受動電圧固定を有する電流給電プッシュプルコンバータ
【課題】電流源タイプの挙動を有する無線周波数（ＲＦ）出力を有する電気外科手術システムを提供すること。
【解決手段】電流源タイプの挙動を有する無線周波数（ＲＦ）エネルギーを出力するように構成される電気外科手術発電機であって、発電機は、電圧源と、少なくとも１つのスイッチと、インダクタとを有するバックコンバータと、ＲＦエネルギーを出力するように構成されるＲＦステージと、ＲＦエネルギーの少なくとも１つのパラメータを測定するように構成されるセンサ回路と、センサ回路から該測定されたパラメータを受信し、測定されたパラメータに基づいて電気外科手術発電機の出力を制御するように構成されるコントローラとを備えている、発電機。
【解決手段】電流源タイプの挙動を有する無線周波数（ＲＦ）エネルギーを出力するように構成される電気外科手術発電機であって、発電機は、電圧源と、少なくとも１つのスイッチと、インダクタとを有するバックコンバータと、ＲＦエネルギーを出力するように構成されるＲＦステージと、ＲＦエネルギーの少なくとも１つのパラメータを測定するように構成されるセンサ回路と、センサ回路から該測定されたパラメータを受信し、測定されたパラメータに基づいて電気外科手術発電機の出力を制御するように構成されるコントローラとを備えている、発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（背景）
（１．技術分野）
本開示は、電気外科手術システムに関し、より詳細には電流源タイプの挙動を有する無線周波数（ＲＦ）出力を有する電気外科手術システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
（２．関連技術の説明）
患者の組織に電気エネルギーを送達するために、外科手術処置において電気外科手術発電機が用いられる。電極が発電機に接続された場合、電極は、高周波数電気エネルギーを用いて患者の組織を切断するか、凝固させるかまたは密閉するために用いられ得る。通常の動作中、発電機からの交流電流は、患者の組織および体液を通過することによって、アクティブ電極とリターン電極との間に流れる。
【０００３】
電気エネルギーは、通常、組織を切断するか、凝固させるかまたは密閉する、電気エネルギーの能力を高めるように形成された波形を有する。異なる波形は発電機の動作の異なるモードに対応し、各モードは様々な手術上の利点を外科医に与える。モードは、切断、凝固、それらの混合、乾燥、または噴霧を含み得る。外科手術処置が進行するにつれ、外科医は手術の異なるモードを容易に選択し変更し得る。
【０００４】
手術の各モードにおいて、患者に送達される電気外科手術電力は、所望の外科手術効果を達成するために調節される。必要以上の電気外科手術電力を適用することは、結果として組織の破壊をもたらし、治癒を長引かせる。所望の量以下の電気外科手術電力を適用することは外科手術処置を妨げる。従って、治療中の組織のタイプに関して電気外科手術発電機からの出力エネルギーを制御することが望ましい。
【０００５】
外科手術処置が進行するにつれ、異なる種類の組織に遭遇し、各固有の組織は、頻繁に変化する組織インピーダンスの関数として多いかまたは少ない電力を必要とする。異なる種類の組織および体液と遭遇すると、インピーダンスは変化し、出力電力の外科手術制御の応答時間は、外科医が絶え間なく組織を治療することを可能にするほど十分に速くなければならない。さらに、同じ組織タイプが外科手術治療中に乾燥させられ得、従って組織インピーダンスが非常に短い時間間隔で劇的に変化する。外科手術の出力電力制御は、効果的に組織を治療するためにインピーダンスの急速な変化に応答する必要がある。
【０００６】
電気外科発電機は、概して、電圧源タイプの出力挙動を有する。電圧源タイプの出力挙動において、送達された出力電流は、負荷（例えば、組織）インピーダンスに反比例する。電気外科発電機はまた、送達された電流が負荷インピーダンスとは無関係であるという電流源タイプの挙動を有するＲＦ出力を有し得る。電流源タイプの挙動を有する電気外科発電機の例は、電流給電プッシュプルコンバータであり得る。電流源タイプの発電機は、組織のインピーダンスが増加するにつれて、開路電圧が容認できない高いレベルに達し得るという不都合を有する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（概要）
本開示は、電流源タイプの挙動を有する無線周波数（ＲＦ）エネルギーを出力するように構成される電気外科手術発電機を提供する。発電機は、電圧源と、少なくとも１つのスイッチと、インダクタとを有するバックコンバータ（ｂｕｃｋ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を含む。発電機はまた、ＲＦエネルギーを出力するように構成されるＲＦステージと、ＲＦエネルギーの１つ以上のパラメータを測定するように構成されるセンサ回路と、センサ回路から測定されたパラメータを受信し、その測定されたパラメータに基づいて電気外科手術発電機の出力を制御するように構成されるコントローラとを含む。
【０００８】
ＲＦステージは、１つ以上の一次巻線と二次巻線とを有する変圧器を含む。電気外科手術発電機はまた、電圧源と一次巻線のセンタータップとの間に連結されるアクティブ素子を含み得る。アクティブ素子は、ダイオード、ツェナーダイオードまたは電界効果トランジスタであり得る。
【０００９】
別の実施形態において、電流源タイプの挙動を有する無線周波数（ＲＦ）エネルギーを出力するように構成される電気外科手術発電機が提供され、その電気外科手術発電機は、電圧源と、１つ以上のスイッチと、インダクタとを有するバックコンバータと、ＲＦエネルギーを出力するように構成されるＲＦステージと、電圧源とＲＦステージとの間に連結されるアクティブ素子とを含む。
【００１０】
ＲＦステージは、１つ以上の一次巻線と二次巻線とを有する変圧器を含む。アクティブ素子は、電圧源と一次巻線のセンタータップとの間に連結され得る。アクティブ素子は、ダイオード、ツェナーダイオードまたは電界効果トランジスタであり得る。電気外科手術発電機はまた、ＲＦエネルギーの１つ以上のパラメータを測定するように構成されるセンサ回路と、センサ回路から測定されたパラメータを受信し、その測定されたパラメータに基づいて電気外科手術発電機の出力を制御するように構成されるコントローラとを含み得る。
【００１１】
さらに別の実施形態において、電流源タイプの挙動を有する無線周波数（ＲＦ）エネルギーを出力するように構成される電気外科手術発電機が提供され、その電気外科手術発電機は、電圧源と、１つ以上のスイッチと、インダクタとを有するバックコンバータを含む。電気外科手術発電機はまた、少なくとも１つの一次巻線と、１つの二次巻線と、少なくとも１つの三次巻線とを有する変圧器を含む。
【００１２】
電気外科手術発電機はまた、ＲＦエネルギーの１つ以上のパラメータを測定するように構成されるセンサ回路と、測定されたパラメータをセンサ回路から受信し、測定されたパラメータに基づいて電気外科手術発電機の出力を制御するように構成されるコントローラとを含み得る。
【００１３】
本開示の上記および他の局面、特徴および利点は、添付の図面と共に解されるとき、以下の詳細な説明を考慮に入れてより明らかとなる。
【００１４】
例えば、本発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
電流源タイプの挙動を有する無線周波数（ＲＦ）エネルギーを出力するように構成される電気外科手術発電機であって、該発電機は、
電圧源と、少なくとも１つのスイッチと、インダクタとを有するバックコンバータと、
該ＲＦエネルギーを出力するように構成されるＲＦステージと、
該ＲＦエネルギーの少なくとも１つのパラメータを測定するように構成されるセンサ回路と、
該センサ回路から該測定されたパラメータを受信し、該測定されたパラメータに基づいて該電気外科手術発電機の出力を制御するように構成されるコントローラと
を備えている、電気外科手術発電機。
（項目２）
上記ＲＦステージは、少なくとも１つの一次巻線と１つの二次巻線とを有する変圧器をさらに含む、上記項目のいずれかに記載の電気外科手術発電機。
（項目３）
上記電圧源と上記一次巻線のセンタータップとの間に連結されるアクティブ素子をさらに備えている、上記項目のいずれかに記載の電気外科手術発電機。
（項目４）
上記アクティブ素子は、ダイオードである、上記項目のいずれかに記載の電気外科手術発電機。
（項目５）
上記アクティブ素子は、ツェナーダイオードである、上記項目のいずれかに記載の電気外科手術発電機。
（項目６）
上記アクティブ素子は、電界効果トランジスタである、上記項目のいずれかに記載の電気外科手術発電機。
（項目７）
電流源タイプの挙動を有する無線周波数（ＲＦ）エネルギーを出力するように構成される電気外科手術発電機であって、該発電機は、
電圧源と、少なくとも１つのスイッチと、インダクタとを有するバックコンバータと、
該ＲＦエネルギーを出力するように構成されるＲＦステージと、
該電圧源と該ＲＦステージとの間に連結されるアクティブ素子と
を備えている、電気外科手術発電機。
（項目８）
上記ＲＦステージは、少なくとも１つの一次巻線と１つの二次巻線とを有する変圧器をさらに備えている、上記項目のいずれかに記載の電気外科手術発電機。
（項目９）
上記アクティブ素子は、上記電圧源と上記一次巻線のセンタータップとの間に連結される、上記項目のいずれかに記載の電気外科手術発電機。
（項目１０）
上記アクティブ素子は、ダイオードである、上記項目のいずれかに記載の電気外科手術発電機。
（項目１１）
上記アクティブ素子は、ツェナーダイオードである、上記項目のいずれかに記載の電気外科手術発電機。
（項目１２）
上記アクティブ素子は、電界効果トランジスタである、上記項目のいずれかに記載の電気外科手術発電機。
（項目１３）
上記ＲＦエネルギーの少なくとも１つのパラメータを測定するように構成されるセンサ回路と、
該センサ回路から該測定されたパラメータを受信し、該測定されたパラメータに基づいて該電気外科手術発電機の出力を制御するように構成されるコントローラと
をさらに備えている、上記項目のいずれかに記載の電気外科手術発電機。
（項目１４）
電流源タイプの挙動を有する無線周波数（ＲＦ）エネルギーを出力するように構成される電気外科手術発電機であって、該発電機は、
電圧源と、少なくとも１つのスイッチと、インダクタとを有するバックコンバータと、
少なくとも１つの一次巻線と、１つの二次巻線と、少なくとも１つの三次巻線とを有する変圧器と、
該ＲＦエネルギーの少なくとも１つのパラメータを測定するように構成されるセンサ回路と、
該測定されたパラメータを該センサ回路から受信し、該測定されたパラメータに基づいて該電気外科手術発電機の出力を制御するように構成されるコントローラと
を備えている、電気外科手術発電機。
【００１５】
（摘要）
電流源タイプの挙動を有する無線周波数（ＲＦ）エネルギーを出力するように構成される電気外科手術発電機が提供される。発電機は、電圧源と、少なくとも１つのスイッチと、インダクタとを有するバックコンバータを有する。発電機はまた、ＲＦエネルギーを出力するように構成されるＲＦステージを有する。ＲＦエネルギーの少なくとも１つのパラメータを測定するように構成されるセンサ回路と、センサ回路から測定されたパラメータを受信し、測定されたパラメータに基づいて電気外科手術発電機の出力を制御するように構成されるコントローラとが、また、電気外科手術発電機に提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】図１Ａ〜図１Ｂは、様々なタイプの器具と共に用いる、本開示の一実施形態に従う電気外科手術システムの概略的ブロック図である。
【図１Ｂ】図１Ａ〜図１Ｂは、様々なタイプの器具と共に用いる、本開示の一実施形態に従う電気外科手術システムの概略的ブロック図である。
【図２】図２は、電流給電プッシュプルコンバータの概略図である。
【図３】図３は、本開示の一実施形態に従う電流給電プッシュプルコンバータの概略図である。
【図４】図４は、本開示の別の実施形態に従う電流給電プッシュプルコンバータの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（詳細な説明）
本開示の特定の実施形態は、本明細書において添付の図面を参照して以下に説明される。しかしながら、開示される実施形態は、本開示の単なる例示であり、本開示は様々な形式で実施され得ることは理解されるべきである。不必要な詳細で本開示を不明瞭にすることを避けるために、周知の機能または構造は詳細に説明されない。従って、本明細書において開示される特定の構造的および機能的詳細は、限定することとして解釈されるべきではなく、単に、特許請求の範囲のためのベースとして、そして事実上任意の適切な詳細の構造で本開示を様々に用いるように当業者に教示する代表的なベースとして解釈されるべきである。同様な参照数字は、図の説明全体を通して類似または同一の要素をいい得る。
【００１８】
本開示に従う発電機は、切除と、脈管密閉処置を含む単極および双極の電気外科手術処置とを行い得る。発電機は、（例えば、単極アクティブ電極、リターン電極、双極電気外科手術鉗子、フットスイッチなどの）様々な電気外科器具とインタフェースする複数の出力部を含み得る。さらに、発電機は、様々な（例えば、切断、混合、分割などの）電気外科手術モードおよび（例えば、単極、双極、脈管密閉などの）処置に特に適している無線周波数電力を生成するように構成される電子回路を含む。
【００１９】
図１Ａは、本開示の一実施形態に従う単極電気外科システム１の概略図である。システム１は、患者Ｐの組織を治療する１つ以上の電極を有する電気外科器具２を含む。器具２は、（例えば、電気外科切断プローブ、切除電極などの）１つ以上のアクティブ電極を含む単極タイプの器具である。電気外科ＲＦエネルギーは、発電機２０のアクティブ端子（図示されていない）に接続された供給ライン４を経由して発電機２０によって器具２に供給され、器具２が組織を凝固させ、切除し、そして／または他の方法で治療することを可能にする。エネルギーは、リターン電極６を介してリターンライン８を経由して発電機２０のリターン端子（図示されていない）において発電機２０に戻る。アクティブ端子およびリターン端子は、器具２およびリターン電極６のプラグ（明白には図示されていない）とインタフェースするように構成されるコネクタであり、器具２およびリターン電極６のプラグは、供給ライン４およびリターンライン８の端部にそれぞれ配置される。
【００２０】
システム１は、患者Ｐとの全接触面積を最大にすることによって、組織損傷の機会を最小にするように配置される複数の電極６を含み得る。さらに、発電機２０およびリターン電極６は、組織損傷の機会をさらに最小にするために電極と患者との間に十分な接触が存在することを確実にするために、いわゆる「組織と患者との（ｔｉｓｓｕｅ−ｔｏ−ｐａｔｉｅｎｔ）」接触を監視するように構成され得る。１つの実施形態において、アクティブ電極６は、組織が電解液の中に入れられるという液体環境において動作するように用いられ得る。
【００２１】
発電機２０は、発電機２０を制御するための（例えば、ボタン、アクチベータ、スイッチ、タッチスクリーンなど）適切な入力制御器を含む。さらに、発電機２０は、（例えば、強度設定、治療完了インジケータなどの）様々な出力情報をユーザに提供する１つ以上の表示画面を含み得る。制御器は、ＲＦエネルギーの電力、波形、ならびに所望の組織効果および（例えば、凝固、組織密閉、強度設定などの）特定のタスクに適した所望の波形を達成するための他のパラメータに従って変動する許容される最大のアークエネルギーのレベルをユーザが調整することを可能にする。器具２はまた、発電機２０の特定の入力制御器に対して冗長であり得る複数の入力制御器を含み得る。器具２に入力制御器を配置することは、発電機２０と相互作用する必要なく、外科手術中にＲＦエネルギーのパラメータをより容易にかつより速やかに修正することを可能にする。
【００２２】
図１Ｂは、本開示に従う双極電気外科手術システム３の概略図である。システム３は、患者Ｐの組織を治療するための１つ以上の電極を有する双極電気外科手術鉗子１０を含む。電気外科手術鉗子１０は、向かい合うジョー部材を含み、向かい合うジョー部材は、そこに配置されるアクティブ電極１４と、リターン電極１６とを有する。アクティブ電極１４およびリターン電極１６は、ケーブル１８を介して発電機２０に接続され、ケーブル１８は、アクティブ端子に連結される供給ライン４と、リターン端子に連結されるリターンライン８とを含む。電気外科手術鉗子１０は、ケーブル１８の端部に配置されるプラグを経由して、（例えば、ピンなどの）アクティブ端子およびリターン端子との接続を有するコネクタ２１において発電機２０に連結され、この場合、プラグは供給ライン４およびリターンライン８からの接触を含む。
【００２３】
図２は、本開示の一実施形態に従う電流源タイプの挙動を有するＲＦエネルギーを出力し得る発電機１００の概略図である。図２に示されるように、発電機１００は、バックコンバータ１１０と、ＲＦステージ１２０とを有する。バックコンバータ１１０は、（例えば、トランジスタおよびダイオードなどの）２つのスイッチを用い得る切り替えモード電源である。バックコンバータ１１０は、電源またはバッテリであり得る電圧源１１２と、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）１１４と、ダイオード１１６と、インダクタ１１８とを有する。バックコンバータは、インダクタ１１８にエネルギーを蓄えるためにＦＥＴ１１４およびダイオード１１６を用いて電圧源１１２にインダクタ１１８を接続することとインダクタ１１８から負荷にエネルギーを放出することとを交互に行う。
【００２４】
ＲＦステージ１２０は、一次巻線１２４ａおよび１２４ｂと、二次巻線１２６とを有する変圧器１２２を含む。一次巻線１２４ａはＦＥＴ１２１ａに連結され、一次巻線１２４ｂはＦＥＴ１２１ｂに連結される。変圧器１２２の二次巻線１２６は、（例えば、組織などの）負荷１５０にＲＦエネルギーを出力する。変圧器１２２の巻数比は、二次巻線１２６の最大電圧出力を制限するために変えられ得る。制御器１４０はメモリに動作可能に接続されるマイクロプロセッサを含み、メモリは（例えば、ＲＡＭなどの）揮発性タイプメモリおよび／または（例えば、フラッシュメディア、ディスクメディアなどの）不揮発性タイプメモリであり得る。コントローラ１４０は出力ポートを含み、出力ポートは、ＦＥＴ１１４、１２１ａおよび１２１ｂに動作可能に接続され、開制御ループスキームおよび／または閉制御ループスキームのいずれかに従って、コントローラ１４０が発電機１００の出力を制御することを可能にする。当業者は、マイクロプロセッサが本明細書において考察される計算を行うように適合した（例えば、制御回路などの）任意の論理プロセッサまたはアナログ回路によって代用され得ることを理解する。
【００２５】
発電機１００はセンサ回路１３０を含む閉ループ制御スキームおよび／または開ループ制御スキームを実装し得、センサ回路１３０は、（例えば、組織インピーダンス、組織温度、出力電流および／または出力電圧などの）様々な組織特性およびエネルギー特性を測定する複数のセンサを有し、コントローラ１４０にフィードバックを提供する。電流センサはアクティブ電流経路またはリターン電流経路のいずれかにまたはその両方に配置され得、電圧は（１つまたは複数の）アクティブ電極において感知され得る。コントローラ１４０は、次いで発電機１００の出力を制御するために適切な信号を送信する。コントローラ１４０はまた、発電機または器具の入力制御器から入力信号を受信する。コントローラ１４０は、入力信号を利用して発電機１００による電力出力を調整し、そして／または発電機の他の制御機能を行う。
【００２６】
センサ回路１３０は、変圧器１２２によって供給される電流（Ｉ）および電圧（Ｖ）をリアルタイムで測定し、所定のサンプリング期間に対する整合するシヌソイド継続時間および非シヌソイド継続時間の両方の継続時間中における電気外科手術プロセスを特徴づけ、前者は（例えば、１／２サイクルなどの）短い継続時間であり、後者は（例えば、約１５サイクルなどの）長い継続時間である。このことは、測定された電気的特性がフィードバック制御を達成するために動的入力制御変数として用いられることを可能にする。電流値および電圧値はまた、電力（Ｐ＝Ｖ＊Ｉ）およびインピーダンス（Ｚ＝Ｖ／Ｉ）などの他の電気的パラメータを引き出すために用いられ得る。センサ回路１３０はまた、電流波形および電圧波形の特性を測定し、電流波形および電圧波形の形状を決定する。
【００２７】
図２に関して上記に説明されるように、電流源タイプの挙動を有する発電機を用いることは、電圧源タイプの挙動を用いる発電機より多くの利点を有する。例えば、電圧源タイプの挙動を有する発電機は、電気外科手術処置中に組織に定電圧を印加する。電圧が組織に印加されると、組織インピーダンスは変化し、それによって、組織電流密度を変化させる。所与の断面における組織は異なるインピーダンスを有するので、異なる組織において異なる電流密度が存在し、その結果、組織において異なる加熱パターンをもたらす。このことは、不均一の加熱および組織外傷を引き起こし得る。電流源タイプの挙動を有する発電機を用いて定電流を提供することによって、組織の加熱パターンは一定に保たれ得、それによって、不均一の加熱および組織外傷のリスクを減少させ得る。
【００２８】
図３は、本開示の別の実施形態に従う電流源タイプの挙動を有するＲＦエネルギーを出力し得る発電機２００の概略図である。発電機２００は、図２の発電機１００に類似しており、そのようなものとして、発電機２００の動作は、上記に説明される発電機１００の動作に類似している。発電機２００は、変圧器１２２のセンタータップ２０４と電圧源１１２との間に連結されたアクティブ素子２０２をさらに含む。アクティブ素子２０２は、変圧器１２２の一次巻線を横切って見られる最大電圧を制限し、それによって、変圧器１２２の二次巻線において反射電圧を制限する。
【００２９】
アクティブ素子２０２は、ダイオード、ツェナーダイオードまたはＦＥＴであり得る。アクティブ素子２０２がダイオードである場合、ダイオードの陽極は変圧器２０２のセンタータップ２０４に連結され、陰極は電圧源１１２に連結され、その結果、ダイオードは逆バイアス構成である。逆バイアスのダイオードは、拡張された空乏領域のために電流がダイオードを通って流れることを妨げる。任意の絶縁体の場合のように、逆バイアスに耐えるダイードの能力は制限される。印加される逆バイアス電圧があまりに大きくなると、ダイオードは、通常、破壊となるブレークダウンとして公知の状態を経験する。
【００３０】
ツェナーダイオードは、通常のダイオードのように前方方向への電流を可能にするが、電圧がブレークダウン電圧より大きい場合、逆方向への電流も可能にする。異なるツェナーダイオードは、ツェナーダイオードを横切って異なる電圧降下を達成するために用いられ得、それによって、変圧器１２２の一次巻線を横切って見られる最大電圧を調整する。
【００３１】
発電機２００は、図２に関して上記に説明されるような利点と類似する利点を有する。さらに、発電機２００は、一次巻線を横切って見られる最大電圧を制限するためにアクティブ素子を用いる。一次巻線を横切って見られる最大電圧を制限することはまた、二次巻線によって出力される最大電圧を制限する。発電機２００はまた、一次巻線を横切って見られる電圧および二次巻線によって出力される電圧を制限し特定の電圧降下を達成するために異なるアクティブ素子を用いることによってユーザによって発電機２００がカスタム化され得るという点で追加の利点を有する。
【００３２】
図４は、本開示の別の実施形態に従う電流源タイプの挙動を有するＲＦエネルギーを出力し得る発電機３００の概略図である。発電機３００は、バックコンバータ３１０と、ＲＦステージ３２０とを有する。ＲＦステージ３２０は、ＦＥＴ３２５と直列の一次巻線３２４を有する変圧器３２２を含む。二次巻線３２６は、負荷３５０にＲＦエネルギーを出力する。変圧器３２２は１つ以上の三次巻線３２８を含み得、１つ以上の三次巻線３２８は、ダイオード、ツェナーダイオードまたはＦＥＴなどの１つ以上のアクティブ要素３２９を経由してバックコンバータ３１０の電圧源３１２にクランプ留めされる。変圧器３２２の巻数比は、二次巻線３２６からの、変圧器３２２の最大出力電圧を制限するために変えられ得る。
【００３３】
上記に説明されるように、変圧器３２２によって供給される電流（Ｉ）および電圧（Ｖ）をリアルタイムで測定するセンサ回路３３０が提供され得る。このことは、測定された電気的特性がフィードバック制御を達成するために動的入力制御変数として用いられることを可能にする。電流値および電圧値はまた、電力（Ｐ＝Ｖ＊Ｉ）およびインピーダンス（Ｚ＝Ｖ／Ｉ）などの他の電気的パラメータを引き出すために用いられ得る。センサ回路はまた、電流波形および電圧波形の特性を測定し、電流波形および電圧波形の形状を決定する。
【００３４】
発電機３００はまた、上記に説明されるコントローラ１４０に類似するコントローラ３４０を含み得る。コントローラ３４０は、発電機３００のＲＦエネルギー出力を制御するためにＦＥＴ３１４および３２５の動作を制御する。コントローラ３４０はまた、センサ回路３３０から信号を受信し得、受信された信号に基づいて発電機３００の出力を調整し得る。
【００３５】
発電機３００は、二次巻線の最大電圧出力を制限するために、図３に関して上記に説明されるように、アクティブ素子の代わりに変圧器３２２の三次巻線を利用する。アクティブ素子は、熱によって電力を失う傾向があり、それによって、結果として低電力効率をもたらす。変圧器に三次巻線を提供することはまた、より高い電力効率を維持しながら、二次巻線によって出力される電圧を制限する。
【００３６】
本開示のいくつかの実施形態は、図面に示され、かつ／または本明細書において考察されたが、本開示がそれらに限定されることは意図されない。なぜなら、本開示は当該技術が許容する限り広い範囲であることおよび本明細書はそれと同様に読まれるべきであることが意図されるからである。従って、上記の説明は、限定するものとして解釈されるべきでなく、特定の実施形態の単なる実例として解釈されるべきである。特許請求の範囲は、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせにおける実施形態を含み得る。
当業者は、本明細書に添付される特許請求の範囲の範囲および精神内の他の修正を想定する。
【符号の説明】
【００３７】
１ 単極電気外科手術システム
２ 電気外科手術器具
３ 双極電気外科手術システム
４ 供給ライン
６ リターン電極
８ リターンライン
１０ 双極電気外科手術鉗子
１４ アクティブ電極
１６ リターン電極
１８ ケーブル
２０、１００ 発電機
１１０ バックコンバータ
１１２ 電圧源
１１４ 電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）
１１６ ダイオード
１１８ インダクタ
１２０ ＲＦステージ
１２２ 変圧器
１２４ａ、１２４ｂ 一次巻線
１２６ 二次巻線
１３０ センサ回路
１４０ コントローラ
【技術分野】
【０００１】
（背景）
（１．技術分野）
本開示は、電気外科手術システムに関し、より詳細には電流源タイプの挙動を有する無線周波数（ＲＦ）出力を有する電気外科手術システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
（２．関連技術の説明）
患者の組織に電気エネルギーを送達するために、外科手術処置において電気外科手術発電機が用いられる。電極が発電機に接続された場合、電極は、高周波数電気エネルギーを用いて患者の組織を切断するか、凝固させるかまたは密閉するために用いられ得る。通常の動作中、発電機からの交流電流は、患者の組織および体液を通過することによって、アクティブ電極とリターン電極との間に流れる。
【０００３】
電気エネルギーは、通常、組織を切断するか、凝固させるかまたは密閉する、電気エネルギーの能力を高めるように形成された波形を有する。異なる波形は発電機の動作の異なるモードに対応し、各モードは様々な手術上の利点を外科医に与える。モードは、切断、凝固、それらの混合、乾燥、または噴霧を含み得る。外科手術処置が進行するにつれ、外科医は手術の異なるモードを容易に選択し変更し得る。
【０００４】
手術の各モードにおいて、患者に送達される電気外科手術電力は、所望の外科手術効果を達成するために調節される。必要以上の電気外科手術電力を適用することは、結果として組織の破壊をもたらし、治癒を長引かせる。所望の量以下の電気外科手術電力を適用することは外科手術処置を妨げる。従って、治療中の組織のタイプに関して電気外科手術発電機からの出力エネルギーを制御することが望ましい。
【０００５】
外科手術処置が進行するにつれ、異なる種類の組織に遭遇し、各固有の組織は、頻繁に変化する組織インピーダンスの関数として多いかまたは少ない電力を必要とする。異なる種類の組織および体液と遭遇すると、インピーダンスは変化し、出力電力の外科手術制御の応答時間は、外科医が絶え間なく組織を治療することを可能にするほど十分に速くなければならない。さらに、同じ組織タイプが外科手術治療中に乾燥させられ得、従って組織インピーダンスが非常に短い時間間隔で劇的に変化する。外科手術の出力電力制御は、効果的に組織を治療するためにインピーダンスの急速な変化に応答する必要がある。
【０００６】
電気外科発電機は、概して、電圧源タイプの出力挙動を有する。電圧源タイプの出力挙動において、送達された出力電流は、負荷（例えば、組織）インピーダンスに反比例する。電気外科発電機はまた、送達された電流が負荷インピーダンスとは無関係であるという電流源タイプの挙動を有するＲＦ出力を有し得る。電流源タイプの挙動を有する電気外科発電機の例は、電流給電プッシュプルコンバータであり得る。電流源タイプの発電機は、組織のインピーダンスが増加するにつれて、開路電圧が容認できない高いレベルに達し得るという不都合を有する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（概要）
本開示は、電流源タイプの挙動を有する無線周波数（ＲＦ）エネルギーを出力するように構成される電気外科手術発電機を提供する。発電機は、電圧源と、少なくとも１つのスイッチと、インダクタとを有するバックコンバータ（ｂｕｃｋ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）を含む。発電機はまた、ＲＦエネルギーを出力するように構成されるＲＦステージと、ＲＦエネルギーの１つ以上のパラメータを測定するように構成されるセンサ回路と、センサ回路から測定されたパラメータを受信し、その測定されたパラメータに基づいて電気外科手術発電機の出力を制御するように構成されるコントローラとを含む。
【０００８】
ＲＦステージは、１つ以上の一次巻線と二次巻線とを有する変圧器を含む。電気外科手術発電機はまた、電圧源と一次巻線のセンタータップとの間に連結されるアクティブ素子を含み得る。アクティブ素子は、ダイオード、ツェナーダイオードまたは電界効果トランジスタであり得る。
【０００９】
別の実施形態において、電流源タイプの挙動を有する無線周波数（ＲＦ）エネルギーを出力するように構成される電気外科手術発電機が提供され、その電気外科手術発電機は、電圧源と、１つ以上のスイッチと、インダクタとを有するバックコンバータと、ＲＦエネルギーを出力するように構成されるＲＦステージと、電圧源とＲＦステージとの間に連結されるアクティブ素子とを含む。
【００１０】
ＲＦステージは、１つ以上の一次巻線と二次巻線とを有する変圧器を含む。アクティブ素子は、電圧源と一次巻線のセンタータップとの間に連結され得る。アクティブ素子は、ダイオード、ツェナーダイオードまたは電界効果トランジスタであり得る。電気外科手術発電機はまた、ＲＦエネルギーの１つ以上のパラメータを測定するように構成されるセンサ回路と、センサ回路から測定されたパラメータを受信し、その測定されたパラメータに基づいて電気外科手術発電機の出力を制御するように構成されるコントローラとを含み得る。
【００１１】
さらに別の実施形態において、電流源タイプの挙動を有する無線周波数（ＲＦ）エネルギーを出力するように構成される電気外科手術発電機が提供され、その電気外科手術発電機は、電圧源と、１つ以上のスイッチと、インダクタとを有するバックコンバータを含む。電気外科手術発電機はまた、少なくとも１つの一次巻線と、１つの二次巻線と、少なくとも１つの三次巻線とを有する変圧器を含む。
【００１２】
電気外科手術発電機はまた、ＲＦエネルギーの１つ以上のパラメータを測定するように構成されるセンサ回路と、測定されたパラメータをセンサ回路から受信し、測定されたパラメータに基づいて電気外科手術発電機の出力を制御するように構成されるコントローラとを含み得る。
【００１３】
本開示の上記および他の局面、特徴および利点は、添付の図面と共に解されるとき、以下の詳細な説明を考慮に入れてより明らかとなる。
【００１４】
例えば、本発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
電流源タイプの挙動を有する無線周波数（ＲＦ）エネルギーを出力するように構成される電気外科手術発電機であって、該発電機は、
電圧源と、少なくとも１つのスイッチと、インダクタとを有するバックコンバータと、
該ＲＦエネルギーを出力するように構成されるＲＦステージと、
該ＲＦエネルギーの少なくとも１つのパラメータを測定するように構成されるセンサ回路と、
該センサ回路から該測定されたパラメータを受信し、該測定されたパラメータに基づいて該電気外科手術発電機の出力を制御するように構成されるコントローラと
を備えている、電気外科手術発電機。
（項目２）
上記ＲＦステージは、少なくとも１つの一次巻線と１つの二次巻線とを有する変圧器をさらに含む、上記項目のいずれかに記載の電気外科手術発電機。
（項目３）
上記電圧源と上記一次巻線のセンタータップとの間に連結されるアクティブ素子をさらに備えている、上記項目のいずれかに記載の電気外科手術発電機。
（項目４）
上記アクティブ素子は、ダイオードである、上記項目のいずれかに記載の電気外科手術発電機。
（項目５）
上記アクティブ素子は、ツェナーダイオードである、上記項目のいずれかに記載の電気外科手術発電機。
（項目６）
上記アクティブ素子は、電界効果トランジスタである、上記項目のいずれかに記載の電気外科手術発電機。
（項目７）
電流源タイプの挙動を有する無線周波数（ＲＦ）エネルギーを出力するように構成される電気外科手術発電機であって、該発電機は、
電圧源と、少なくとも１つのスイッチと、インダクタとを有するバックコンバータと、
該ＲＦエネルギーを出力するように構成されるＲＦステージと、
該電圧源と該ＲＦステージとの間に連結されるアクティブ素子と
を備えている、電気外科手術発電機。
（項目８）
上記ＲＦステージは、少なくとも１つの一次巻線と１つの二次巻線とを有する変圧器をさらに備えている、上記項目のいずれかに記載の電気外科手術発電機。
（項目９）
上記アクティブ素子は、上記電圧源と上記一次巻線のセンタータップとの間に連結される、上記項目のいずれかに記載の電気外科手術発電機。
（項目１０）
上記アクティブ素子は、ダイオードである、上記項目のいずれかに記載の電気外科手術発電機。
（項目１１）
上記アクティブ素子は、ツェナーダイオードである、上記項目のいずれかに記載の電気外科手術発電機。
（項目１２）
上記アクティブ素子は、電界効果トランジスタである、上記項目のいずれかに記載の電気外科手術発電機。
（項目１３）
上記ＲＦエネルギーの少なくとも１つのパラメータを測定するように構成されるセンサ回路と、
該センサ回路から該測定されたパラメータを受信し、該測定されたパラメータに基づいて該電気外科手術発電機の出力を制御するように構成されるコントローラと
をさらに備えている、上記項目のいずれかに記載の電気外科手術発電機。
（項目１４）
電流源タイプの挙動を有する無線周波数（ＲＦ）エネルギーを出力するように構成される電気外科手術発電機であって、該発電機は、
電圧源と、少なくとも１つのスイッチと、インダクタとを有するバックコンバータと、
少なくとも１つの一次巻線と、１つの二次巻線と、少なくとも１つの三次巻線とを有する変圧器と、
該ＲＦエネルギーの少なくとも１つのパラメータを測定するように構成されるセンサ回路と、
該測定されたパラメータを該センサ回路から受信し、該測定されたパラメータに基づいて該電気外科手術発電機の出力を制御するように構成されるコントローラと
を備えている、電気外科手術発電機。
【００１５】
（摘要）
電流源タイプの挙動を有する無線周波数（ＲＦ）エネルギーを出力するように構成される電気外科手術発電機が提供される。発電機は、電圧源と、少なくとも１つのスイッチと、インダクタとを有するバックコンバータを有する。発電機はまた、ＲＦエネルギーを出力するように構成されるＲＦステージを有する。ＲＦエネルギーの少なくとも１つのパラメータを測定するように構成されるセンサ回路と、センサ回路から測定されたパラメータを受信し、測定されたパラメータに基づいて電気外科手術発電機の出力を制御するように構成されるコントローラとが、また、電気外科手術発電機に提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】図１Ａ〜図１Ｂは、様々なタイプの器具と共に用いる、本開示の一実施形態に従う電気外科手術システムの概略的ブロック図である。
【図１Ｂ】図１Ａ〜図１Ｂは、様々なタイプの器具と共に用いる、本開示の一実施形態に従う電気外科手術システムの概略的ブロック図である。
【図２】図２は、電流給電プッシュプルコンバータの概略図である。
【図３】図３は、本開示の一実施形態に従う電流給電プッシュプルコンバータの概略図である。
【図４】図４は、本開示の別の実施形態に従う電流給電プッシュプルコンバータの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（詳細な説明）
本開示の特定の実施形態は、本明細書において添付の図面を参照して以下に説明される。しかしながら、開示される実施形態は、本開示の単なる例示であり、本開示は様々な形式で実施され得ることは理解されるべきである。不必要な詳細で本開示を不明瞭にすることを避けるために、周知の機能または構造は詳細に説明されない。従って、本明細書において開示される特定の構造的および機能的詳細は、限定することとして解釈されるべきではなく、単に、特許請求の範囲のためのベースとして、そして事実上任意の適切な詳細の構造で本開示を様々に用いるように当業者に教示する代表的なベースとして解釈されるべきである。同様な参照数字は、図の説明全体を通して類似または同一の要素をいい得る。
【００１８】
本開示に従う発電機は、切除と、脈管密閉処置を含む単極および双極の電気外科手術処置とを行い得る。発電機は、（例えば、単極アクティブ電極、リターン電極、双極電気外科手術鉗子、フットスイッチなどの）様々な電気外科器具とインタフェースする複数の出力部を含み得る。さらに、発電機は、様々な（例えば、切断、混合、分割などの）電気外科手術モードおよび（例えば、単極、双極、脈管密閉などの）処置に特に適している無線周波数電力を生成するように構成される電子回路を含む。
【００１９】
図１Ａは、本開示の一実施形態に従う単極電気外科システム１の概略図である。システム１は、患者Ｐの組織を治療する１つ以上の電極を有する電気外科器具２を含む。器具２は、（例えば、電気外科切断プローブ、切除電極などの）１つ以上のアクティブ電極を含む単極タイプの器具である。電気外科ＲＦエネルギーは、発電機２０のアクティブ端子（図示されていない）に接続された供給ライン４を経由して発電機２０によって器具２に供給され、器具２が組織を凝固させ、切除し、そして／または他の方法で治療することを可能にする。エネルギーは、リターン電極６を介してリターンライン８を経由して発電機２０のリターン端子（図示されていない）において発電機２０に戻る。アクティブ端子およびリターン端子は、器具２およびリターン電極６のプラグ（明白には図示されていない）とインタフェースするように構成されるコネクタであり、器具２およびリターン電極６のプラグは、供給ライン４およびリターンライン８の端部にそれぞれ配置される。
【００２０】
システム１は、患者Ｐとの全接触面積を最大にすることによって、組織損傷の機会を最小にするように配置される複数の電極６を含み得る。さらに、発電機２０およびリターン電極６は、組織損傷の機会をさらに最小にするために電極と患者との間に十分な接触が存在することを確実にするために、いわゆる「組織と患者との（ｔｉｓｓｕｅ−ｔｏ−ｐａｔｉｅｎｔ）」接触を監視するように構成され得る。１つの実施形態において、アクティブ電極６は、組織が電解液の中に入れられるという液体環境において動作するように用いられ得る。
【００２１】
発電機２０は、発電機２０を制御するための（例えば、ボタン、アクチベータ、スイッチ、タッチスクリーンなど）適切な入力制御器を含む。さらに、発電機２０は、（例えば、強度設定、治療完了インジケータなどの）様々な出力情報をユーザに提供する１つ以上の表示画面を含み得る。制御器は、ＲＦエネルギーの電力、波形、ならびに所望の組織効果および（例えば、凝固、組織密閉、強度設定などの）特定のタスクに適した所望の波形を達成するための他のパラメータに従って変動する許容される最大のアークエネルギーのレベルをユーザが調整することを可能にする。器具２はまた、発電機２０の特定の入力制御器に対して冗長であり得る複数の入力制御器を含み得る。器具２に入力制御器を配置することは、発電機２０と相互作用する必要なく、外科手術中にＲＦエネルギーのパラメータをより容易にかつより速やかに修正することを可能にする。
【００２２】
図１Ｂは、本開示に従う双極電気外科手術システム３の概略図である。システム３は、患者Ｐの組織を治療するための１つ以上の電極を有する双極電気外科手術鉗子１０を含む。電気外科手術鉗子１０は、向かい合うジョー部材を含み、向かい合うジョー部材は、そこに配置されるアクティブ電極１４と、リターン電極１６とを有する。アクティブ電極１４およびリターン電極１６は、ケーブル１８を介して発電機２０に接続され、ケーブル１８は、アクティブ端子に連結される供給ライン４と、リターン端子に連結されるリターンライン８とを含む。電気外科手術鉗子１０は、ケーブル１８の端部に配置されるプラグを経由して、（例えば、ピンなどの）アクティブ端子およびリターン端子との接続を有するコネクタ２１において発電機２０に連結され、この場合、プラグは供給ライン４およびリターンライン８からの接触を含む。
【００２３】
図２は、本開示の一実施形態に従う電流源タイプの挙動を有するＲＦエネルギーを出力し得る発電機１００の概略図である。図２に示されるように、発電機１００は、バックコンバータ１１０と、ＲＦステージ１２０とを有する。バックコンバータ１１０は、（例えば、トランジスタおよびダイオードなどの）２つのスイッチを用い得る切り替えモード電源である。バックコンバータ１１０は、電源またはバッテリであり得る電圧源１１２と、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）１１４と、ダイオード１１６と、インダクタ１１８とを有する。バックコンバータは、インダクタ１１８にエネルギーを蓄えるためにＦＥＴ１１４およびダイオード１１６を用いて電圧源１１２にインダクタ１１８を接続することとインダクタ１１８から負荷にエネルギーを放出することとを交互に行う。
【００２４】
ＲＦステージ１２０は、一次巻線１２４ａおよび１２４ｂと、二次巻線１２６とを有する変圧器１２２を含む。一次巻線１２４ａはＦＥＴ１２１ａに連結され、一次巻線１２４ｂはＦＥＴ１２１ｂに連結される。変圧器１２２の二次巻線１２６は、（例えば、組織などの）負荷１５０にＲＦエネルギーを出力する。変圧器１２２の巻数比は、二次巻線１２６の最大電圧出力を制限するために変えられ得る。制御器１４０はメモリに動作可能に接続されるマイクロプロセッサを含み、メモリは（例えば、ＲＡＭなどの）揮発性タイプメモリおよび／または（例えば、フラッシュメディア、ディスクメディアなどの）不揮発性タイプメモリであり得る。コントローラ１４０は出力ポートを含み、出力ポートは、ＦＥＴ１１４、１２１ａおよび１２１ｂに動作可能に接続され、開制御ループスキームおよび／または閉制御ループスキームのいずれかに従って、コントローラ１４０が発電機１００の出力を制御することを可能にする。当業者は、マイクロプロセッサが本明細書において考察される計算を行うように適合した（例えば、制御回路などの）任意の論理プロセッサまたはアナログ回路によって代用され得ることを理解する。
【００２５】
発電機１００はセンサ回路１３０を含む閉ループ制御スキームおよび／または開ループ制御スキームを実装し得、センサ回路１３０は、（例えば、組織インピーダンス、組織温度、出力電流および／または出力電圧などの）様々な組織特性およびエネルギー特性を測定する複数のセンサを有し、コントローラ１４０にフィードバックを提供する。電流センサはアクティブ電流経路またはリターン電流経路のいずれかにまたはその両方に配置され得、電圧は（１つまたは複数の）アクティブ電極において感知され得る。コントローラ１４０は、次いで発電機１００の出力を制御するために適切な信号を送信する。コントローラ１４０はまた、発電機または器具の入力制御器から入力信号を受信する。コントローラ１４０は、入力信号を利用して発電機１００による電力出力を調整し、そして／または発電機の他の制御機能を行う。
【００２６】
センサ回路１３０は、変圧器１２２によって供給される電流（Ｉ）および電圧（Ｖ）をリアルタイムで測定し、所定のサンプリング期間に対する整合するシヌソイド継続時間および非シヌソイド継続時間の両方の継続時間中における電気外科手術プロセスを特徴づけ、前者は（例えば、１／２サイクルなどの）短い継続時間であり、後者は（例えば、約１５サイクルなどの）長い継続時間である。このことは、測定された電気的特性がフィードバック制御を達成するために動的入力制御変数として用いられることを可能にする。電流値および電圧値はまた、電力（Ｐ＝Ｖ＊Ｉ）およびインピーダンス（Ｚ＝Ｖ／Ｉ）などの他の電気的パラメータを引き出すために用いられ得る。センサ回路１３０はまた、電流波形および電圧波形の特性を測定し、電流波形および電圧波形の形状を決定する。
【００２７】
図２に関して上記に説明されるように、電流源タイプの挙動を有する発電機を用いることは、電圧源タイプの挙動を用いる発電機より多くの利点を有する。例えば、電圧源タイプの挙動を有する発電機は、電気外科手術処置中に組織に定電圧を印加する。電圧が組織に印加されると、組織インピーダンスは変化し、それによって、組織電流密度を変化させる。所与の断面における組織は異なるインピーダンスを有するので、異なる組織において異なる電流密度が存在し、その結果、組織において異なる加熱パターンをもたらす。このことは、不均一の加熱および組織外傷を引き起こし得る。電流源タイプの挙動を有する発電機を用いて定電流を提供することによって、組織の加熱パターンは一定に保たれ得、それによって、不均一の加熱および組織外傷のリスクを減少させ得る。
【００２８】
図３は、本開示の別の実施形態に従う電流源タイプの挙動を有するＲＦエネルギーを出力し得る発電機２００の概略図である。発電機２００は、図２の発電機１００に類似しており、そのようなものとして、発電機２００の動作は、上記に説明される発電機１００の動作に類似している。発電機２００は、変圧器１２２のセンタータップ２０４と電圧源１１２との間に連結されたアクティブ素子２０２をさらに含む。アクティブ素子２０２は、変圧器１２２の一次巻線を横切って見られる最大電圧を制限し、それによって、変圧器１２２の二次巻線において反射電圧を制限する。
【００２９】
アクティブ素子２０２は、ダイオード、ツェナーダイオードまたはＦＥＴであり得る。アクティブ素子２０２がダイオードである場合、ダイオードの陽極は変圧器２０２のセンタータップ２０４に連結され、陰極は電圧源１１２に連結され、その結果、ダイオードは逆バイアス構成である。逆バイアスのダイオードは、拡張された空乏領域のために電流がダイオードを通って流れることを妨げる。任意の絶縁体の場合のように、逆バイアスに耐えるダイードの能力は制限される。印加される逆バイアス電圧があまりに大きくなると、ダイオードは、通常、破壊となるブレークダウンとして公知の状態を経験する。
【００３０】
ツェナーダイオードは、通常のダイオードのように前方方向への電流を可能にするが、電圧がブレークダウン電圧より大きい場合、逆方向への電流も可能にする。異なるツェナーダイオードは、ツェナーダイオードを横切って異なる電圧降下を達成するために用いられ得、それによって、変圧器１２２の一次巻線を横切って見られる最大電圧を調整する。
【００３１】
発電機２００は、図２に関して上記に説明されるような利点と類似する利点を有する。さらに、発電機２００は、一次巻線を横切って見られる最大電圧を制限するためにアクティブ素子を用いる。一次巻線を横切って見られる最大電圧を制限することはまた、二次巻線によって出力される最大電圧を制限する。発電機２００はまた、一次巻線を横切って見られる電圧および二次巻線によって出力される電圧を制限し特定の電圧降下を達成するために異なるアクティブ素子を用いることによってユーザによって発電機２００がカスタム化され得るという点で追加の利点を有する。
【００３２】
図４は、本開示の別の実施形態に従う電流源タイプの挙動を有するＲＦエネルギーを出力し得る発電機３００の概略図である。発電機３００は、バックコンバータ３１０と、ＲＦステージ３２０とを有する。ＲＦステージ３２０は、ＦＥＴ３２５と直列の一次巻線３２４を有する変圧器３２２を含む。二次巻線３２６は、負荷３５０にＲＦエネルギーを出力する。変圧器３２２は１つ以上の三次巻線３２８を含み得、１つ以上の三次巻線３２８は、ダイオード、ツェナーダイオードまたはＦＥＴなどの１つ以上のアクティブ要素３２９を経由してバックコンバータ３１０の電圧源３１２にクランプ留めされる。変圧器３２２の巻数比は、二次巻線３２６からの、変圧器３２２の最大出力電圧を制限するために変えられ得る。
【００３３】
上記に説明されるように、変圧器３２２によって供給される電流（Ｉ）および電圧（Ｖ）をリアルタイムで測定するセンサ回路３３０が提供され得る。このことは、測定された電気的特性がフィードバック制御を達成するために動的入力制御変数として用いられることを可能にする。電流値および電圧値はまた、電力（Ｐ＝Ｖ＊Ｉ）およびインピーダンス（Ｚ＝Ｖ／Ｉ）などの他の電気的パラメータを引き出すために用いられ得る。センサ回路はまた、電流波形および電圧波形の特性を測定し、電流波形および電圧波形の形状を決定する。
【００３４】
発電機３００はまた、上記に説明されるコントローラ１４０に類似するコントローラ３４０を含み得る。コントローラ３４０は、発電機３００のＲＦエネルギー出力を制御するためにＦＥＴ３１４および３２５の動作を制御する。コントローラ３４０はまた、センサ回路３３０から信号を受信し得、受信された信号に基づいて発電機３００の出力を調整し得る。
【００３５】
発電機３００は、二次巻線の最大電圧出力を制限するために、図３に関して上記に説明されるように、アクティブ素子の代わりに変圧器３２２の三次巻線を利用する。アクティブ素子は、熱によって電力を失う傾向があり、それによって、結果として低電力効率をもたらす。変圧器に三次巻線を提供することはまた、より高い電力効率を維持しながら、二次巻線によって出力される電圧を制限する。
【００３６】
本開示のいくつかの実施形態は、図面に示され、かつ／または本明細書において考察されたが、本開示がそれらに限定されることは意図されない。なぜなら、本開示は当該技術が許容する限り広い範囲であることおよび本明細書はそれと同様に読まれるべきであることが意図されるからである。従って、上記の説明は、限定するものとして解釈されるべきでなく、特定の実施形態の単なる実例として解釈されるべきである。特許請求の範囲は、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせにおける実施形態を含み得る。
当業者は、本明細書に添付される特許請求の範囲の範囲および精神内の他の修正を想定する。
【符号の説明】
【００３７】
１ 単極電気外科手術システム
２ 電気外科手術器具
３ 双極電気外科手術システム
４ 供給ライン
６ リターン電極
８ リターンライン
１０ 双極電気外科手術鉗子
１４ アクティブ電極
１６ リターン電極
１８ ケーブル
２０、１００ 発電機
１１０ バックコンバータ
１１２ 電圧源
１１４ 電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）
１１６ ダイオード
１１８ インダクタ
１２０ ＲＦステージ
１２２ 変圧器
１２４ａ、１２４ｂ 一次巻線
１２６ 二次巻線
１３０ センサ回路
１４０ コントローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流源タイプの挙動を有する無線周波数（ＲＦ）エネルギーを出力するように構成される電気外科手術発電機であって、該発電機は、
電圧源と、少なくとも１つのスイッチと、インダクタとを有するバックコンバータと、
該ＲＦエネルギーを出力するように構成されるＲＦステージと、
該ＲＦエネルギーの少なくとも１つのパラメータを測定するように構成されるセンサ回路と、
該センサ回路から該測定されたパラメータを受信し、該測定されたパラメータに基づいて該電気外科手術発電機の出力を制御するように構成されるコントローラと
を備えている、電気外科手術発電機。
【請求項２】
前記ＲＦステージは、少なくとも１つの一次巻線と１つの二次巻線とを有する変圧器をさらに含む、請求項１に記載の電気外科手術発電機。
【請求項３】
前記電圧源と前記一次巻線のセンタータップとの間に連結されるアクティブ素子をさらに備えている、請求項２に記載の電気外科手術発電機。
【請求項４】
前記アクティブ素子は、ダイオードである、請求項３に記載の電気外科手術発電機。
【請求項５】
前記アクティブ素子は、ツェナーダイオードである、請求項３に記載の電気外科手術発電機。
【請求項６】
前記アクティブ素子は、電界効果トランジスタである、請求項３に記載の電気外科手術発電機。
【請求項７】
電流源タイプの挙動を有する無線周波数（ＲＦ）エネルギーを出力するように構成される電気外科手術発電機であって、該発電機は、
電圧源と、少なくとも１つのスイッチと、インダクタとを有するバックコンバータと、
該ＲＦエネルギーを出力するように構成されるＲＦステージと、
該電圧源と該ＲＦステージとの間に連結されるアクティブ素子と
を備えている、電気外科手術発電機。
【請求項８】
前記ＲＦステージは、少なくとも１つの一次巻線と１つの二次巻線とを有する変圧器をさらに備えている、請求項７に記載の電気外科手術発電機。
【請求項９】
前記アクティブ素子は、前記電圧源と前記一次巻線のセンタータップとの間に連結される、請求項８に記載の電気外科手術発電機。
【請求項１０】
前記アクティブ素子は、ダイオードである、請求項７に記載の電気外科手術発電機。
【請求項１１】
前記アクティブ素子は、ツェナーダイオードである、請求項７に記載の電気外科手術発電機。
【請求項１２】
前記アクティブ素子は、電界効果トランジスタである、請求項７に記載の電気外科手術発電機。
【請求項１３】
前記ＲＦエネルギーの少なくとも１つのパラメータを測定するように構成されるセンサ回路と、
該センサ回路から該測定されたパラメータを受信し、該測定されたパラメータに基づいて該電気外科手術発電機の出力を制御するように構成されるコントローラと
をさらに備えている、請求項７に記載の電気外科手術発電機。
【請求項１４】
電流源タイプの挙動を有する無線周波数（ＲＦ）エネルギーを出力するように構成される電気外科手術発電機であって、該発電機は、
電圧源と、少なくとも１つのスイッチと、インダクタとを有するバックコンバータと、
少なくとも１つの一次巻線と、１つの二次巻線と、少なくとも１つの三次巻線とを有する変圧器と、
該ＲＦエネルギーの少なくとも１つのパラメータを測定するように構成されるセンサ回路と、
該測定されたパラメータを該センサ回路から受信し、該測定されたパラメータに基づいて該電気外科手術発電機の出力を制御するように構成されるコントローラと
を備えている、電気外科手術発電機。
【請求項１】
電流源タイプの挙動を有する無線周波数（ＲＦ）エネルギーを出力するように構成される電気外科手術発電機であって、該発電機は、
電圧源と、少なくとも１つのスイッチと、インダクタとを有するバックコンバータと、
該ＲＦエネルギーを出力するように構成されるＲＦステージと、
該ＲＦエネルギーの少なくとも１つのパラメータを測定するように構成されるセンサ回路と、
該センサ回路から該測定されたパラメータを受信し、該測定されたパラメータに基づいて該電気外科手術発電機の出力を制御するように構成されるコントローラと
を備えている、電気外科手術発電機。
【請求項２】
前記ＲＦステージは、少なくとも１つの一次巻線と１つの二次巻線とを有する変圧器をさらに含む、請求項１に記載の電気外科手術発電機。
【請求項３】
前記電圧源と前記一次巻線のセンタータップとの間に連結されるアクティブ素子をさらに備えている、請求項２に記載の電気外科手術発電機。
【請求項４】
前記アクティブ素子は、ダイオードである、請求項３に記載の電気外科手術発電機。
【請求項５】
前記アクティブ素子は、ツェナーダイオードである、請求項３に記載の電気外科手術発電機。
【請求項６】
前記アクティブ素子は、電界効果トランジスタである、請求項３に記載の電気外科手術発電機。
【請求項７】
電流源タイプの挙動を有する無線周波数（ＲＦ）エネルギーを出力するように構成される電気外科手術発電機であって、該発電機は、
電圧源と、少なくとも１つのスイッチと、インダクタとを有するバックコンバータと、
該ＲＦエネルギーを出力するように構成されるＲＦステージと、
該電圧源と該ＲＦステージとの間に連結されるアクティブ素子と
を備えている、電気外科手術発電機。
【請求項８】
前記ＲＦステージは、少なくとも１つの一次巻線と１つの二次巻線とを有する変圧器をさらに備えている、請求項７に記載の電気外科手術発電機。
【請求項９】
前記アクティブ素子は、前記電圧源と前記一次巻線のセンタータップとの間に連結される、請求項８に記載の電気外科手術発電機。
【請求項１０】
前記アクティブ素子は、ダイオードである、請求項７に記載の電気外科手術発電機。
【請求項１１】
前記アクティブ素子は、ツェナーダイオードである、請求項７に記載の電気外科手術発電機。
【請求項１２】
前記アクティブ素子は、電界効果トランジスタである、請求項７に記載の電気外科手術発電機。
【請求項１３】
前記ＲＦエネルギーの少なくとも１つのパラメータを測定するように構成されるセンサ回路と、
該センサ回路から該測定されたパラメータを受信し、該測定されたパラメータに基づいて該電気外科手術発電機の出力を制御するように構成されるコントローラと
をさらに備えている、請求項７に記載の電気外科手術発電機。
【請求項１４】
電流源タイプの挙動を有する無線周波数（ＲＦ）エネルギーを出力するように構成される電気外科手術発電機であって、該発電機は、
電圧源と、少なくとも１つのスイッチと、インダクタとを有するバックコンバータと、
少なくとも１つの一次巻線と、１つの二次巻線と、少なくとも１つの三次巻線とを有する変圧器と、
該ＲＦエネルギーの少なくとも１つのパラメータを測定するように構成されるセンサ回路と、
該測定されたパラメータを該センサ回路から受信し、該測定されたパラメータに基づいて該電気外科手術発電機の出力を制御するように構成されるコントローラと
を備えている、電気外科手術発電機。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−５８４０（Ｐ２０１２−５８４０Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４０９５１（Ｐ２０１１−１４０９５１）
【出願日】平成２３年６月２４日（２０１１．６．２４）
【出願人】（５１００１１６７３）タイコ ヘルスケア グループ リミテッド パートナーシップ (57)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２４日（２０１１．６．２４）
【出願人】（５１００１１６７３）タイコ ヘルスケア グループ リミテッド パートナーシップ (57)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]