터베이스의 예이다. 본원에 포함된 비교적 작은 데이터베이스에서, 이는 임의의 기록이 기록을 출력하는 식별 키를 입력함으로써 쉽게 액세스될 수 있는 무순서의 리스트로서 구현될 수 있다. 여기서 키는 특정 키 누름에 의해 발생된, 디지털 숫자로 변환된 제어 신호이며, 출력된 기록은 예를 들어, 디지털 워드가 될 수 있는데, 여기서 디지털 워드의 개별 비트들 또는 비트들의 조합은 모드, 서브-모드 또는 모드 조건을 나타낸다(하기에서 설명된다). 대안적으로, 데이터베이스는 식별 키들에 의해 색인되는 기록들의 테이블로서, 1차원 테이블 또는 기록들의 리스트로서 구현될 수 있다. 어느 경우에서나, 입력된 키는 고유의 출력 기록을 생성한다. 키들의 입력하에서 기록들의 출력을 수행하는 특정 방식은 본 발명의 일부가 아니며, 종래기술에서 잘 알려져 있다.

바람직하게도, 사용자에게 현재 모드 및 출력 설정을 알리기 위해, 디스플레이 패널상에 사전-설정된 기능을 디스플레이하는 기기에 의해 선택이 이루어진 이후에, 선택된 기능은 의사에게 확인된다.

본 발명의 기기를 사용하는 방식을 요약하면 다음과 같다.

1. 5개 모드의 전기수술 전류들이 패널 면상에 디스플레이되는데, 이들 각각은 모드 선택 스위치들(11, 12) 중 하나를 누르는 사용자에 의해 선택될 수 있다.

2. 유닛이 턴-온되는 때에, 도 3에 의해 표시되는 루틴이 실행된다. 만일 어느 모드 선택 스위치도 눌러지지 않은 경우에, 현재 저장된 EEPROM 전력 레벨이 판독된다. 유닛이 사용되는 때에, 마지막으로 사용된 동일한 핸드피스 또는 풋스위치가 있으면, 동일의 사전설정된-현재 전력 레벨이 전달된다.

3. 스위치들 중 하나가 눌러지는 경우에, 저장 전력 레벨은 소거되며, 유닛은 사용자에 의한 다른 동작을 기다린다. 키패드 값이 입력되는 때에(업/다운 스위치들(14) 중 하나가 눌러지는 때에), 도 4에 의해 표시되는 루틴이 실행된다. 임의의 새로운 데이터가 이 특정 모드에 대해 저장된다.

4. 사용자는 5개의 동작 모드들 각각에 대한 단계들의 시퀀스를 반복할 수 있으며, 이에 따라 모드들 각각에 대한 다른 동작 전력 레벨들이 EEPROM에 저장되며, 수술 과정이 시작되기 이전에 기기에 사전설정된다.

5. 사용자는 3-버튼 핑거스위치 핸드피스(22)를 픽업 및 사용할 수 있다. 3 버튼들 각각은 마이크로제어기에 신호를 입력시키기 위해 배선(hard wiring)을 통해 연결되는데, 이는 사전설정 전력 레벨로 특정 파형을 생성하여 전극에 전달할 수 있음을 의미한다. 따라서, 제 1 버튼은 단극성 CUT 모드에 대해 사용될 수 있으며, 제 2 버튼은 단극성 CUT/COAG 모드에 대해 사용될 수 있으며, 제 3 버튼은 단극성 HEMO 모드에 대해 사용될 수 있다. 모드가 이러한 방식으로 선택되는 때에, 대응 전등이 정면 패널 디스플레이(34)상에서 켜진다. 사용자가 대신에 좌측 풋스위치(38)를 누르고, CUT 모드 또는 CUT/COAG 모드가 풋스위치가 눌러지는 시간에 어느 대응 전등들이 정면 패널 디스플레이들(34) 상에서 켜지는지에 의존하여 자신의 각 사전설정 전력 레벨들에서 선택되는 때에, 유사한 결과가 적용될 것이다. 단극성 핸드피스(22)상의 핑거스위치들이 모드를 결정하는 반면에, 사용자는 풋스위치로 정면 패널로부터 동작 모드를 선택한다.

6. 만일 사용자가 정면 패널로부터 양극성 HEMO 모드를 선택한 이후에 양극성 핸드피스(24)를 픽업 및 사용한 경우에, 양극성 HEMO 모드만이 선택되며, 마이크로제어기는 사전설정 전력 레벨로 HEMO 파형-변조된 반송파를 생성하여 전극에 전달할 것이다. 사용자가 대신에 우측 풋스위치(40)를 누르는 때에 동일한 결과가 발생한다.

7. 마지막으로, 만일 사용자가 중앙 풋스위치(42)를 누르는 경우에, 양극성TURBO 모드가 자신의 사전설정 전력 레벨에서 선택되며, 대응 전등이 정면 패널 디스플레이들(34) 상에서 켜진다.

본 출원에서 설명되고 청구된 기기는 적어도 하기의 방식들로, 두개의 참조된 특허들에서 설명된 기기와 특히 다르다:

1. 단극성 출력 커넥터에 연결된 임의의 전극은 항상 고주파 단극성 전기수술 전류들만을 수신한다,

2. 양극성 출력 커넥터에 연결된 임의의 전극은 저주파 양극성 전기수술 전류들만을 수신할 수 있다.

3. 핑거스위치 핸드피스상의 핑거스위치들은 절단, 절단/응고 및 헤모 단극성 전기수술 전류들을 활성화할 수 있다.

4. 트리플 풋스위치상의 풋스위치는 절단, 절단/응고 및 헤모 단극성, 전기수술 전류들을 제어할 수 있다.

5. 트리플 풋스위치상의 풋스위치는 양극성출력 커넥터로 향하게 되는 응고를 위한 저주파, 저전력 양극성 전기수술 전류들을 제어할 수 있다.

6. 트리플 풋스위치상의 풋스위치는 양극성 출력 커넥터로 향하게 되는 저주파, 고전력 양극성 TURBO 모드 전기수술 전류들을 제어할 수 있다.

7. 동작 전력 레벨들은 각 동작 모드들에 대해 기기에 사전설정될 수 있으며, 기기는 각 모드에 대해 마지막-사용된 전력 레벨을 기억할 수 있다.

8. 양극성 TURBO로 불리는 새로운 전기수술 전류가 도입되는데, 이는 양극성 HEMO보다 높은 전력 출력을 갖지만, 보다 작은 듀티 사이클을 가지며, 이는 점차적으로 증가하다가 감소하는 진폭-변조된 1.7 MHz 반송파 버스트를 사용한다. 이는 즉각적인 지혈이 요구되는 복부 성형수술과 같은 큰 출혈이 존재하는 외과적 수술에서 중요하다. 양극성 HEMO는 출혈 제어가 필수적이며, 중요한 해부가 곧 있게 되는 많은 수술들에 대해 유용하다. 그 예는 안면 신경의 손상 없는 안면 인대의 절 단이 중요한 안면 성형 절개 및 안면 해부 내의 출혈이 될 것이다.

9. 증가된 RF 출력 전력은 기기가 단극성 및 양극성 모드들 모두에서 큰 출혈 및 상당한 섬유 조직에 대처하게 한다. 큰 피부, 근육, 및 섬유 지방 조직에 대처함에 있어서, 출혈들에 대한 즉각적이고도 확실한 지혈 및 한 층씩 절개, 절단 및 해부할 수 있는 원활하고 효율적인 성능이 매우 중요하다. 조직의 괴사(necrosis) 및 피부판(flap)의 수축을 피하는데에 추가의 전력 와트량(wattage)이 중요하며 필수적이다.

본 발명이 바람직한 실시예들과 관련하여 설명되었지만은, 상기에서 설명한 원리들 내에서의 발명의 변형들이 기술분야의 당업자에게 자명할 것이므로, 본 발명은 바람직한 실시예에 국한되지 않으며, 이러한 변형들을 포괄하도록 의도된다.

Claims

복수의 동작 모드들 및 상기 동작 모드들 각각에 관련된 적어도 하나의 동작 조건을 갖는 전기수술기기(electrosurgical instrument)에 있어서,

(a) 단극성(monopolar) 출력 커넥터와 양극성(bipolar) 출력 커넥터를 구비한 콘솔 유닛(console unit)과;

(b) 선택된 파형들에 의해 각각 선택적으로 변조되는 제 1 RF 전기수술 전류(elctrosurgical currents) 및 제 2 RF 전기수술 전류를 발생시키기 위한 상기 콘솔 유닛 내의 회로와;

(c) 상기 전기수술기기의 양극성 출력 커넥터에 연결되는 양극성 핸드피스(handpiece)와;

(d) 기기 제어기를 포함하며;

여기서, 상기 기기 제어기는,

ⅰ) 상기 전기수술기기의 단극성 출력 커넥터에 연결되는 단극성 핑거스위치 핸드피스와, 그리고

ⅱ) 상기 전기수술기기에 연결되는 풋스위치를 포함하며,

상기 전기수술기기는,

(e) 상기 동작 조건을 나타내는 정보를 저장하기 위한 비휘발성 메모리와;

(f) 상기 핑거스위치 핸드피스 및 상기 풋스위치는, 상기 제1 RF 전기수술 전류 및 상기 제2 RF 전기수술 전류를 발생시키기 위하여 상기 회로를 활성화(activation)하도록 동작될 때 연결되며,

(g) 상기 동작 모드들 중 적어도 몇몇 동작 모드들에 대한 동작 조건들을 나타내는 정보를 상기 메모리에 사전설정(preset)하기 위하여 상기 콘솔에 연결되는 수단과;

(h) 상기 기기 제어기들 중 하나의 동작에 응답하여, 동작되는 제어기에 관련된 동작 조건을 나타내는 저장된 정보를 검색함과 아울러 상기 동작되는 제어기에 대한 상기 동작 조건을 설정하기 위한 전자 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기수술기기.
제 1항에 있어서, 상기 (h)의 전자 수단은 소프트웨어를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기수술기기.
제 1항에 있어서, 상기 (g)의 수단은 상기 콘솔 상의 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기수술기기.
제 3항에 있어서, 상기 제어 수단은 동작 모드를 선택하기 위한 상기 콘솔 상의 수단, 및 선택된 동작 모드의 전력 레벨을 조정하기 위한 상기 콘솔 상의 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기수술기기.
제 1항에 있어서, 상기 동작 모드들은 3개의 단극성 모드들(unipolar modes) 및 2개의 양극성 모드들(bipolar modes)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기수술기기.
제 5항에 있어서, 상기 핑거스위치 핸드피스는 3개의 동작 버튼들을 구비하며, 상기 3개의 동작 버튼들 각각은 상기 단극성 모드들 중 하나를 선택하고 활성화하기 위해 상기 콘솔에 연결되는 것을 특징으로 하는 전기수술기기.
제 5항에 있어서, 상기 풋스위치는 3개의 동작 포지션들(three operating positions)을 가지며, 상기 3개의 동작 포지션들 각각은 상기 단극성 및 양극성 모드들 중 하나를 선택 및 활성화하기 위해 상기 콘솔에 연결되는 것을 특징으로 하는 전기수술기기.
제 1항에 있어서, 상기 핑거스위치 핸드피스는 제 1, 제 2 및 제 3 동작 버튼들을 포함하며, 상기 풋스위치는 상기 전기수술기기에 연결되는 제 1, 제 2, 및 제 3 스위치들을 포함하며, 상기 전자 수단은,

ⅰ) 상기 제 1 핑거스위치 버튼의 활성화에 응답하여, 상기 제 1의 RF 전기수술 전류들을 상기 단극성 출력 커넥터로 향하게(direct) 하며;

ⅱ) 상기 제 2의 핑거스위치 버튼의 활성화에 응답하여, 상기 제 1의 RF 전기수술 전류들을 상기 단극성 출력 커넥터로 향하게 하며;

ⅲ) 상기 제 3의 핑거스위치 버튼의 활성화에 응답하여, 상기 제 1의 RF 전기수술 전류들을 상기 단극성 출력 커넥터로 향하게 하며;

iv) 상기 제 1의 풋스위치 스위치의 활성화에 응답하여, 상기 제 1의 RF 전기수술 전류들을 상기 단극성 출력 커넥터로 향하게 하며;

v) 상기 제 2의 풋스위치 스위치의 활성화에 응답하여, 상기 제 2의 RF 전기수술 전류들을 상기 양극성 출력 커넥터로 향하게 하며;

vi) 상기 제 3의 풋스위치의 활성화에 응답하여, 상기 제 2의 RF 전기수술 전류들을 상기 양극성 출력 커넥터로 향하게 하는 소프트웨어를 상기 전기수술기기 내에 포함하며,

이에 따라, 상기 제 1 RF 전기수술 전류는 항상 상기 단극성 출력 커넥터로 향하게 되고 상기 제 2 RF 전기 수술 전류는 항상 상기 양극성 출력 커넥터로 향하게 되나, 선택적으로 변조되도록 된 것을 특징으로 하는 전기수술기기.
제 8항에 있어서, 상기 기기 제어기 핸드피스 또는 풋스위치의 동작에 응답하여, 동작되는 제어기에 관련된 동작 조건을 나타내는 저장된 정보를 검색함과 아울러 상기 동작되는 제어기에 대한 상기 동작 조건을 설정하기 위한 소프트웨어를 포함하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기수술기기.
제 9항에 있어서, 상기 동작 모드들은 단극성 CUT, CUT/COAG, 및 HEMO 모드들과 2개의 양극성 HEMO 모드들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기수술기기.
제 1항의 전기수술기기를 동작하는 방법에 있어서,

A. 상기 전기수술기기를 턴 온(ON)한 후에, 상기 동작 모드들 중 적어도 몇몇 동작 모드들에 대한에 전력 레벨을 나타내는 정보를 상기 메모리에 사전설정(preset)하기 위하여, 상기 콘솔 상의 상기 스위치 수단을 동작하는 단계와; 그리고

B. 상기 메모리 내에 사전설정된 전력 레벨에서 상기 동작 모드들 중 하나를 포함하는 수술 과정을 수행하기 위해 상기 핸드피스들 중 하나를 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기수술기기 동작 방법.
제 11항에 있어서, 상기 전기수술기기는 마지막으로 사용된 동작 모드(last-used operating mode)에 대한 마지막으로 사용된 전력 레벨(last-used power level)을 상기 메모리 내에 저장하기 위한 수단을 포함하며, 단계(B)를 수행하기 전에, 상기 마지막으로 사용된 동작 모드에 대한 상기 메모리의 사전설정된 전력 레벨을 변경하기 위해 상기 콘솔 스위치들을 사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기수술기기 동작 방법.
제 1항에 있어서, 상기 제 1 RF 전기수술 전류의 주파수는 상기 제 2의 RF 전기수술 전류 주파수보다 높은 것을 특징으로 하는 전기수술기기.
제 13항에 있어서, 상기 RF 전기수술 전류의 주파수는 1 내지 4 MHz 범위에 있는 것을 특징으로 하는 전기수술기기.
제 14항에 있어서, 상기 제 1 RF 전기수술 전류의 주파수는 4 MHz이며, 상기 제 2 RF 전기수술 전류 주파수는 1.7 MHz인 것을 특징으로 하는 전기수술기기.