電気外科発電機の電流を測定するシステムおよび方法
【課題】ＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧を用いて電気外科発電機の電流を測定するシステムを提供すること。
【解決手段】電気外科発電機は、ＲＦ出力段、ＤＣブロッキングコンデンサ、測定回路およびセンサー回路を含む。ＲＦ出力段は、アクティブ電極への印加のために電気外科エネルギーを生成する。ＤＣブロッキングコンデンサは、ＲＦ出力段とアクティブ電極との間に電気連結される。測定回路はＤＣブロッキングコンデンサに連結され、ＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧を測定する。センサー回路は、電気外科エネルギーの電流をＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧の関数として決定する。
【解決手段】電気外科発電機は、ＲＦ出力段、ＤＣブロッキングコンデンサ、測定回路およびセンサー回路を含む。ＲＦ出力段は、アクティブ電極への印加のために電気外科エネルギーを生成する。ＤＣブロッキングコンデンサは、ＲＦ出力段とアクティブ電極との間に電気連結される。測定回路はＤＣブロッキングコンデンサに連結され、ＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧を測定する。センサー回路は、電気外科エネルギーの電流をＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧の関数として決定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（背景）
（技術分野）
本開示は、電気外科処置を実行するシステムおよび方法に関する。より具体的には、本開示は、ＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧を用いて電気外科発電機の電流を測定するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（関連技術の背景）
電気外科は、組織を切断、切除、凝固または密封する外科手術部位へ高周波電流（例えば、電気外科エネルギー）を印加することに関する。電気外科において、供給源またはアクティブ電極が電気外科エネルギーを電気外科発電機から組織へ伝送し、リターン電極は、電流を発電機へ戻すように伝える。単極電気外科において、ソース電極は、一般的に、外科医によって保持された外科手術器具の一部であり、治療される組織へ適用される。双極電気外科において、リターン電極は、患者の身体上のアクティブ電極から遠くに位置決めされた患者リターンパッドの一部であり、電流を発電機へ搬送し戻す。
【０００３】
切除は、神経外科および癌腫瘍高体温症の分野において特に有用な単極処置であり、１つ以上のＲＦ切除針電極（大抵、細長い円柱形の形状である）が生体の中へ挿入される。そのような針電極の一般的な外形は、絶縁されたシースを組み込み、シースから、露出された（絶縁されていない）先端が延在する。ＲＦエネルギーがリターン電極と挿入された切除電極との間に提供された場合、ＲＦ電流は、身体を通る針電極から流れる。一般的に、電流密度は針電極の先端近くで非常に高く、周囲の組織を加熱および破壊する傾向がある。
【０００４】
双極電気外科において、ハンドヘルド器具の電極のうちの１つは、アクティブ電極として機能し、他方がリターン電極として機能する。電気回路が２つの電極（例えば、電気外科鉗子）の間に形成されるように、リターン電極は、アクティブ電極のごく近接に設置される。このようにして、印加された電流は、電極の間に位置決めされた身体組織に限定される。電極が互いから十分に分離された場合、電気回路は開いており、したがって、身体組織と、分離された電極のうちの一方との不注意な接触は、電流が流れる原因とならない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（概要）
本開示の一実施形態において、電気外科発電機は、エネルギーを少なくとも１つのアクティブ電極に供給するように適合されている。電気外科発電機は、ＲＦ出力段、ＤＣブロッキングコンデンサ、測定回路およびセンサー回路を含む。ＲＦ出力段は、電気外科エネルギーを生成する。ＤＣブロッキングコンデンサは、ＲＦ出力段と組織との間に電気連結される。電気外科発電機は、ＤＣブロッキングコンデンサの故障を検出し得る。測定回路は、ＤＣブロッキングコンデンサに連結され、ＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧を測定する。センサー回路は、電気外科エネルギーの電流をＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧の関数として決定する。本開示のいくつかの実施形態において、電気外科エネルギーの電流を測定する電流感知変圧器がない場合、システムが電気外科エネルギーの電流を決定する。本明細書において開示される電気外科発電機の実施形態のいずれかは、電気外科システムと共に用いられ得る。本開示の実施形態において、電気外科発電機は、電気外科器具および電気外科発電機を含む電気外科システムと共に用いられ得る。電気外科器具は、電気外科エネルギーを組織に印加するように適合されている少なくとも１つのアクティブ電極を含む。
【０００６】
本開示の実施形態において、発電機は、第１、第２、第３および第４のコンデンサをさらに含む。ＤＣブロッキングコンデンサは、第１および第２のノードを有し、第１、第２、第３および第４のコンデンサの各々は、それぞれの第１および第２のノードを有する。第１のコンデンサの第１のノードは、ＤＣブロッキングコンデンサの第１のノードに連結される。第２のコンデンサの第１のノードは、第１のコンデンサの第２のノードと基準（例えば、グラウンド）との間に連結される。第３のコンデンサの第１のノードは、ＤＣブロッキングコンデンサの第２のノードに連結される。第４のコンデンサの第１のノードは、第３のコンデンサの第２のノードと基準との間に連結される。センサー回路は、第１のコンデンサの第２のノードおよび第３のコンデンサの第２のノードに連結され得ることによってその間の電圧を決定し、電気外科エネルギーの電流をＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧の関数として決定する。
【０００７】
本開示の一実施形態において、第１のコンデンサは、第３のコンデンサの静電容量にほぼ等しい静電容量を有する。第２のコンデンサは、第４のコンデンサの静電容量にほぼ等しい静電容量を有し得る。
【０００８】
本開示のさらに別の実施形態において、センサー回路は、Ｉ＝Ｃ（ｄｖ／ｄｔ）の関係式を使用して電流を決定する。Ｃは、ＤＣブロッキングコンデンサの推定された静電容量であり、ｄｖは、ＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧の測度（ｍｅａｓｕｒｅ）であり、ｄｔは、電気外科エネルギーの所定の間隔である。ＤＣブロッキングコンデンサは、双極エネルギーに対して約５０ｎＦの静電容量を有し得、単極エネルギーに対して５ｎＦの静電容量を有し得る。
【０００９】
本開示の別の実施形態において、電気外科発電機は、ＲＦ出力段、ＤＣブロッキングコンデンサならびに測定およびセンサー回路を含む。ＲＦ出力段は、アクティブ電極への印加のために電気外科エネルギーを生成する。ＤＣブロッキングコンデンサは、ＲＦ出力段とアクティブ電極との間に電気連結される。測定回路は、ＤＣブロッキングコンデンサに連結されることによってＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧を測定する。センサー回路は、電気外科エネルギーの電流をＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧の関数として決定する。
【００１０】
本開示の実施形態において、電気外科発電機は、第５および第６のコンデンサを含む。第５のコンデンサは、直列または並列で第１のコンデンサに接続される。第６のコンデンサは、直列または並列で第３のコンデンサに接続される。
【００１１】
本開示の別の実施形態において、電気外科発電機は、カットオフ回路を含む。カットオフ回路は、センサー回路に連結され、そこから電気外科の所定の電流を伝達する。測定された電流が所定の閾値に達した場合、カットオフ回路は、アクティブ電極への電気外科エネルギーの印加を停止するように適合されている。電気外科発電機は、ＲＦ出力段とアクティブ電極との間に連結されたスイッチをさらに含み得る。カットオフ回路は、決定された電流を所定の閾値と比較し、アクティブ電極への電気外科エネルギーの印加を停止するようにスイッチに信号を送るように適合されているカットオフ信号を生成する比較器を含む。
【００１２】
本開示の実施形態において、リターン電極は、電気外科エネルギーを戻すように適合されている。別のＤＣブロッキングコンデンサは、ＲＦ出力段とリターン電極との間に電気連結される。別の測定回路は、別のＤＣブロッキングコンデンサに連結されることによって別のＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧を測定する。センサー回路は、リターン電気外科エネルギーの電流を別のＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧の関数として決定する。漏れ電流測定回路は、センサーに連結されることによって電気外科エネルギーの電流をリターン電気外科エネルギーの電流に比較し、漏れ電流を測定する。
【００１３】
例えば、本発明は、以下の項目を提供する。
（項目１）
電気外科システムであって、該電気外科システムは、
組織に電気外科エネルギーを印加するように適合される少なくとも１つのアクティブ電極を含む電気外科器具と、
該少なくとも１つのアクティブ電極に該電気外科エネルギーを供給するように適合される電気外科発電機と
を含み、
該電気外科発電機は、
該電気外科エネルギーを生成するように適合されるＲＦ出力段と、
該ＲＦ出力段と組織との間に電気的に連結されているＤＣブロッキングコンデンサと、
該ＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧を測定するように該ＤＣブロッキングコンデンサに連結されている測定回路と、
該ＤＣブロッキングコンデンサにわたる該電圧の関数として該電気外科エネルギーの電流を決定するセンサー回路と
を含む、電気外科システム。
（項目２）
上記ＤＣブロッキングコンデンサの第１のノードに連結された第１のノードを有する第１のコンデンサと、
該第１のコンデンサの第２のノードと基準との間に連結された第１のノードを有する第２のコンデンサと、
該ＤＣブロッキングコンデンサの第２のノードに連結された第１のノードを有する第３のコンデンサと、
該第３のコンデンサの第２のノードと該基準との間に連結された第１のノードを有する第４のコンデンサと
を含み、
上記センサー回路は、該第１のコンデンサの該第２のノードと該第３のコンデンサの該第２のノードとに連結され、該ＤＣブロッキングコンデンサにわたる上記電圧の関数として上記電気外科エネルギーの電流を決定するために、該第１のコンデンサの該第２のノードと該第３のコンデンサの該第２のノードとの間の電圧を決定する、上記項目に記載の電気外科システム。
（項目３）
上記第１のコンデンサは、上記第３のコンデンサの静電容量とほぼ等しい静電容量を有する、上記項目のいずれかに記載の電気外科システム。
（項目４）
上記第２のコンデンサは、上記第４のコンデンサの静電容量とほぼ等しい静電容量を有する、上記項目のいずれかに記載の電気外科システム。
（項目５）
上記センサー回路は、
Ｉ＝Ｃ（ｄｖ／ｄｔ）
の関係式を利用して、上記電流を決定し、
Ｃは、上記ＤＣブロッキングコンデンサの推定された静電容量であり、ｄｖは、該ＤＣブロッキングコンデンサにわたる上記電圧の測度であり、ｄｔは、上記電気外科エネルギーの所定の間隔である、上記項目のいずれかに記載の電気外科システム。
（項目６）
上記ＤＣブロッキングコンデンサは、約５０ｎＦの静電容量を有する、上記項目のいずれかに記載の電気外科システム。
（項目７）
上記ＤＣブロッキングコンデンサは、約５ｎＦの静電容量を有する、上記項目のいずれかに記載の電気外科システム。
（項目８）
上記電気外科システムは、上記電気外科エネルギーを測定するための電流感知変圧器がない場合に、該電気外科エネルギーの電流を決定する、上記項目のいずれかに記載の電気外科システム。
（項目９）
電気外科発電機であって、該電気外科発電機は、
アクティブ電極に印加するための電気外科エネルギーを生成するように適合されるＲＦ出力段と、
該ＲＦ出力段と該アクティブ電極との間に電気的に連結されるＤＣブロッキングコンデンサと、
該ＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧を測定するための、該ＤＣブロッキングコンデンサに連結される測定回路と、
該ＤＣブロッキングコンデンサにわたる該電圧の関数として該電気外科エネルギーの電流を決定するセンサー回路と
を含む、電気外科発電機。
（項目１０）
上記電気外科発電機は、
上記ＤＣブロッキングコンデンサの第１のノードに連結される第１のノードを有する第１のコンデンサと、
該第１のコンデンサの第２のノードと基準との間に連結される第１のノードを有する第２のコンデンサと、
該ＤＣブロッキングコンデンサの第２のノードに連結される第１のノードを有する第３のコンデンサと、
該第３のコンデンサの第２のノードと該基準との間に連結される第１のノードを有する第４のコンデンサと
を含み、
上記センサー回路は、該第１のコンデンサの該第２のノードと該第３のコンデンサの該第２のノードとに連結され、該ＤＣブロッキングコンデンサにわたる上記電圧の上記関数として上記電気外科エネルギーの上記電流を決定するために、該第１のコンデンサの該第２のノードと該第３のコンデンサの該第２のノードとの間の電圧を決定する、上記項目のいずれかに記載の電気外科発電機。
（項目１１）
上記第１コンデンサ、上記第２のコンデンサ、上記第３のコンデンサ、および上記第４のコンデンサは、上記電気外科発電機のグラウンドと患者の間の絶縁を提供するのに十分である、上記項目のいずれかに記載の電気外科発電機。
（項目１２）
上記第１のコンデンサは、上記第３のコンデンサの静電容量とほぼ等しい静電容量を有する、上記項目のいずれかに記載の電気外科発電機。
（項目１３）
上記第２のコンデンサは、上記第４のコンデンサの静電容量とほぼ等しい静電容量を有する、上記項目のいずれかに記載の電気外科発電機。
（項目１４）
上記センサー回路は、
Ｉ＝Ｃ（ｄｖ／ｄｔ）
の関係式を利用して、上記電流を決定し、
Ｃは、上記ＤＣブロッキングコンデンサの推定された静電容量であり、ｄｖは、該ＤＣブロッキングコンデンサにわたる上記電圧の測度であり、ｄｔは、上記電気外科エネルギーの所定の間隔である、上記項目のいずれかに記載の電気外科発電機。
（項目１５）
上記ＤＣブロッキングコンデンサは、約５０ｎＦおよび約５ｎＦのうちの１つの静電容量を有する、上記項目のいずれかに記載の電気外科発電機。
（項目１６）
上記電気外科システムは、上記電気外科エネルギーを測定するための電流感知変圧器がない場合に、該電気外科エネルギーの上記電流を決定する、上記項目のいずれかに記載の電気外科発電機。
（項目１７）
上記電気外科発電機は、
上記第１のコンデンサに直列または並列のうちの１つで接続される第５のコンデンサと、
上記第３のコンデンサに直列または並列のうちの１つで接続される第６のコンデンサと
をさらに含む、上記項目のいずれかに記載の電気外科発電機。
（項目１８）
上記電気外科発電機は、該発電機から上記決定された電気外科電流を伝達するための、上記センサー回路に連結されるカットオフ回路をさらに含み、該カットオフ回路は、上記測定された電流が所定の閾値に達する場合に、上記アクティブ電極への上記電気外科エネルギーの印加を停止するように適合される、上記項目のいずれかに記載の電気外科発電機。
（項目１９）
上記電気外科発電機は、上記ＲＦ出力段と上記アクティブ電極との間に連結されるスイッチをさらに含み、上記カットオフ回路は、上記決定された電流を上記所定の閾値と比較し、上記アクティブ電極への上記電気外科エネルギーの印加を停止するための上記スイッチに信号を送るように適合されるカットオフ信号を生成するための比較器を含む、上記項目のいずれかに記載の電気外科発電機。
（項目２０）
上記電気外科発電機は、
上記電気外科エネルギーを戻すように適合されるリターン電極と、
上記ＲＦ出力段と、組織から上記電気外科エネルギーを戻すように適合されるリターン電極との間に電気的に連結されるもう１つのＤＣブロッキングコンデンサと、
該もう１つのＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧を測定するための、該もう１つのＤＣブロッキングコンデンサに連結されるもう１つのセンサー回路と
を含み、
該センサー回路は、該もう１つのＤＣブロッキングコンデンサにわたる該電圧の関数として該リターン電気外科エネルギーの電流を決定し、
漏れ電流の測定回路は、漏れ電流を測定するために、該電気外科エネルギーの上記電流を該リターン電気外科エネルギーの該電流と比較するように該センサーに連結される、上記項目のいずれかに記載の電気外科発電機。
（項目２１）
上記電気外科発電機は、上記ＤＣブロッキングコンデンサと直列に連結される余分なＤＣブロッキングコンデンサをさらに含み、上記センサー回路は、該余分なＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧の関数として、上記電気外科エネルギーの上記電流を決定する、上記項目のいずれかに記載の電気外科発電機。
【００１４】
本開示のさまざまな実施形態は、本明細書において図面を参照して説明される。
（摘要）
電気外科発電機は、ＲＦ出力段、ＤＣブロッキングコンデンサ、測定回路およびセンサー回路を含む。ＲＦ出力段は、アクティブ電極への印加のために電気外科エネルギーを生成する。ＤＣブロッキングコンデンサは、ＲＦ出力段とアクティブ電極との間に電気連結される。測定回路はＤＣブロッキングコンデンサに連結され、ＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧を測定する。センサー回路は、電気外科エネルギーの電流をＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧の関数として決定する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本開示に従った電気外科システムの概略ブロック図である。
【図２】図２は、本開示に従った電気外科発電機の概略ブロック図である。
【図３】図３は、本開示に従った図１または図２の発電機によって用いられ得るＤＣブロッキングコンデンサに連結された回路を示す。
【図４】図４は、本開示に従った電気外科エネルギーの電流を決定するＤＣブロッキングコンデンサおよび余分なＤＣブロッキングコンデンサに連結された回路を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（詳細な説明）
本発明の特定の実施形態は、添付の図面を参照して以下に説明される。次の説明において、不必要な詳細で本開示を不明確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は説明されない。当業者は、本開示に従う本発明が単極電気外科手術システムまたは双極電気外科手術システムのいずれかと共に使用するように適合され得ることを理解する。図１は、本開示に従う電気外科システムの概略図である。システムは、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１０を含む。器具１０は、１つ以上のアクティブ電極を含む単極型（例えば、電気外科切断プローブ、切除電極（単数または複数）など）かまたは１つ以上のアクティブおよびリターン電極を含む双極型（例えば、電気外科密封鉗子）のいずれかであり得る。電気外科ＲＦエネルギーは、供給ライン１２を介して発電機２０によって器具１０に供給され、発電機２０は、アクティブ出力端子に動作可能に接続され、器具１０が、組織を凝固させ、密封し、切除しかつ／または治療することを可能にする。
【００１７】
器具１０が単極型である場合、エネルギーは、患者の体に配置される１つ以上の電極パッドであり得るリターン電極（明確には図示されていない）を介して発電機２０に戻され得る。システムは、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限にすると考えられる複数のリターン電極を含み得る。さらに、発電機２０および単極リターン電極は、いわゆる「組織対患者」接触インピーダンスの十分性を監視して、組織損傷の機会をさらに最小限するように構成され得る。
【００１８】
器具１０が双極型である場合、リターン電極は、アクティブ電極の近く（例えば、双極鉗子の向かい合うジョー）に配置される。発電機２０は、複数の供給およびリターン端子と、対応する数の電極リード線とを含み得る。
【００１９】
発電機２０は、発電機２０を制御する入力制御器（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）を含む。さらに、発電機２０は、外科医に様々な出力情報（例えば、強度設定、治療完了インジケータなど）を提供する１つ以上のディスプレースクリーンを含み得る。調整器は、外科医が、ＲＦエネルギーの電力、波形、および他のパラメータを調整して、特定の作業（例えば、凝固、組織密封、強度設定など）に適した波形を獲得することを可能にする。器具１０はまた、発電機２０の特定の入力制御器と共に豊富な複数の入力制御器を含み得る。器具１０上の豊富な入力制御器は、発電機２０との相互作用を必要とすることなく、外科手術中、ＲＦエネルギーパラメータのより容易でかつより速い修正を可能にする。
【００２０】
図２は、発電機２０の概略ブロック図を示し、発電機２０は、センサー回路２１と、カットオフ回路２２と、漏れ電流測定回路２３と、制御装置２４と、高電圧ＤＣ電源２７（「ＨＶＰＳ」）と、ＲＦ出力段２８とを有する。ＨＶＰＳ２７は、高電圧ＤＣ電力をＲＦ出力段２８に提供し、ＲＦ出力段２８は、次いで高電圧ＤＣ電力をＲＦエネルギーに変換し、ＲＦエネルギーを器具１０のアクティブ電極に送達する。特に、ＲＦ出力段２８は、高周波ＲＦエネルギーの正弦波波形を生成する。ＲＦ出力段２８は、様々なデューティサイクルと、ピーク電圧と、波高因子と、他のパラメータとを有する複数の波形を生成するように構成される。ある型の波形は、特定の電気外科モードに適している。例えば、ＲＦ出力段２８は、組織を切除するのに最適である切断モードにおいて１００％デューティサイクル正弦波波形を生成し、止血するために組織を焼灼するのに最も良く用いられる凝固モードにおいて２５％デューティサイクル波形を生成する。
【００２１】
制御装置２４は、メモリ２６に動作可能に接続されるマイクロプロセッサ２５を含み、メモリ２６は、揮発性型メモリ（例えば、ＲＡＭ）および／または不揮発性型メモリ（例えば、フラッシュ媒体、ディスク媒体など）であり得る。マイクロプロセッサ２５は、ＨＶＰＳ２７に動作可能に接続される出力ポートおよび／またはＲＦ出力段２８を含み、マイクロプロセッサ２５が開制御ループ方式および／または閉制御ループ方式のいずれかに従って発電機２０の出力を制御することを可能にする。
【００２２】
閉ループ制御方式は、フィードバック制御ループであり、フィードバック制御ループにおいて、センサー回路２２は、様々な組織およびエネルギーの特性（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）を測定する複数のセンサーを含み得、フィードバックを制御装置２４に提供する。制御装置２４は次いでＨＶＰＳ２７および／またはＲＦ出力段２８に信号を送り、ＨＶＰＳ２７および／またはＲＦ出力段２８は次いでそれぞれＤＣ電源および／またはＲＦ電源を調整する。制御装置２４はまた、発電機２０または器具１０の入力制御器から入力信号を受信する。制御装置２４は、入力信号を利用して、発電機２０によって出力される電力を調整しかつ／または発電機２０の他の制御機能を行う。
【００２３】
ＤＣブロッキングコンデンサ２９は、アクティブ電極（図示されていない）に行く電気外科エネルギーにＤＣブロッキングを提供する。測定回路３０は、センサー回路２１と通信するＤＣブロッキングコンデンサ２９にわたる電圧を測定する。ＤＣブロッキングコンデンサ３１は、リターン電気外科エネルギーのＤＣブロッキングを提供する。測定回路３２は、ＤＣブロッキングコンデンサ３１にわたる電圧を測定する。センサー回路３２は、コンデンサ２９にわたる電圧を利用してアクティブ電極に供給される電気外科エネルギーの電流を決定し得、同様にＤＣブロッキングコンデンサ３１にわたる電圧を利用してリターン電流を決定し得る。制御装置２４は、ＤＣブロッキングコンデンサ２９または３１を通る電圧および／または電流を利用して、ＤＣブロッキングコンデンサ２９または３１におけるどの故障も検出し得る。
【００２４】
ＤＣブロッキングコンデンサ２９または３１を介して通信される電流は、それぞれ測定回路３０または３２から得られる電圧測定値を用いて決定され得る。コンデンサを介する電流は、次の関係（１）を用いることによってコンデンサの電圧を用いて決定され得る。
Ｉ＝Ｃ（ｄｖ／ｄｔ）、（１）
ここで、ＣはＤＣブロッキングコンデンサの推定された静電容量であり、ｄｖはＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧の測度であり、ｄｔは電気外科エネルギーの所定の間隔である。所定の間隔は、電気外科エネルギーのスイッチング間隔であり得る。
【００２５】
センサー回路２１は、カットオフ回路２２および／または制御装置２４に電流を通信する。カットオフ回路２２は、出力電流を基準と比較し得る（例えば、比較器３４を用いて）。出力電流が基準を超えた場合、カットオフ回路２２は、スイッチ３３に信号を送り、アクティブ電極（図示されていない）からＲＦ出力段を切断する。漏れ電流測定回路２３は、漏れ電流測定回路２３から電気外科電流およびリターン電流を受け取る。漏れ電流測定回路２３は、制御装置２４に通信する漏れ電流を決定する。
【００２６】
図３は、本開示に従って図１および／または図２の発電機によって用いられ得るＤＣブロッキングコンデンサ３５に連結される回路を示す。図３は、図２のブロッキングコンデンサ２９および／または３１であり得るＤＣブロッキングコンデンサ３５を示す。コンデンサ３６、３７、３８、および３９は、Ｈ形状で配置され、ディバイダネットワークとして機能する。コンデンサ３６、３７、３８、および３９は、患者と発電機の設置との間に絶縁バリヤーを提供する。本開示のいくつかの実施形態において、オプトカプラおよび／または絶縁変圧器は患者と発電機のグラウンドとの間に絶縁バリヤーを提供するために用いられ、他の実施形態において、それらは用いられない。測定回路４０は、図２の測定回路３０または３２であり得る。測定回路４０は、（１）コンデンサ３６と３８との間のノードおよび（２）コンデンサ３７と３９との間のノードであるノード間の電圧差を測定する。コンデンサ３６および／または３７は、様々な並列または直列のコンデンサに分割されて、患者とグラウンドとの間の絶縁バリヤーに対してクリーページ、クリアランスおよび電圧破壊を調整し得る。コンデンサ３６および３８は、ディバイダネットワークを形成する。コンデンサ３７および３９は、別のディバイダネットワークを形成する。コンデンサ３６および３７は同じ静電容量を有し、コンデンサ３８および３９は同じ静電容量を有する。コンデンサ３６、３７、３８、および３９によって形成されるディバイダネットワークは、測定回路４０によって所定の量だけ、測定された電圧を減少させ、電気外科エネルギーの周波数、コンデンサ３６、３７、３８および３９の静電容量、ならびにＤＣブロッキングコンデンサ３５の関数である。コンデンサ３６、３７、３８、および３９は、例えば、典型的な使用中、患者と電気外科発電機２０のグラウンドとの間でコンデンサ３６、３７、３８、および３９の電圧破壊を防ぐなど、電気外科発電機２０（図１を参照されたい）と患者Ｐとの間の絶縁を提供するのに十分である。
【００２７】
本開示のいくつかの実施形態において、変圧器は、ＤＣブロッキングコンデンサ３５と測定回路４０との間の絶縁を提供し、そして／または測定回路４０による測定する前に電気外科エネルギーの電圧を階段状に下げるために、ブロッキングコンデンサ３５と測定回路４０との間に置かれ得る。
【００２８】
図４は、本開示に従って電気外科エネルギーの電流を決定するための、ＤＣブロッキングコンデンサ３５ａと余分なＤＣブロッキングコンデンサ３５ｂとに連結される回路４００を示す。ノード４０２および４０４は、図２のＳＷＴ３３とアクティブ電極（示していない）との間に連結され得る。例えば、ブロッキングコンデンサ３５ａおよび３５ｂは、図２のコンデンサ２９に代わって、または加えて使用され得る。回路４００は、測定回路４０ａおよび４０ｂを含む。測定回路４０ａは、コンデンサ３６ａ、３７ａ、３８ａおよび３９ａを用いて、ＤＣブロッキングコンデンサ３５ａにわたる電圧を測定する。測定回路４０ｂは、コンデンサ３６ｂ、３７ｂ、３８ｂおよび３９ｂを用いて、ＤＣブロッキングコンデンサ３５ｂにわたる電圧を測定する。ブロッキングコンデンサ３５ａおよび３５ｂは、余分な電気外科エネルギー測定を提供する。
【００２９】
本開示のいくつかの実施形態が図面に示され、そして／または本明細書に議論されるが、本開示が、技術分野が可能である範囲と同じ幅広く、明細書も同様に読まれることが意図されるように、本開示がそれらの実施形態に限定されないことが意図される。それゆえに、上記説明は、限定としてではなく、単に特定の実施形態の代表的な例として解釈されるべきである。当業者は、本明細書に添付した請求項の範囲および精神内に他の変更を予想する。
【符号の説明】
【００３０】
１０ 電気外科器具
１２ 供給ライン
２０ 発電機
Ｐ 患者
【技術分野】
【０００１】
（背景）
（技術分野）
本開示は、電気外科処置を実行するシステムおよび方法に関する。より具体的には、本開示は、ＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧を用いて電気外科発電機の電流を測定するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（関連技術の背景）
電気外科は、組織を切断、切除、凝固または密封する外科手術部位へ高周波電流（例えば、電気外科エネルギー）を印加することに関する。電気外科において、供給源またはアクティブ電極が電気外科エネルギーを電気外科発電機から組織へ伝送し、リターン電極は、電流を発電機へ戻すように伝える。単極電気外科において、ソース電極は、一般的に、外科医によって保持された外科手術器具の一部であり、治療される組織へ適用される。双極電気外科において、リターン電極は、患者の身体上のアクティブ電極から遠くに位置決めされた患者リターンパッドの一部であり、電流を発電機へ搬送し戻す。
【０００３】
切除は、神経外科および癌腫瘍高体温症の分野において特に有用な単極処置であり、１つ以上のＲＦ切除針電極（大抵、細長い円柱形の形状である）が生体の中へ挿入される。そのような針電極の一般的な外形は、絶縁されたシースを組み込み、シースから、露出された（絶縁されていない）先端が延在する。ＲＦエネルギーがリターン電極と挿入された切除電極との間に提供された場合、ＲＦ電流は、身体を通る針電極から流れる。一般的に、電流密度は針電極の先端近くで非常に高く、周囲の組織を加熱および破壊する傾向がある。
【０００４】
双極電気外科において、ハンドヘルド器具の電極のうちの１つは、アクティブ電極として機能し、他方がリターン電極として機能する。電気回路が２つの電極（例えば、電気外科鉗子）の間に形成されるように、リターン電極は、アクティブ電極のごく近接に設置される。このようにして、印加された電流は、電極の間に位置決めされた身体組織に限定される。電極が互いから十分に分離された場合、電気回路は開いており、したがって、身体組織と、分離された電極のうちの一方との不注意な接触は、電流が流れる原因とならない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（概要）
本開示の一実施形態において、電気外科発電機は、エネルギーを少なくとも１つのアクティブ電極に供給するように適合されている。電気外科発電機は、ＲＦ出力段、ＤＣブロッキングコンデンサ、測定回路およびセンサー回路を含む。ＲＦ出力段は、電気外科エネルギーを生成する。ＤＣブロッキングコンデンサは、ＲＦ出力段と組織との間に電気連結される。電気外科発電機は、ＤＣブロッキングコンデンサの故障を検出し得る。測定回路は、ＤＣブロッキングコンデンサに連結され、ＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧を測定する。センサー回路は、電気外科エネルギーの電流をＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧の関数として決定する。本開示のいくつかの実施形態において、電気外科エネルギーの電流を測定する電流感知変圧器がない場合、システムが電気外科エネルギーの電流を決定する。本明細書において開示される電気外科発電機の実施形態のいずれかは、電気外科システムと共に用いられ得る。本開示の実施形態において、電気外科発電機は、電気外科器具および電気外科発電機を含む電気外科システムと共に用いられ得る。電気外科器具は、電気外科エネルギーを組織に印加するように適合されている少なくとも１つのアクティブ電極を含む。
【０００６】
本開示の実施形態において、発電機は、第１、第２、第３および第４のコンデンサをさらに含む。ＤＣブロッキングコンデンサは、第１および第２のノードを有し、第１、第２、第３および第４のコンデンサの各々は、それぞれの第１および第２のノードを有する。第１のコンデンサの第１のノードは、ＤＣブロッキングコンデンサの第１のノードに連結される。第２のコンデンサの第１のノードは、第１のコンデンサの第２のノードと基準（例えば、グラウンド）との間に連結される。第３のコンデンサの第１のノードは、ＤＣブロッキングコンデンサの第２のノードに連結される。第４のコンデンサの第１のノードは、第３のコンデンサの第２のノードと基準との間に連結される。センサー回路は、第１のコンデンサの第２のノードおよび第３のコンデンサの第２のノードに連結され得ることによってその間の電圧を決定し、電気外科エネルギーの電流をＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧の関数として決定する。
【０００７】
本開示の一実施形態において、第１のコンデンサは、第３のコンデンサの静電容量にほぼ等しい静電容量を有する。第２のコンデンサは、第４のコンデンサの静電容量にほぼ等しい静電容量を有し得る。
【０００８】
本開示のさらに別の実施形態において、センサー回路は、Ｉ＝Ｃ（ｄｖ／ｄｔ）の関係式を使用して電流を決定する。Ｃは、ＤＣブロッキングコンデンサの推定された静電容量であり、ｄｖは、ＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧の測度（ｍｅａｓｕｒｅ）であり、ｄｔは、電気外科エネルギーの所定の間隔である。ＤＣブロッキングコンデンサは、双極エネルギーに対して約５０ｎＦの静電容量を有し得、単極エネルギーに対して５ｎＦの静電容量を有し得る。
【０００９】
本開示の別の実施形態において、電気外科発電機は、ＲＦ出力段、ＤＣブロッキングコンデンサならびに測定およびセンサー回路を含む。ＲＦ出力段は、アクティブ電極への印加のために電気外科エネルギーを生成する。ＤＣブロッキングコンデンサは、ＲＦ出力段とアクティブ電極との間に電気連結される。測定回路は、ＤＣブロッキングコンデンサに連結されることによってＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧を測定する。センサー回路は、電気外科エネルギーの電流をＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧の関数として決定する。
【００１０】
本開示の実施形態において、電気外科発電機は、第５および第６のコンデンサを含む。第５のコンデンサは、直列または並列で第１のコンデンサに接続される。第６のコンデンサは、直列または並列で第３のコンデンサに接続される。
【００１１】
本開示の別の実施形態において、電気外科発電機は、カットオフ回路を含む。カットオフ回路は、センサー回路に連結され、そこから電気外科の所定の電流を伝達する。測定された電流が所定の閾値に達した場合、カットオフ回路は、アクティブ電極への電気外科エネルギーの印加を停止するように適合されている。電気外科発電機は、ＲＦ出力段とアクティブ電極との間に連結されたスイッチをさらに含み得る。カットオフ回路は、決定された電流を所定の閾値と比較し、アクティブ電極への電気外科エネルギーの印加を停止するようにスイッチに信号を送るように適合されているカットオフ信号を生成する比較器を含む。
【００１２】
本開示の実施形態において、リターン電極は、電気外科エネルギーを戻すように適合されている。別のＤＣブロッキングコンデンサは、ＲＦ出力段とリターン電極との間に電気連結される。別の測定回路は、別のＤＣブロッキングコンデンサに連結されることによって別のＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧を測定する。センサー回路は、リターン電気外科エネルギーの電流を別のＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧の関数として決定する。漏れ電流測定回路は、センサーに連結されることによって電気外科エネルギーの電流をリターン電気外科エネルギーの電流に比較し、漏れ電流を測定する。
【００１３】
例えば、本発明は、以下の項目を提供する。
（項目１）
電気外科システムであって、該電気外科システムは、
組織に電気外科エネルギーを印加するように適合される少なくとも１つのアクティブ電極を含む電気外科器具と、
該少なくとも１つのアクティブ電極に該電気外科エネルギーを供給するように適合される電気外科発電機と
を含み、
該電気外科発電機は、
該電気外科エネルギーを生成するように適合されるＲＦ出力段と、
該ＲＦ出力段と組織との間に電気的に連結されているＤＣブロッキングコンデンサと、
該ＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧を測定するように該ＤＣブロッキングコンデンサに連結されている測定回路と、
該ＤＣブロッキングコンデンサにわたる該電圧の関数として該電気外科エネルギーの電流を決定するセンサー回路と
を含む、電気外科システム。
（項目２）
上記ＤＣブロッキングコンデンサの第１のノードに連結された第１のノードを有する第１のコンデンサと、
該第１のコンデンサの第２のノードと基準との間に連結された第１のノードを有する第２のコンデンサと、
該ＤＣブロッキングコンデンサの第２のノードに連結された第１のノードを有する第３のコンデンサと、
該第３のコンデンサの第２のノードと該基準との間に連結された第１のノードを有する第４のコンデンサと
を含み、
上記センサー回路は、該第１のコンデンサの該第２のノードと該第３のコンデンサの該第２のノードとに連結され、該ＤＣブロッキングコンデンサにわたる上記電圧の関数として上記電気外科エネルギーの電流を決定するために、該第１のコンデンサの該第２のノードと該第３のコンデンサの該第２のノードとの間の電圧を決定する、上記項目に記載の電気外科システム。
（項目３）
上記第１のコンデンサは、上記第３のコンデンサの静電容量とほぼ等しい静電容量を有する、上記項目のいずれかに記載の電気外科システム。
（項目４）
上記第２のコンデンサは、上記第４のコンデンサの静電容量とほぼ等しい静電容量を有する、上記項目のいずれかに記載の電気外科システム。
（項目５）
上記センサー回路は、
Ｉ＝Ｃ（ｄｖ／ｄｔ）
の関係式を利用して、上記電流を決定し、
Ｃは、上記ＤＣブロッキングコンデンサの推定された静電容量であり、ｄｖは、該ＤＣブロッキングコンデンサにわたる上記電圧の測度であり、ｄｔは、上記電気外科エネルギーの所定の間隔である、上記項目のいずれかに記載の電気外科システム。
（項目６）
上記ＤＣブロッキングコンデンサは、約５０ｎＦの静電容量を有する、上記項目のいずれかに記載の電気外科システム。
（項目７）
上記ＤＣブロッキングコンデンサは、約５ｎＦの静電容量を有する、上記項目のいずれかに記載の電気外科システム。
（項目８）
上記電気外科システムは、上記電気外科エネルギーを測定するための電流感知変圧器がない場合に、該電気外科エネルギーの電流を決定する、上記項目のいずれかに記載の電気外科システム。
（項目９）
電気外科発電機であって、該電気外科発電機は、
アクティブ電極に印加するための電気外科エネルギーを生成するように適合されるＲＦ出力段と、
該ＲＦ出力段と該アクティブ電極との間に電気的に連結されるＤＣブロッキングコンデンサと、
該ＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧を測定するための、該ＤＣブロッキングコンデンサに連結される測定回路と、
該ＤＣブロッキングコンデンサにわたる該電圧の関数として該電気外科エネルギーの電流を決定するセンサー回路と
を含む、電気外科発電機。
（項目１０）
上記電気外科発電機は、
上記ＤＣブロッキングコンデンサの第１のノードに連結される第１のノードを有する第１のコンデンサと、
該第１のコンデンサの第２のノードと基準との間に連結される第１のノードを有する第２のコンデンサと、
該ＤＣブロッキングコンデンサの第２のノードに連結される第１のノードを有する第３のコンデンサと、
該第３のコンデンサの第２のノードと該基準との間に連結される第１のノードを有する第４のコンデンサと
を含み、
上記センサー回路は、該第１のコンデンサの該第２のノードと該第３のコンデンサの該第２のノードとに連結され、該ＤＣブロッキングコンデンサにわたる上記電圧の上記関数として上記電気外科エネルギーの上記電流を決定するために、該第１のコンデンサの該第２のノードと該第３のコンデンサの該第２のノードとの間の電圧を決定する、上記項目のいずれかに記載の電気外科発電機。
（項目１１）
上記第１コンデンサ、上記第２のコンデンサ、上記第３のコンデンサ、および上記第４のコンデンサは、上記電気外科発電機のグラウンドと患者の間の絶縁を提供するのに十分である、上記項目のいずれかに記載の電気外科発電機。
（項目１２）
上記第１のコンデンサは、上記第３のコンデンサの静電容量とほぼ等しい静電容量を有する、上記項目のいずれかに記載の電気外科発電機。
（項目１３）
上記第２のコンデンサは、上記第４のコンデンサの静電容量とほぼ等しい静電容量を有する、上記項目のいずれかに記載の電気外科発電機。
（項目１４）
上記センサー回路は、
Ｉ＝Ｃ（ｄｖ／ｄｔ）
の関係式を利用して、上記電流を決定し、
Ｃは、上記ＤＣブロッキングコンデンサの推定された静電容量であり、ｄｖは、該ＤＣブロッキングコンデンサにわたる上記電圧の測度であり、ｄｔは、上記電気外科エネルギーの所定の間隔である、上記項目のいずれかに記載の電気外科発電機。
（項目１５）
上記ＤＣブロッキングコンデンサは、約５０ｎＦおよび約５ｎＦのうちの１つの静電容量を有する、上記項目のいずれかに記載の電気外科発電機。
（項目１６）
上記電気外科システムは、上記電気外科エネルギーを測定するための電流感知変圧器がない場合に、該電気外科エネルギーの上記電流を決定する、上記項目のいずれかに記載の電気外科発電機。
（項目１７）
上記電気外科発電機は、
上記第１のコンデンサに直列または並列のうちの１つで接続される第５のコンデンサと、
上記第３のコンデンサに直列または並列のうちの１つで接続される第６のコンデンサと
をさらに含む、上記項目のいずれかに記載の電気外科発電機。
（項目１８）
上記電気外科発電機は、該発電機から上記決定された電気外科電流を伝達するための、上記センサー回路に連結されるカットオフ回路をさらに含み、該カットオフ回路は、上記測定された電流が所定の閾値に達する場合に、上記アクティブ電極への上記電気外科エネルギーの印加を停止するように適合される、上記項目のいずれかに記載の電気外科発電機。
（項目１９）
上記電気外科発電機は、上記ＲＦ出力段と上記アクティブ電極との間に連結されるスイッチをさらに含み、上記カットオフ回路は、上記決定された電流を上記所定の閾値と比較し、上記アクティブ電極への上記電気外科エネルギーの印加を停止するための上記スイッチに信号を送るように適合されるカットオフ信号を生成するための比較器を含む、上記項目のいずれかに記載の電気外科発電機。
（項目２０）
上記電気外科発電機は、
上記電気外科エネルギーを戻すように適合されるリターン電極と、
上記ＲＦ出力段と、組織から上記電気外科エネルギーを戻すように適合されるリターン電極との間に電気的に連結されるもう１つのＤＣブロッキングコンデンサと、
該もう１つのＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧を測定するための、該もう１つのＤＣブロッキングコンデンサに連結されるもう１つのセンサー回路と
を含み、
該センサー回路は、該もう１つのＤＣブロッキングコンデンサにわたる該電圧の関数として該リターン電気外科エネルギーの電流を決定し、
漏れ電流の測定回路は、漏れ電流を測定するために、該電気外科エネルギーの上記電流を該リターン電気外科エネルギーの該電流と比較するように該センサーに連結される、上記項目のいずれかに記載の電気外科発電機。
（項目２１）
上記電気外科発電機は、上記ＤＣブロッキングコンデンサと直列に連結される余分なＤＣブロッキングコンデンサをさらに含み、上記センサー回路は、該余分なＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧の関数として、上記電気外科エネルギーの上記電流を決定する、上記項目のいずれかに記載の電気外科発電機。
【００１４】
本開示のさまざまな実施形態は、本明細書において図面を参照して説明される。
（摘要）
電気外科発電機は、ＲＦ出力段、ＤＣブロッキングコンデンサ、測定回路およびセンサー回路を含む。ＲＦ出力段は、アクティブ電極への印加のために電気外科エネルギーを生成する。ＤＣブロッキングコンデンサは、ＲＦ出力段とアクティブ電極との間に電気連結される。測定回路はＤＣブロッキングコンデンサに連結され、ＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧を測定する。センサー回路は、電気外科エネルギーの電流をＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧の関数として決定する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本開示に従った電気外科システムの概略ブロック図である。
【図２】図２は、本開示に従った電気外科発電機の概略ブロック図である。
【図３】図３は、本開示に従った図１または図２の発電機によって用いられ得るＤＣブロッキングコンデンサに連結された回路を示す。
【図４】図４は、本開示に従った電気外科エネルギーの電流を決定するＤＣブロッキングコンデンサおよび余分なＤＣブロッキングコンデンサに連結された回路を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（詳細な説明）
本発明の特定の実施形態は、添付の図面を参照して以下に説明される。次の説明において、不必要な詳細で本開示を不明確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は説明されない。当業者は、本開示に従う本発明が単極電気外科手術システムまたは双極電気外科手術システムのいずれかと共に使用するように適合され得ることを理解する。図１は、本開示に従う電気外科システムの概略図である。システムは、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１０を含む。器具１０は、１つ以上のアクティブ電極を含む単極型（例えば、電気外科切断プローブ、切除電極（単数または複数）など）かまたは１つ以上のアクティブおよびリターン電極を含む双極型（例えば、電気外科密封鉗子）のいずれかであり得る。電気外科ＲＦエネルギーは、供給ライン１２を介して発電機２０によって器具１０に供給され、発電機２０は、アクティブ出力端子に動作可能に接続され、器具１０が、組織を凝固させ、密封し、切除しかつ／または治療することを可能にする。
【００１７】
器具１０が単極型である場合、エネルギーは、患者の体に配置される１つ以上の電極パッドであり得るリターン電極（明確には図示されていない）を介して発電機２０に戻され得る。システムは、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限にすると考えられる複数のリターン電極を含み得る。さらに、発電機２０および単極リターン電極は、いわゆる「組織対患者」接触インピーダンスの十分性を監視して、組織損傷の機会をさらに最小限するように構成され得る。
【００１８】
器具１０が双極型である場合、リターン電極は、アクティブ電極の近く（例えば、双極鉗子の向かい合うジョー）に配置される。発電機２０は、複数の供給およびリターン端子と、対応する数の電極リード線とを含み得る。
【００１９】
発電機２０は、発電機２０を制御する入力制御器（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）を含む。さらに、発電機２０は、外科医に様々な出力情報（例えば、強度設定、治療完了インジケータなど）を提供する１つ以上のディスプレースクリーンを含み得る。調整器は、外科医が、ＲＦエネルギーの電力、波形、および他のパラメータを調整して、特定の作業（例えば、凝固、組織密封、強度設定など）に適した波形を獲得することを可能にする。器具１０はまた、発電機２０の特定の入力制御器と共に豊富な複数の入力制御器を含み得る。器具１０上の豊富な入力制御器は、発電機２０との相互作用を必要とすることなく、外科手術中、ＲＦエネルギーパラメータのより容易でかつより速い修正を可能にする。
【００２０】
図２は、発電機２０の概略ブロック図を示し、発電機２０は、センサー回路２１と、カットオフ回路２２と、漏れ電流測定回路２３と、制御装置２４と、高電圧ＤＣ電源２７（「ＨＶＰＳ」）と、ＲＦ出力段２８とを有する。ＨＶＰＳ２７は、高電圧ＤＣ電力をＲＦ出力段２８に提供し、ＲＦ出力段２８は、次いで高電圧ＤＣ電力をＲＦエネルギーに変換し、ＲＦエネルギーを器具１０のアクティブ電極に送達する。特に、ＲＦ出力段２８は、高周波ＲＦエネルギーの正弦波波形を生成する。ＲＦ出力段２８は、様々なデューティサイクルと、ピーク電圧と、波高因子と、他のパラメータとを有する複数の波形を生成するように構成される。ある型の波形は、特定の電気外科モードに適している。例えば、ＲＦ出力段２８は、組織を切除するのに最適である切断モードにおいて１００％デューティサイクル正弦波波形を生成し、止血するために組織を焼灼するのに最も良く用いられる凝固モードにおいて２５％デューティサイクル波形を生成する。
【００２１】
制御装置２４は、メモリ２６に動作可能に接続されるマイクロプロセッサ２５を含み、メモリ２６は、揮発性型メモリ（例えば、ＲＡＭ）および／または不揮発性型メモリ（例えば、フラッシュ媒体、ディスク媒体など）であり得る。マイクロプロセッサ２５は、ＨＶＰＳ２７に動作可能に接続される出力ポートおよび／またはＲＦ出力段２８を含み、マイクロプロセッサ２５が開制御ループ方式および／または閉制御ループ方式のいずれかに従って発電機２０の出力を制御することを可能にする。
【００２２】
閉ループ制御方式は、フィードバック制御ループであり、フィードバック制御ループにおいて、センサー回路２２は、様々な組織およびエネルギーの特性（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）を測定する複数のセンサーを含み得、フィードバックを制御装置２４に提供する。制御装置２４は次いでＨＶＰＳ２７および／またはＲＦ出力段２８に信号を送り、ＨＶＰＳ２７および／またはＲＦ出力段２８は次いでそれぞれＤＣ電源および／またはＲＦ電源を調整する。制御装置２４はまた、発電機２０または器具１０の入力制御器から入力信号を受信する。制御装置２４は、入力信号を利用して、発電機２０によって出力される電力を調整しかつ／または発電機２０の他の制御機能を行う。
【００２３】
ＤＣブロッキングコンデンサ２９は、アクティブ電極（図示されていない）に行く電気外科エネルギーにＤＣブロッキングを提供する。測定回路３０は、センサー回路２１と通信するＤＣブロッキングコンデンサ２９にわたる電圧を測定する。ＤＣブロッキングコンデンサ３１は、リターン電気外科エネルギーのＤＣブロッキングを提供する。測定回路３２は、ＤＣブロッキングコンデンサ３１にわたる電圧を測定する。センサー回路３２は、コンデンサ２９にわたる電圧を利用してアクティブ電極に供給される電気外科エネルギーの電流を決定し得、同様にＤＣブロッキングコンデンサ３１にわたる電圧を利用してリターン電流を決定し得る。制御装置２４は、ＤＣブロッキングコンデンサ２９または３１を通る電圧および／または電流を利用して、ＤＣブロッキングコンデンサ２９または３１におけるどの故障も検出し得る。
【００２４】
ＤＣブロッキングコンデンサ２９または３１を介して通信される電流は、それぞれ測定回路３０または３２から得られる電圧測定値を用いて決定され得る。コンデンサを介する電流は、次の関係（１）を用いることによってコンデンサの電圧を用いて決定され得る。
Ｉ＝Ｃ（ｄｖ／ｄｔ）、（１）
ここで、ＣはＤＣブロッキングコンデンサの推定された静電容量であり、ｄｖはＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧の測度であり、ｄｔは電気外科エネルギーの所定の間隔である。所定の間隔は、電気外科エネルギーのスイッチング間隔であり得る。
【００２５】
センサー回路２１は、カットオフ回路２２および／または制御装置２４に電流を通信する。カットオフ回路２２は、出力電流を基準と比較し得る（例えば、比較器３４を用いて）。出力電流が基準を超えた場合、カットオフ回路２２は、スイッチ３３に信号を送り、アクティブ電極（図示されていない）からＲＦ出力段を切断する。漏れ電流測定回路２３は、漏れ電流測定回路２３から電気外科電流およびリターン電流を受け取る。漏れ電流測定回路２３は、制御装置２４に通信する漏れ電流を決定する。
【００２６】
図３は、本開示に従って図１および／または図２の発電機によって用いられ得るＤＣブロッキングコンデンサ３５に連結される回路を示す。図３は、図２のブロッキングコンデンサ２９および／または３１であり得るＤＣブロッキングコンデンサ３５を示す。コンデンサ３６、３７、３８、および３９は、Ｈ形状で配置され、ディバイダネットワークとして機能する。コンデンサ３６、３７、３８、および３９は、患者と発電機の設置との間に絶縁バリヤーを提供する。本開示のいくつかの実施形態において、オプトカプラおよび／または絶縁変圧器は患者と発電機のグラウンドとの間に絶縁バリヤーを提供するために用いられ、他の実施形態において、それらは用いられない。測定回路４０は、図２の測定回路３０または３２であり得る。測定回路４０は、（１）コンデンサ３６と３８との間のノードおよび（２）コンデンサ３７と３９との間のノードであるノード間の電圧差を測定する。コンデンサ３６および／または３７は、様々な並列または直列のコンデンサに分割されて、患者とグラウンドとの間の絶縁バリヤーに対してクリーページ、クリアランスおよび電圧破壊を調整し得る。コンデンサ３６および３８は、ディバイダネットワークを形成する。コンデンサ３７および３９は、別のディバイダネットワークを形成する。コンデンサ３６および３７は同じ静電容量を有し、コンデンサ３８および３９は同じ静電容量を有する。コンデンサ３６、３７、３８、および３９によって形成されるディバイダネットワークは、測定回路４０によって所定の量だけ、測定された電圧を減少させ、電気外科エネルギーの周波数、コンデンサ３６、３７、３８および３９の静電容量、ならびにＤＣブロッキングコンデンサ３５の関数である。コンデンサ３６、３７、３８、および３９は、例えば、典型的な使用中、患者と電気外科発電機２０のグラウンドとの間でコンデンサ３６、３７、３８、および３９の電圧破壊を防ぐなど、電気外科発電機２０（図１を参照されたい）と患者Ｐとの間の絶縁を提供するのに十分である。
【００２７】
本開示のいくつかの実施形態において、変圧器は、ＤＣブロッキングコンデンサ３５と測定回路４０との間の絶縁を提供し、そして／または測定回路４０による測定する前に電気外科エネルギーの電圧を階段状に下げるために、ブロッキングコンデンサ３５と測定回路４０との間に置かれ得る。
【００２８】
図４は、本開示に従って電気外科エネルギーの電流を決定するための、ＤＣブロッキングコンデンサ３５ａと余分なＤＣブロッキングコンデンサ３５ｂとに連結される回路４００を示す。ノード４０２および４０４は、図２のＳＷＴ３３とアクティブ電極（示していない）との間に連結され得る。例えば、ブロッキングコンデンサ３５ａおよび３５ｂは、図２のコンデンサ２９に代わって、または加えて使用され得る。回路４００は、測定回路４０ａおよび４０ｂを含む。測定回路４０ａは、コンデンサ３６ａ、３７ａ、３８ａおよび３９ａを用いて、ＤＣブロッキングコンデンサ３５ａにわたる電圧を測定する。測定回路４０ｂは、コンデンサ３６ｂ、３７ｂ、３８ｂおよび３９ｂを用いて、ＤＣブロッキングコンデンサ３５ｂにわたる電圧を測定する。ブロッキングコンデンサ３５ａおよび３５ｂは、余分な電気外科エネルギー測定を提供する。
【００２９】
本開示のいくつかの実施形態が図面に示され、そして／または本明細書に議論されるが、本開示が、技術分野が可能である範囲と同じ幅広く、明細書も同様に読まれることが意図されるように、本開示がそれらの実施形態に限定されないことが意図される。それゆえに、上記説明は、限定としてではなく、単に特定の実施形態の代表的な例として解釈されるべきである。当業者は、本明細書に添付した請求項の範囲および精神内に他の変更を予想する。
【符号の説明】
【００３０】
１０ 電気外科器具
１２ 供給ライン
２０ 発電機
Ｐ 患者
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気外科システムであって、該電気外科システムは、
組織に電気外科エネルギーを印加するように適合される少なくとも１つのアクティブ電極を含む電気外科器具と、
該少なくとも１つのアクティブ電極に該電気外科エネルギーを供給するように適合される電気外科発電機と
を含み、
該電気外科発電機は、
該電気外科エネルギーを生成するように適合されるＲＦ出力段と、
該ＲＦ出力段と組織との間に電気的に連結されているＤＣブロッキングコンデンサと、
該ＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧を測定するように該ＤＣブロッキングコンデンサに連結されている測定回路と、
該ＤＣブロッキングコンデンサにわたる該電圧の関数として該電気外科エネルギーの電流を決定するセンサー回路と
を含む、電気外科システム。
【請求項２】
前記ＤＣブロッキングコンデンサの第１のノードに連結された第１のノードを有する第１のコンデンサと、
該第１のコンデンサの第２のノードと基準との間に連結された第１のノードを有する第２のコンデンサと、
該ＤＣブロッキングコンデンサの第２のノードに連結された第１のノードを有する第３のコンデンサと、
該第３のコンデンサの第２のノードと該基準との間に連結された第１のノードを有する第４のコンデンサと
を含み、
前記センサー回路は、該第１のコンデンサの該第２のノードと該第３のコンデンサの該第２のノードとに連結され、該ＤＣブロッキングコンデンサにわたる前記電圧の関数として前記電気外科エネルギーの電流を決定するために、該第１のコンデンサの該第２のノードと該第３のコンデンサの該第２のノードとの間の電圧を決定する、請求項１に記載の電気外科システム。
【請求項３】
前記第１のコンデンサは、前記第３のコンデンサの静電容量とほぼ等しい静電容量を有する、請求項２に記載の電気外科システム。
【請求項４】
前記第２のコンデンサは、前記第４のコンデンサの静電容量とほぼ等しい静電容量を有する、請求項３に記載の電気外科システム。
【請求項５】
前記センサー回路は、
Ｉ＝Ｃ（ｄｖ／ｄｔ）
の関係式を利用して、前記電流を決定し、
Ｃは、前記ＤＣブロッキングコンデンサの推定された静電容量であり、ｄｖは、該ＤＣブロッキングコンデンサにわたる前記電圧の測度であり、ｄｔは、前記電気外科エネルギーの所定の間隔である、請求項１に記載の電気外科システム。
【請求項６】
前記ＤＣブロッキングコンデンサは、約５０ｎＦの静電容量を有する、請求項１に記載の電気外科システム。
【請求項７】
前記ＤＣブロッキングコンデンサは、約５ｎＦの静電容量を有する、請求項１に記載の電気外科システム。
【請求項８】
前記電気外科システムは、前記電気外科エネルギーを測定するための電流感知変圧器がない場合に、該電気外科エネルギーの電流を決定する、請求項１に記載の電気外科システム。
【請求項１】
電気外科システムであって、該電気外科システムは、
組織に電気外科エネルギーを印加するように適合される少なくとも１つのアクティブ電極を含む電気外科器具と、
該少なくとも１つのアクティブ電極に該電気外科エネルギーを供給するように適合される電気外科発電機と
を含み、
該電気外科発電機は、
該電気外科エネルギーを生成するように適合されるＲＦ出力段と、
該ＲＦ出力段と組織との間に電気的に連結されているＤＣブロッキングコンデンサと、
該ＤＣブロッキングコンデンサにわたる電圧を測定するように該ＤＣブロッキングコンデンサに連結されている測定回路と、
該ＤＣブロッキングコンデンサにわたる該電圧の関数として該電気外科エネルギーの電流を決定するセンサー回路と
を含む、電気外科システム。
【請求項２】
前記ＤＣブロッキングコンデンサの第１のノードに連結された第１のノードを有する第１のコンデンサと、
該第１のコンデンサの第２のノードと基準との間に連結された第１のノードを有する第２のコンデンサと、
該ＤＣブロッキングコンデンサの第２のノードに連結された第１のノードを有する第３のコンデンサと、
該第３のコンデンサの第２のノードと該基準との間に連結された第１のノードを有する第４のコンデンサと
を含み、
前記センサー回路は、該第１のコンデンサの該第２のノードと該第３のコンデンサの該第２のノードとに連結され、該ＤＣブロッキングコンデンサにわたる前記電圧の関数として前記電気外科エネルギーの電流を決定するために、該第１のコンデンサの該第２のノードと該第３のコンデンサの該第２のノードとの間の電圧を決定する、請求項１に記載の電気外科システム。
【請求項３】
前記第１のコンデンサは、前記第３のコンデンサの静電容量とほぼ等しい静電容量を有する、請求項２に記載の電気外科システム。
【請求項４】
前記第２のコンデンサは、前記第４のコンデンサの静電容量とほぼ等しい静電容量を有する、請求項３に記載の電気外科システム。
【請求項５】
前記センサー回路は、
Ｉ＝Ｃ（ｄｖ／ｄｔ）
の関係式を利用して、前記電流を決定し、
Ｃは、前記ＤＣブロッキングコンデンサの推定された静電容量であり、ｄｖは、該ＤＣブロッキングコンデンサにわたる前記電圧の測度であり、ｄｔは、前記電気外科エネルギーの所定の間隔である、請求項１に記載の電気外科システム。
【請求項６】
前記ＤＣブロッキングコンデンサは、約５０ｎＦの静電容量を有する、請求項１に記載の電気外科システム。
【請求項７】
前記ＤＣブロッキングコンデンサは、約５ｎＦの静電容量を有する、請求項１に記載の電気外科システム。
【請求項８】
前記電気外科システムは、前記電気外科エネルギーを測定するための電流感知変圧器がない場合に、該電気外科エネルギーの電流を決定する、請求項１に記載の電気外科システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１３９５０７（Ｐ２０１２−１３９５０７Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２８９４４６（Ｐ２０１１−２８９４４６）
【出願日】平成２３年１２月２８日（２０１１．１２．２８）
【出願人】（５０１２８９７５１）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 (320)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月２８日（２０１１．１２．２８）
【出願人】（５０１２８９７５１）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 (320)
【Ｆターム（参考）】
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