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JP7778791B2 - 単極外科用器具のエネルギー経路のためのフィルタ - Google Patents

単極外科用器具のエネルギー経路のためのフィルタ

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JP7778791B2 JP2023539825A JP2023539825A JP7778791B2 JP 7778791 B2 JP7778791 B2 JP 7778791B2 JP 2023539825 A JP2023539825 A JP 2023539825A JP 2023539825 A JP2023539825 A JP 2023539825A JP 7778791 B2 JP7778791 B2 JP 7778791B2
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Description

種々の超音波外科用器具が、組織を(例えば、組織細胞内のタンパク質を変性させることにより)切断及び/又は封止するために、超音波周波数で振動するブレード素子を有するエンドエフェクタを含む。これらの器具は、電力を超音波振動へと変換する1つ以上の圧電素子を含んでおり、これらの振動は、音響導波管に沿ってブレード素子へと伝達される。超音波外科用器具の実施例及び関連する概念は、その開示が参照により全体として本明細書に組み込まれる、2006年4月13日に公開され、現在は放棄されている米国特許出願公開第2006/0079874号、発明の名称「Tissue Pad for Use with an Ultrasonic Surgical Instrument」、その開示が参照により全体として本明細書に組み込まれる、2007年8月16日に公開され、現在は放棄されている、「Ultrasonic Device for Cutting and Coagulating」と題する同第2007/0191713号、及びその開示が参照により全体として本明細書に組み込まれる、2008年8月21日に公開され、現在は放棄されている、「Ultrasonic Device for Cutting and Coagulating」と題する同第2008/0200940号に開示されている。
いくつかの器具は、組織に高周波(radiofrequency、RF)電気外科エネルギーを印加することによって組織を封止するように動作可能である。そのようなデバイスの実施例及び関連する概念は、その開示が参照により全体として本明細書に組み込まれる、2008年4月8日に発行された「Electrosurgical Instrument and Method of Use」と題する米国特許第7,354,440号、その開示が参照により全体として本明細書に組み込まれる、2008年6月3日に発行された「Electrosurgical Instrument」と題する同第7,381,209号に開示されている。
いくつかの器具は、組織に超音波エネルギー及びRF電気外科エネルギーの両方を印加可能である。そのような器具の実施例は、その開示が参照により全体として本明細書に組み込まれる、2018年4月24日に発行された「Ultrasonic Surgical Instrument with Electrosurgical Feature」と題する同第9,949,785号、及びその開示が参照により全体として本明細書に組み込まれる、2014年3月4日に発行された「Ultrasonic Electrosurgical Instruments」と題する同第8,663,220号に記載されている。
いくつかのシナリオでは、1人以上の人間の操作者の1つ又は複数の手によって外科用器具を直接把持及び操作することが好ましい場合がある。加えて、又は代替として、ロボット外科用システムを介して制御される外科用器具を有することが好ましい場合がある。ロボット外科用システム及び関連器具類の実施例は、その開示が参照により全体として本明細書に組み込まれる、2019年5月2日に公開された「Robotic Surgical Tool with Manual Release Lever」と題する米国特許第10,624,709号、その開示が参照により全体として本明細書に組み込まれる、2016年4月19日に発行された「Robotic Ultrasonic Surgical Device With Articulating End Effector」と題する同第9,314,308号、その開示が参照により全体として本明細書に組み込まれる、2015年9月8日に発行された「Multi-Axis Articulating and Rotating Surgical Tools」と題する同第9,125,662号、その開示が参照により全体として本明細書に組み込まれる、2014年9月2日に発行された「Robotically-Controlled Surgical Instruments」と題する同第8,820,605号、その開示が参照により全体として本明細書に組み込まれる、2019年7月4日に公開された「Interruption of Energy Due to Inadvertent Capacitive Coupling」と題する米国特許出願公開第2019/0201077号、その開示が参照により全体として本明細書に組み込まれる、2012年11月11日に公開された「Robotically-Controlled End Effector」と題する同第2012/0292367号、及びその開示が参照により全体として本明細書に組み込まれる、2019年8月30日に出願された「Ultrasonic Surgical Instrument with a Multi-Planar Articulating Shaft Assembly」と題する米国特許出願第16/556,661号に開示されている。
いくつかの外科用器具及びシステムが作製及び使用されているが、本発明者らよりも前に、添付の特許請求の範囲に記載する本発明を作製又は使用した者は存在しないと考えられている。
本明細書は、本技術を具体的に指摘し、かつ明確にこの技術を特許請求する、特許請求の範囲により完結するが、本技術は、以下のある特定の実施例の説明を添付図面と併せ読むことでよりよく理解されるものと考えられ、図面において同様の参照符号は同じ要素を特定する。
ロボット外科用システムの一実施例の概略図を示す。 患者に対して使用されているロボット外科用システムの一実施例の概略図を示す。 外科用器具に組み込まれ得る、構成要素の実施例の概略図を示す。 手持ち式外科用器具の一実施例の側面図を示す。 超音波エネルギーを組織に印加するように動作可能である、エンドエフェクタの一実施例の斜視図を示す。 双極RFエネルギーを組織に印加するように動作可能である、エンドエフェクタの一実施例の斜視図を示す。 単極RFエネルギーを組織に印加するように動作可能である外科用器具の一実施例の概略図を示す。 外科用器具のシャフトアセンブリに組み込まれ得る、関節部の一実施例の斜視図を示す。 外科用器具に組み込まれ得る、シャフトアセンブリの一部分の側面図を示し、シャフトのハウジング構成要素は、シャフトの内部構成要素を明らかにするために断面で示される。 外科用器具に組み込まれ得る、別のシャフトアセンブリの断面端面図を示す。 外科用器具に組み込まれ得る、別のシャフトアセンブリの一部分の概略図を示す。 図1のロボット外科用システムに組み込まれ得る、外科器具の一実施例の斜視図を示す。 図12の器具のインターフェース駆動アセンブリの平面図を示す。 図12の器具のシャフトアセンブリの関節部の断面側面図を示す。 手持ち式外科用器具の別の実施例の斜視図を示し、モジュール式シャフトアセンブリはハンドルアセンブリから分離されている。 単極RFエネルギーを組織に印加し、不規則な電気エネルギーのリターン経路を提供するように動作可能である外科用器具の一実施例の概略図を示す。 例示的なリターン経路の第1の代替構成を示す、図16の外科用器具の概略図を示す。 例示的なリターン経路の第2の代替構成を示す、図16の外科用器具の概略図を示す。 単極RFエネルギーを組織に印加するように動作可能である外科用器具の別の実施例の概略図を示す。 RFエネルギーを組織に印加するように動作可能である外科用器具のエネルギー損失を監視する例示的な方法のフロー図を示す。 双極及び単極エネルギーを組織に印加するように動作可能である器具を含む、二重エネルギーシステムの一実施例の概略図を示す。 双極及び単極エネルギーを組織に印加するように動作可能である器具を含む、二重エネルギーシステムの別の実施例の概略図を示す。 外科用器具に組み込まれ得る、別のシャフトアセンブリの一部分の側面図を示し、シャフトのハウジング構成要素は、シャフトの内部構成要素を明らかにするために断面で示される。 外科用器具に組み込まれ得る、別のシャフトアセンブリの一部分の側面図を示し、シャフトのハウジング構成要素は、シャフトの内部構成要素を明らかにするために断面で示される。 RFエネルギーを組織に印加するように動作可能である外科用器具の機械構成要素の特性を監視する例示的な方法のフロー図を示す。 電気接点を保護するための特徴を有する第1の例示的な電気接点アレイの概略図を示す。 電気接点を保護するための特徴を有する第2の例示的な電気接点アレイの概略図を示す。 電気接点を保護するための特徴を有する第3の例示的な電気接点アレイの概略図を示す。
図面は、いかなる方式でも限定することを意図しておらず、本技術の様々な実施形態は、図面に必ずしも描写されていないものを含め、他の様々な方式で実施し得ることが企図される。本明細書に組み込まれ、本明細書の一部をなす添付図面は、本技術のいくつかの態様を例示しており、その説明と共に本技術の原理を説明するものであるが、本技術は、示される厳密な配置に限定されないことが理解される。
本技術の特定の実施例の以下の説明は、その範囲を限定する目的で使用されるべきではない。本技術の他の実施例、特徴、態様、実施形態、及び利点が、実例として、本技術を実施する上で想到される最良の態様の1つである以下の説明により、当業者には明らかとなるであろう。理解されるように、本明細書に記載される技術は、いずれもその技術から逸脱することなく、他の異なる、かつ明らかな態様が可能である。したがって、図面及び説明は、限定的なものではなく、本質的に例示的なものとしてみなされるべきである。
本明細書に記載される教示、表現、実施形態、実施例などのうちのいずれか1つ又は2つ以上を、本明細書に記載されるその他の教示、表現、実施形態、実施例などのうちのいずれか1つ又は2つ以上と組み合わせることができる点も、更に理解されよう。それゆえに、以下に記載される教示、表現、実施形態、実施例などは、互いに対して切り離して考慮されるべきではない。本明細書の教示を組み合わせることができる様々な好適な方式が、本明細書の教示を考慮することにより当業者には容易に明らかとなるであろう。このような修正例及び変形形態は、特許請求の範囲に含まれることが意図される。
本開示の明瞭さのために、「近位」及び「遠位」という用語は、人間又はロボットである外科用器具の操作者に対して、本明細書で定義される。「近位」という用語は、人間又はロボットである外科用器具の操作者により近く、かつ、外科用器具の外科用エンドエフェクタから更に離れた要素の位置を意味する。「遠位」という用語は、外科用器具の外科用エンドエフェクタにより近く、かつ、人間又はロボットである外科用器具の操作者から更に離れた要素の位置を意味する。加えて、「上部」、「下部」、「頂部」、「底部」、「上側」、及び「下側」という用語は、実施例及び関連する図に関して使用され、本明細書で説明する本発明を不必要に限定することを意図するものではない。
I.ロボット外科用システムの実施例
上述したように、いくつかの外科的処置では、ロボット制御式外科用システムを利用することが望ましい場合がある。そのようなロボット制御式外科用システムは、同じ手術室にいるか、又は手術室から離れているかのいずれかである1人以上のユーザを介してロボットにより制御され、駆動される1つ以上の外科用器具を含み得る。図1は、ロボット外科用システム(10)に組み込まれ得る、様々な構成要素の一実施例を示す。この実施例のシステム(10)は、コンソール(20)と、単極RF電気外科用器具(40)と、双極RF電気外科用器具(50)と、超音波外科用器具(60)と、を含む。図1は、3つ全ての器具(40、50、60)が同時にコンソール(20)と結合されていることを示しているが、器具(40、50、60)のうちの1つ又は2つのみが同時にコンソール(20)と結合される使用シナリオが存在し得る。更に、コンソール(20)と結合されている器具(40、50、60)のうちの1つ以上に加えて、又はその代替として、様々な他の器具がコンソール(20)と結合される使用シナリオが存在し得る。
本実施例の単極RF電気外科用器具(40)は、本体(42)と、本体(42)から遠位に延在するシャフト(44)と、シャフト(44)の遠位端にあるエンドエフェクタ(46)と、を含む。本体(42)は、システム(10)のロボットアーム(図1には図示せず)と結合するように構成されており、ロボットアームは、単極RF電気外科用器具(40)を患者に対して位置付け、配向するように動作可能である。単極RF電気外科用器具(40)が1つ以上の機械的に駆動される構成要素(例えば、エンドエフェクタ(46)におけるジョー、シャフト(44)の関節接合部、シャフト(44)の回転部など)を含む変形形態では、本体(42)は、ロボットアームからの1つ以上の機械的駆動入力を、単極RF電気外科用器具(40)の1つ以上の機械的に駆動される構成要素の運動に変換するように動作可能な様々な構成要素を含んでもよい。
図1にも示されるように、本体(42)は、ケーブル(32)を介してコンソール(20)の対応するポート(22)と結合される。コンソール(20)は、ポート(22)及びケーブル(32)を介して単極RF電気外科用器具(40)に電力を供給するように動作可能である。いくつかの変形形態では、ポート(22)は、単極RF電気外科用器具(40)のような単極RF電気外科用器具の駆動専用である。いくつかの他の変形形態では、ポート(22)は、様々な種類の器具(例えば、器具(50、60)などを含む)を駆動するように動作可能である。いくつかのそのような変形形態では、コンソール(20)は、ポート(22)と結合されている器具(40、50、60)の種類を自動的に検出し、それに応じてポート(22)への電力プロファイルを調整するように動作可能である。加えて、又は代替として、コンソール(20)は、コンソール(20)を介して操作者によって行われた、ポート(22)と結合されている器具(40、50、60)の種類を手動で識別する選択に基づいてポート(22)への電力プロファイルを調整し得る。
シャフト(44)は、エンドエフェクタ(46)を支持するように動作可能であり、基部(42)とエンドエフェクタ(46)との間の電気通信のための1つ以上のワイヤ又は他の経路を提供する。したがって、シャフト(44)は、コンソール(20)からエンドエフェクタ(46)に電力を伝達するように動作可能である。シャフト(44)はまた、回転セグメント、関節接合部、及び/又は本明細書の教示を考慮することで当業者に明らかになるような他の種類の機械的に移動可能な構成要素を含むがこれらに限定されない、種々の機械的に移動可能な構成要素を含んでもよい。
本実施例のエンドエフェクタ(46)は、単極RFエネルギーを組織に印加するように動作可能な電極を含む。そのような電極は、鋭い刃、針、平坦な表面、いくつかの他の非外傷性構造、又は本明細書の教示を考慮することで当業者に明らかになるような任意の他の好適な種類の構造に組み込まれ得る。エンドエフェクタ(46)はまた、把持ジョーなどを含むがこれらに限定されない、様々な他の種類の構成要素を含み得る。
本実施例のシステム(10)は、ケーブル(38)を介してコンソール(20)の対応するポート(28)と結合される接地パッド(70)を更に含む。いくつかの変形形態では、接地パッド(70)は、患者の皮膚(例えば、患者の大腿部上)に貼り付けられたパッチ又は他の構造に組み込まれる。いくつかの他の変形形態では、接地パッド(70)は、患者の下(例えば、患者と手術台との間)に配置される。いずれの場合も、接地パッド(70)は、エンドエフェクタ(46)を介して患者に印加される単極RFエネルギーのリターン経路として機能し得る。いくつかの変形形態では、ポート(28)は、専用の接地リターンポートである。いくつかの他の変形形態では、ポート(28)は、コンソール(20)が接地パッド(70)とポート(28)との結合を検出したときに接地リターンポートとして自動的に指定されるか、又はコンソール(20)のユーザ入力特徴を使用して操作者を介して接地リターンポートとして手動で指定されるかのいずれかである多目的ポートである。
本実施例の双極RF電気外科用器具(50)は、本体(52)と、本体(52)から遠位に延在するシャフト(54)と、シャフト(54)の遠位端にあるエンドエフェクタ(56)と、を含む。これらの構成要素(52、54、56)のそれぞれは、この実施例のエンドエフェクタ(56)が双極RFエネルギーを組織に印加するように動作可能であることを除いて、単極RF電気外科用器具(50)の対応する構成要素(42、44、46)の上記の説明に従って構成されており、動作可能であり得る。したがって、エンドエフェクタ(56)は、少なくとも2つの電極を含み、これらの2つの電極は、互いに協働して双極RFエネルギーを組織に印加するように構成されている。双極RF電気外科用器具(50)は、ケーブル(34)を介してコンソール(20)と結合されており、ケーブル(34)は、コンソール(20)のポート(24)と更と結合されている。ポート(24)は、双極RF電気外科用器具への電力供給専用であり得る。あるいは、ポート(24)は、その出力が、双極RF電気外科用器具(50)の自動検出又はコンソール(20)のユーザ入力特徴を介した操作者選択のいずれかに基づいて決定される多目的ポートであり得る。
本実施例の超音波外科用器具(60)は、本体(62)と、本体(62)から遠位に延在するシャフト(64)と、シャフト(64)の遠位端にあるエンドエフェクタ(66)と、を含む。これらの構成要素(62、64、66)のそれぞれは、この実施例のエンドエフェクタ(66)が超音波エネルギーを組織に印加するように動作可能であることを除いて、単極RF電気外科用器具(50)の対応する構成要素(42、44、46)の上記の説明に従って構成されており、動作可能であり得る。したがって、エンドエフェクタ(66)は、超音波ブレード又は他の超音波振動要素を含む。加えて、基部(62)は、電力に応答して超音波振動を生成するように動作可能な超音波トランスデューサ(68)を含み、シャフト(64)は、トランスデューサ(68)からエンドエフェクタ(66)に超音波振動を伝達するように動作可能な音響導波管を含む。
超音波外科用器具(60)は、ケーブル(36)を介してコンソール(20)と結合されており、ケーブル(36)は、コンソール(20)のポート(26)と更と結合されている。ポート(26)は、超音波電気外科用器具への電力供給専用であり得る。あるいは、ポート(26)は、その出力が、超音波外科用器具(60)の自動検出又はコンソール(20)のユーザ入力特徴を介した操作者選択のいずれかに基づいて決定される多目的ポートであり得る。
図1は、3つの別個の専用器具(40、50、60)を介して提供される単極RF、双極RF、及び超音波能力を示すが、いくつかの変形形態は、単極RF、双極RF、又は超音波エネルギーのうちの2つ以上を組織に印加するように動作可能な器具を含んでもよい。換言すれば、そのようなエネルギー様式のうちの2つ以上が、単一の器具に組み込まれてもよい。そのような異なる様式が単一の機器にどのように統合され得るかを示す例は、その開示が参照により全体として本明細書に組み込まれる、2017年7月20日に公開された「Modular Battery Powered Handheld Surgical Instrument with Selective Application of Energy Based on Tissue Characterization」と題する米国特許出願公開第2017/0202591号に記載されている。他の実施例も本明細書の教示を考慮することで当業者に明らかになるであろう。
図2は、台(156)上の患者(P)に対するロボット外科用システム(150)の一実施例を示す。この実施例のシステム(150)は、制御コンソール(152)及び駆動コンソール(154)を含む。コンソール(152)は、操作者からユーザ入力を受信するように動作可能であり、駆動コンソール(154)は、これらのユーザ入力を1組のロボットアーム(160、170、180)の運動に変換するように動作可能である。いくつかの変形形態では、コンソール(152、154)は、上述のコンソール(20)と同等のものを集合的に形成する。コンソール(152、154)は、この実施例では別個のユニットとして示されているが、いくつかの他の実施例では、コンソール(152、154)は、実際には単一のユニットとして組み合わされてもよい。
ロボットアーム(160、170、180)は、この実施例では駆動コンソール(154)から延在する。いくつかの他の変形形態では、ロボットアーム(160、170、180)は、台(156)又はいくつかの他の構造に組み込まれる。それぞれのロボットアーム(160、170、180)は、対応する駆動インターフェース(162、172、182)を有する。この実施例では、3つの駆動インターフェース(162、172、182)が1つの単一器具アセンブリ(190)と結合される。いくつかの他のシナリオでは、それぞれの駆動インターフェース(162、172、182)は、別個のそれぞれの器具と結合される。あくまでも例として、駆動インターフェース(162、172、182)は、上述の器具(40、50、60)の本体(42、52、62)のような器具の本体と結合し得る。いずれの場合においても、ロボットアーム(160、170、180)は、患者(P)に対して器具(40、50、60、190)を移動させ、器具(40、50、60、190)の任意の機械的に駆動される構成要素を作動させるように動作可能であり得る。ロボットアーム(160、170、180)はまた、器具(40、50、60、190)への電力の伝達のための経路を提供する特徴を含んでもよい。例えば、ケーブル(32、34、36)は、ロボットアーム(160、170、180)に少なくとも部分的に組み込まれてもよい。いくつかの他の変形形態では、ロボットアーム(160、170、180)は、ケーブル(32、34、36)を固定するが必ずしも統合しない特徴を含んでもよい。更に別の変形形態として、ケーブル(32、34、36)は、単にロボットアーム(160、170、180)から分離したままであってもよい。ロボット外科用システム(10、150)を形成するために使用され得る他の好適な特徴及び構成は、本明細書の教示を考慮することで当業者に明らかになるであろう。
ロボット外科用システム(10、150)のようなロボット外科用システムでは、それぞれのポート(22、24、26、28)は、コンソール(20、152)とロボットアーム(160、170、180)及び/又は器具(40、50、60、190)との間の入力及び出力を提供する複数の電気的特徴を有してもよい。これらの電気的特徴としては、ソケット、ピン、接点、又は互いにごく近接している様々な他の特徴が挙げられ得る。いくつかのシナリオでは、この近接性は、電力又は信号が1つの電気的特徴から別の電気的特徴に望ましくなく横断するリスクをもたらし得、機器故障、機器損傷、センサエラー、及び/又は他の望ましくない結果を引き起こし得る。加えて、又は代替として、この近接性は、近接構成要素間に電位を発生させる、又は電気的特徴間に容量結合を生成するリスクをもたらし得る。そのような容量結合は、電力低減、信号低減、信号干渉、患者の負傷などの望ましくない結果、及び/又は他の望ましくない結果をもたらし得る。したがって、ポート(22、24、26、28)におけるそのような発生を防止するか、ないしは別の方法で対処するための特徴を提供することが望ましい場合がある。
同様に、それぞれのロボットアーム(160、170、180)、それぞれのケーブル(32、34、36、38)、及び/又はそれぞれの器具(40、50、60、190)は、複数のワイヤ、リジッド回路又はフレキシブル回路内のトレース、及び互いにごく近接している他の電気的特徴を含んでもよい。そのような電気的特徴はまた、電気通信のための経路を提供することを意図していないが、それにもかかわらず、導電性材料から形成される、他の構成要素とごく近接していてもよい。そのような導電性機械的特徴は、可動構成要素(例えば、駆動ケーブル、駆動バンド、ギアなど)又は静止構成要素(例えば、シャーシ又はフレーム部材など)を含んでもよい。この近接性は、電力又は信号が、1つの電気的特徴から別の電気的特徴へ、及び/又は1つの電気的特徴から導電性機械的特徴へ望ましくなく横断するリスクをもたらし得、機器故障、機器損傷、センサエラー、及び/又は他の望ましくない結果を引き起こし得る。加えて、又は代替として、この近接性は、近接構成要素間に電位を発生させる、又は電気的特徴間及び/若しくは電気的特徴と導電性機械的特徴との間に容量結合を生成するリスクをもたらし得る。そのような容量結合は、電力低減、信号低減、信号干渉、患者の負傷などの望ましくない結果、及び/又は他の望ましくない結果をもたらし得る。したがって、ロボットアーム(160、170、180)内、ケーブル(32、34、36、38)内、及び/又は器具(40、50、60、190)内でのそのような発生を防止するか、ないしは別の方法で対処するための特徴を提供することが望ましい場合がある。
II.手持ち式外科用器具の実施例
いくつかの処置では、外科医は、ロボット外科用システム(10、150)の使用に加えて、又はその代わりに、手持ち式外科用器具を使用することを好む場合がある。図3は、手持ち式外科用器具(100)に組み込まれ得る様々な構成要素の一実施例を示す。以下の教示に加えて、器具(200)は、その開示が参照により全体として本明細書に組み込まれる、2017年7月20日に公開された「Modular Battery Powered Handheld Surgical Instrument Containing Elongated Multi-Layered Shaft」と題する米国特許出願公開第2017/0202608号、及び/又は本明細書に引用される様々な他の参考文献の教示の少なくとも一部に従って構築され、動作可能であり得る。この実施例の器具(100)は、エンドエフェクタ(102)、超音波トランスデューサ(104)、発電機(106)、制御回路(108)、スピーカ(110)、位置センサ(112)、力センサ(114)、視覚ディスプレイ(116)、及びトリガ(118)を含む。いくつかの変形形態では、エンドエフェクタ(102)は、シャフト(図3には示されていない)の遠位端に配設され、他の構成要素(104、106、108、110、112、114、116、118)は、シャフトの近位端でハンドルアセンブリ(図3には示されていない)に組み込まれる。いくつかの変形形態はまた、構成要素(104、106、108、110、112、114、116、118)のうちのいくつかを別個の資本設備に提供してもよい。例えば、発電機(106)、スピーカ(110)、及び/又は視覚ディスプレイ(116)は、器具(100)と結合された別個の資本設備に組み込まれてもよい。
エンドエフェクタ(102)は、エンドエフェクタ(102)が単極RFエネルギー、双極RFエネルギー、又は超音波エネルギーを組織に印加するように動作可能であり得るように、上述のエンドエフェクタ(46、56、66)のように構成されており、動作可能であり得る。トランスデューサ(104)は、トランスデューサ(68)のように構成されており、動作可能であり得る。発電機(106)は、トランスデューサ(68)を駆動するために必要に応じて電力を供給し、かつ/又はエンドエフェクタ(102)を介してRFエネルギーを供給するように動作可能であり得る。発電機(106)が器具(106)のハンドルアセンブリに組み込まれる変形形態では、発電器(106)は、1つ以上の電池セルなどを含んでもよい。制御回路(108)は、信号処理及び器具(100)の操作性の他の電子的態様を提供するように構成され得る1つ以上のマイクロプロセッサ及び/又は様々な他の回路構成要素を含んでもよい。位置センサ(112)は、器具(102)の位置及び/又は配向を感知するように構成され得る。いくつかの変形形態では、制御回路(108)は、位置センサ(112)からのデータに基づいて器具(102)の操作性を変化させるように構成されている。力センサ(114)は、器具(100)の使用に関連付けられた1つ以上の力パラメータを感知するように動作可能である。そのような力パラメータは、操作者によって器具(100)に加えられる力、エンドエフェクタ(102)によって組織に加えられる力、又は本明細書の教示を考慮することで当業者に明らかになるような他の力パラメータを含んでもよい。いくつかの変形形態では、制御回路(108)は、力センサ(114)からのデータに基づいて器具(102)の操作性を変化させるように構成されている。いくつかの変形形態では、センサ(112、114)の一方又は両方は、エンドエフェクタ(102)に組み込まれてもよい。加えて、又は代替として、センサ(112、114)の一方又は両方は、器具(100)のシャフトアセンブリ(図示せず)に組み込まれてもよい。器具(100)の変形形態はまた、様々な他の種類のセンサを(例えば、エンドエフェクタ(102)内、シャフトアセンブリ内、及び/又は器具(100)内の他の場所のセンサ(112、114)に加えて又はその代わりに)組み込んでもよい。
トリガ(118)は、枢動式ジョーの移動、切断ブレードの並進など、エンドエフェクタ(102)の動作の態様を制御するように動作可能である。スピーカ(110)及び視覚ディスプレイ(116)は、器具(100)の動作に関連する聴覚的及び視覚的フィードバックを操作者に提供するように動作可能である。器具(100)の上述の構成要素(102、104、106、108、110、112、114、116、118)は例示の実施例であり、構成要素(102、104、106、108、110、112、114、116、118)は、必要に応じて変更、置換、補足、又は省略されてもよい。
図4は、器具(100)がとり得る形態の一実施例を示す。特に、図4は、手持ち式器具(200)を示す。以下の教示に加えて、器具(200)は、その開示が参照により全体として本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第2017/0202591号、及び/又は本明細書に引用される様々な他の参考文献の教示の少なくとも一部に従って構築され、動作可能であり得る。本実施例では、器具(200)は、ハンドルアセンブリ(210)と、シャフトアセンブリ(220)と、エンドエフェクタ(230)と、を含む。ハンドルアセンブリ(210)は、枢動式トリガ(212)と、第1のトリガボタン(214)と、第2のトリガボタン(216)と、関節制御部(218)と、を含む。シャフトアセンブリ(220)は、剛性のシャフト部分(222)と、関節部(224)と、を含む。エンドエフェクタ(230)は、関節部(224)に遠位であり、上側ジョー(232)及び下側ジョー(234)を含む。
あくまでも例として、ハンドルアセンブリ(210)は、上述の構成要素(104、106、108、110、112、114、116、118)のうちの1つ以上を含んでもよい。トリガ(212)は、上側ジョー(232)を下側ジョー(234)に向かって枢動させるように(例えば、ジョー(haws)(232、234)の間で組織を把持するように)動作可能であり得る。トリガボタン(214、216)は、エンドエフェクタ(230)を介してエネルギー(例えば、RFエネルギー及び/又は超音波エネルギー)の送達を起動するように動作可能であり得る。関節制御部(218)は、関節部(224)におけるシャフトアセンブリ(220)の偏向を駆動し、それによって、エンドエフェクタ(230)の横方向の偏向を、剛性のシャフト部分(222)によって画定される長手方向中心軸から離れる方向か又は長手方向中心軸に向かって駆動するように動作可能である。エンドエフェクタ(230)は、単極及び/又は双極RFエネルギーを組織に印加するように動作可能である1つ以上の電極を含んでもよい。加えて、又は代替として、エンドエフェクタ(230)は、超音波エネルギーを組織に印加するように動作可能である超音波ブレードを含んでもよい。いくつかの変形形態では、エンドエフェクタ(230)は、単極RFエネルギー、双極RFエネルギー、又は超音波エネルギーのうちの2つ以上を組織に印加するように動作可能である。エンドエフェクタ(230)に組み込まれ得る他の好適な特徴及び機能は、本明細書の教示を考慮することで当業者に明らかになるであろう。
器具(150、200)は、複数のワイヤ、リジッド回路又はフレキシブル回路内のトレース、及び互いにごく近接している他の電気的特徴を含んでもよい。このような電気的特徴は、ハンドルアセンブリ(210)内、シャフトアセンブリ(220)内、及び/又はエンドエフェクタ(230)内に位置してもよい。そのような電気的特徴はまた、電気通信のための経路を提供することを意図していないが、それにもかかわらず、導電性材料から形成される、他の構成要素とごく近接していてもよい。そのような導電性機械的特徴は、可動構成要素(例えば、駆動ケーブル、駆動バンド、ギアなど)又は静止構成要素(例えば、シャーシ又はフレーム部材など)を含んでもよい。この近接性は、電力又は信号が、1つの電気的特徴から別の電気的特徴に、及び/又は1つの電気的特徴から導電性機械的特徴に望ましくなく横断するリスクをもたらし得、機器故障、機器損傷、センサエラー、及び/又は他の望ましくない結果を引き起こし得る。加えて、又は代替として、この近接性は、近接構成要素間に電位を発生させる、又は電気的特徴間及び/若しくは電気的特徴と導電性機械的特徴との間に容量結合を生成するリスクをもたらし得る。そのような容量結合は、電力低減、信号低減、信号干渉などの望ましくない結果、及び/又は他の望ましくない結果をもたらし得る。したがって、器具(150、200)内のそのような発生を防止するか、ないしは別の方法で対処するための特徴を提供することが望ましい場合がある。
III.外科用器具構成要素の更なる実施例
以下の説明は、上述した様々な器具(40、50、60、100、190、200)のいずれかに組み込まれ得る異なる特徴の実施例に関する。これらの実施例は互いに別個に提供されるが、以下の実施例のいずれかにおいて説明される特徴は、後述する他の実施例において説明される特徴と組み合わされてもよい。したがって、後述する特徴は、本明細書の教示を考慮することで当業者に明らかになるように、様々な順列で組み合わされてもよい。同様に、後述する特徴が上述の様々な器具(40、50、60、100、190、200)のいずれかに組み込まれ得る様々な方法が、本明細書の教示を考慮することで当業者に明らかになるであろう。後述する特徴は、ロボット制御式外科用器具(40、50、60、190)及び/又は手持ち式外科用器具(100、200)に組み込まれてもよい。
A.超音波エンドエフェクタの実施例
図5は、シャフトアセンブリ(310)及びエンドエフェクタ(320)を含む超音波器具(300)の一実施例の一部分を示す。エンドエフェクタ(320)は、上側ジョー(322)と、超音波ブレード(326)と、を含む。上側ジョー(322)は、超音波ブレード(326)に向かって枢動するように動作可能であり、それによって、上側ジョー(322)のクランプパッド(324)と超音波ブレード(326)との間で組織を圧縮する。超音波ブレード(326)が超音波振動で起動されると、超音波ブレード(326)は、クランプパッド(324)に対して圧縮された組織を切断及び封止し得る。あくまでも例として、エンドエフェクタ(66、102、230)は、エンドエフェクタ(320)と同様に構成されており、動作可能であり得る。
上述したように、器具(150、200)は、電力又は信号が1つの電気的特徴から別の電気的特徴へ、かつ/又は1つの電気的特徴から導電性機械的特徴へ望ましくなく横断するリスクをもたらし得る、電気的特徴及び/又は導電性機械的特徴を含み得る。加えて、器具(150、200)は、近接する構成要素間に電位を発生させるリスク、又は電気的特徴間及び/若しくは電気的特徴と導電性機械的特徴との間に容量結合を生成するリスクをもたらし得る、電気的特徴及び/又は導電性機械的特徴を含み得る。器具(300)の関連において、音響導波管は導電性材料で形成され得るため、超音波ブレード(326)につながるシャフトアセンブリ(310)内の音響導波管に関してこのようなリスクが生じ得る。加えて、器具(300)は、シャフトアセンブリ(310)及び/又はエンドエフェクタ(320)内に1つ以上のセンサを含み得、エンドエフェクタ(320)内に1つ以上の電極及び/又は他の電気的特徴を含み得る。上述のリスクを提示し得る器具(350)の他の構成要素は、本明細書の教示を考慮することで当業者には明らかになるであろう。
B.双極RFエンドエフェクタの実施例
図6は、シャフトアセンブリ(360)及びエンドエフェクタ(370)を含む双極RF器具(350)の一実施例の一部分を示す。エンドエフェクタ(370)は、上側ジョー(372)及び下側ジョー(374)を含む。ジョー(372、374)は、互いに向かって、かつ互いから離れる方向に枢動可能である。上側ジョー(372)は第1の電極表面(376)を含み、下側ジョー(374)は第2の電極表面(378)を含む。組織がジョー(372、374)の間で圧縮されると、電極表面(376、378)は、反対の極性で活性化され、それによって双極RFエネルギーが組織に印加され得る。この双極RFエネルギーは、圧縮された組織を封止し得る。いくつかの変形形態では、エンドエフェクタ(370)は、ジョー(372、374)間で圧縮された組織を切断するように動作可能な並進ナイフ部材(図示せず)を更に含む。エンドエフェクタ(370)のいくつかの変形形態はまた、接地パッド(例えば、接地パッド(70))と協働して、一方の電極表面(376、378)のみを起動する、又は両方の電極表面(376、378)を単一の極性で起動することなどによって、単極RFエネルギーを組織に印加するように動作可能であってもよい。あくまでも例として、エンドエフェクタ(64、102、230)は、エンドエフェクタ(370)と同様に構成されており、動作可能であり得る。
上述したように、器具(150、200)は、電力又は信号が1つの電気的特徴から別の電気的特徴へ、かつ/又は1つの電気的特徴から導電性機械的特徴へ望ましくなく横断するリスクをもたらし得る、電気的特徴及び/又は導電性機械的特徴を含み得る。加えて、器具(150、200)は、近接する構成要素間に電位を発生させるリスク、又は電気的特徴間及び/若しくは電気的特徴と導電性機械的特徴との間に容量結合を生成するリスクをもたらし得る、電気的特徴及び/又は導電性機械的特徴を含み得る。器具(350)の関連において、このようなリスクは、電極表面(376、378)、及びシャフトアセンブリ(360)に沿って延在して電極表面(376、378)に到達するワイヤ又は他の電気的特徴に関して生じ得る。加えて、器具(350)は、シャフトアセンブリ(360)及び/又はエンドエフェクタ(370)内に1つ以上のセンサを含み得、エンドエフェクタ(370)内に1つ以上の電極及び/又は他の電気的特徴を含み得る。上述のリスクを提示し得る器具(350)の他の構成要素は、本明細書の教示を考慮することで当業者には明らかになるであろう。
C.単極外科用器具特徴の実施例
図7は、発電機(410)、送達器具(420)、及び接地パッドアセンブリ(440)を含む単極RFエネルギー送達システム(400)の一実施例を示す。以下の教示に加えて、器具(420)は、その開示が参照により全体として本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第2019/0201077号、及び/又は本明細書に引用される様々な他の参考文献の教示の少なくとも一部に従って構築され、動作可能であり得る。発電機(410)は、ポート(414)を介して発電機(410)と結合されるケーブル(430)を介して、単極RFエネルギーを器具(420)に送達するように動作可能であり得る。いくつかの変形形態では、ポート(414)は一体型センサを含む。あくまでも例として、ポート(414)内のそのようなセンサは、過剰エネルギー又は誘導エネルギーが発電機(410)から放射されているか否かを監視し、かつ/又はポート(414)を介して発電機(410)から送達されるエネルギーの他の特性を監視するように構成され得る。器具(420)は、本体(422)と、シャフト(424)と、センサ(426)と、患者(P)に接触し、それによって単極RFエネルギーを患者(P)に印加するように構成されている遠位電極(428)と、を含む。あくまでも例として、センサ(426)は、過剰エネルギー又は誘導エネルギーが器具(420)から放射されているか否かを監視するように構成され得る。センサ(426)からの信号に基づいて、発電機(410)内の制御モジュールは、センサからのデータに基づいて接地パッドアセンブリ(440)からの接地リターンを受動的にスロットルし得る。
いくつかの変形形態では、接地パッドアセンブリ(440)は、患者(P)の皮膚と接地パッドの1つ以上の金属構成要素との間の直接接触を提供する1つ以上の抵抗性導通接地パッドを含む。いくつかの他の変形形態では、接地パッドアセンブリ(440)は、患者(P)と接地リターンプレートとの間に介在するゲル材料を含む容量結合接地パッドを含む。本実施例では、接地パッドアセンブリ(440)は、患者(P)の下に位置付けられ、ポート(416、434)を介してケーブル(432)を介して発電機(410)と結合される。ポート(416、434)のいずれか又は両方は、一体型センサを含み得る。あくまでも例として、ポート(416、434)のいずれか又は両方におけるそのようなセンサは、過剰エネルギー又は誘導エネルギーが接地パッドアセンブリ(440)から放射されているか否かを監視するように構成され得る。
上述したように、器具(150、200)は、電力又は信号が1つの電気的特徴から別の電気的特徴へ、かつ/又は1つの電気的特徴から導電性機械的特徴へ望ましくなく横断するリスクをもたらし得る、電気的特徴及び/又は導電性機械的特徴を含み得る。加えて、器具(150、200)は、近接する構成要素間に電位を発生させるリスク、又は電気的特徴間及び/若しくは電気的特徴と導電性機械的特徴との間に容量結合を生成するリスクをもたらし得る、電気的特徴及び/又は導電性機械的特徴を含み得る。器具(420)の関連において、そのようなリスクは、センサ(426)、遠位電極(428)、及び/又は器具(420)内の任意の他の電気構成要素に関して生じ得る。上述のリスクを提示し得る器具(420)の他の構成要素は、本明細書の教示を考慮することで当業者には明らかになるであろう。そのようなリスクは、器具(350)などの双極RF器具の関連においてよりも、単極RFエネルギーの供給専用である器具(420)の変形形態において大きくなり得る。なぜなら、専用の単極RF器具は、上記リスクを別様に防止又は軽減し得る接地リターン経路を欠く場合があるからである。
D.シャフトアセンブリ内の関節部の実施例
図8は、関節部(520)を有するシャフト(510)を含む器具(500)の一部分を示す。以下の教示に加えて、器具(500)は、その開示が参照により全体として本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第2017/0202591号、及び/又は本明細書に引用される様々な他の参考文献の教示の少なくとも一部に従って構築され、動作可能であり得る。本実施例では、エンドエフェクタ(550)は、関節部(520)の遠位端に位置付けられる。関節部(520)は、複数のセグメント(522)を含み、エンドエフェクタ(550)をシャフト(510)の長手方向中心軸から離れる方向に、かつ長手方向中心軸に向かって横方向に偏向させるように動作可能である。複数のワイヤ(540)が、シャフト(510)を通って関節部(520)に沿って延在してエンドエフェクタ(550)に到達し、それによって電力がエンドエフェクタ(550)に送達される。あくまでも例として、エンドエフェクタ(550)は、本明細書に記載されるように、単極及び/又は双極RFエネルギーを組織に送達するように動作可能であり得る。複数のプッシュプルケーブル(542)も関節部(520)を通って延在する。プッシュプルケーブル(542)は、(例えば、関節制御部(218)に類似した)アクチュエータと結合されて、関節部(520)の関節運動を駆動し得る。セグメント(522)は、関節部(520)の長さに沿ってワイヤ(540)とプッシュプルケーブル(542)との間の分離を維持し、それらに構造的支持を提供するように構成されている。本実施例の関節部(520)はまた、中央通路(532)を画定する。あくまでも例として、中央通路(532)は、音響導波管(例えば、エンドエフェクタ(550)が超音波ブレードを更に含む変形例において)を収容し得るか、流体連通のための経路を提供し得るか、又は任意の他の好適な目的を果たし得る。あるいは、中央通路(532)は省略されてもよい。
上述したように、器具(150、200)は、電力又は信号が1つの電気的特徴から別の電気的特徴へ、かつ/又は1つの電気的特徴から導電性機械的特徴へ望ましくなく横断するリスクをもたらし得る、電気的特徴及び/又は導電性機械的特徴を含み得る。加えて、器具(150、200)は、近接する構成要素間に電位を発生させるリスク、又は電気的特徴間及び/若しくは電気的特徴と導電性機械的特徴との間に容量結合を生成するリスクをもたらし得る、電気的特徴及び/又は導電性機械的特徴を含み得る。器具(500)の関連において、そのようなリスクは、ワイヤ(540)及び/又はプッシュプルケーブル(542)に関して生じ得る。加えて、器具(500)は、シャフトアセンブリ(510)及び/又はエンドエフェクタ(550)内に1つ以上のセンサを含み得、エンドエフェクタ(550)内に1つ以上の電極及び/又は他の電気的特徴を含み得る。上述のリスクを提示し得る器具(500)の他の構成要素は、本明細書の教示を考慮することで当業者には明らかになるであろう。
E.エンドエフェクタへの配線の実施例
図9は、第1の関節接合セグメント(612)及び第2の関節接合セグメント(614)を有するシャフト(610)を含む器具(600)の一部分を示す。以下の教示に加えて、器具(600)は、その開示が参照により全体として本明細書に組み込まれる、2017年7月20日に公開された「Modular Battery Powered Handheld Surgical Instrument and Methods Therefor」と題する米国特許出願公開第2017/0202605号、及び/又は本明細書に引用される様々な他の参考文献の教示の少なくとも一部に従って構築され、動作可能であり得る。本実施例では、エンドエフェクタ(620)は、第2の関節接合セグメント(614)の遠位端に位置付けられる。本実施例のエンドエフェクタ(620)は、組織を把持するために互いに向かって、かつ互いから離れる方向に枢動するように動作可能な一対のジョー(622、624)を含む。いくつかの変形形態では、ジョー(622、624)の一方又は両方は、本明細書に記載されるように、RFエネルギーを組織に印加するように動作可能な1つ以上の電極を含む。加えて、又は代替として、エンドエフェクタ(620)は、超音波ブレード及び/又は様々な他の特徴を含んでもよい。セグメント(612、614)は、シャフト(610)に対して、かつ互いに対して枢動し、それによってエンドエフェクタ(620)をシャフト(610)の長手方向中心軸から離れる方向に又はそれに向かって、横方向に偏向させるように動作可能であり得る。
本実施例の器具(600)は、シャフト(610)を通って広がる第1のワイヤセット(630)と、シャフト(610)及び両方のセグメント(612、614)を通って広がる第2のワイヤセット(632)と、シャフト(610)及び両方のセグメント(612、614)を通って更に広がる第3のワイヤセット(634)と、を更に含む。ワイヤセット(630、632、634)は、シャフト(610)に対するセグメント(612、614)の移動を制御するように動作可能であり得る。例えば、電力は、ワイヤセット(630、632、634)のうちの1つ以上に沿って伝達されて、対応するクラッチ機構に選択的に係合又は係合解除し、それによって、シャフト(610)に対するセグメント(612、614)の一方若しくは両方の横方向偏向、及び/又は、シャフト(610)に対するセグメント(612、614)の一方若しくは両方の回転を可能にし得る。代替的に、電力は、ワイヤセット(630、632、634)のうちの1つ以上に沿って伝達されて、対応するソレノイド、モータ、又は他の特徴を駆動して、シャフト(610)に対するセグメント(612、614)の一方若しくは両方の横方向偏向、及び/又は、シャフト(610)に対するセグメント(612、614)の一方若しくは両方の回転を能動的に駆動し得る。エンドエフェクタ(620)がRFエネルギーを組織に印加するように動作可能である変形形態では、ワイヤセット(630、632、634)に加えて、1つ以上の追加のワイヤがシャフト(610)及びセグメント(612、614)に沿って延在し得る。
上述したように、器具(150、200)は、電力又は信号が1つの電気的特徴から別の電気的特徴へ、かつ/又は1つの電気的特徴から導電性機械的特徴へ望ましくなく横断するリスクをもたらし得る、電気的特徴及び/又は導電性機械的特徴を含み得る。加えて、器具(150、200)は、近接する構成要素間に電位を発生させるリスク、又は電気的特徴間及び/若しくは電気的特徴と導電性機械的特徴との間に容量結合を生成するリスクをもたらし得る、電気的特徴及び/又は導電性機械的特徴を含み得る。器具(600)の環境では、そのようなリスクは、ワイヤセット(630、632、634)、ワイヤセット(630、632、634)が結合される電気構成要素、及び/又はシャフト(610)に対するセグメント(612、614)の一方若しくは両方の横方向偏向を駆動する他の特徴に関して生じ得る。加えて、器具(600)は、シャフトアセンブリ(610)及び/又はエンドエフェクタ(620)内に1つ以上のセンサを含み得、エンドエフェクタ(620)内に1つ以上の電極及び/又は他の電気的特徴を含み得る。上述のリスクを提示し得る器具(600)の他の構成要素は、本明細書の教示を考慮することで当業者には明らかになるであろう。
F.シャフトアセンブリ内のセンサの実施例
図10は、本明細書に記載される様々な器具(40、50、60、100、190、200、300、350、400、500、600)のいずれかに組み込まれ得る別のシャフトアセンブリ(700)の一実施例を示す。以下の教示に加えて、シャフトアセンブリ(700)は、その開示が参照により全体として本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第2017/0202608号、及び/又は本明細書に引用される様々な他の参考文献の教示の少なくとも一部に従って構築され、動作可能であり得る。この実施例のシャフトアセンブリ(700)は、外側シャフト(710)と、第1の内側シャフト(712)と、第2の内側シャフト(714)と、を含む。支持部材(716)は、第2の内側シャフト(714)の内部にわたって直径方向に広がる。あくまでも例として、支持部材(716)は、回路基板、フレックス回路、及び/又は様々な他の電気構成要素を含み得る。本実施例では、複数のセンサ(720、722、724)が支持部材(716)上に位置付けられている。磁石(730)は、内側シャフト(712、714)の周りを回転するように動作可能である外側シャフト(710)に埋め込まれる。
いくつかの変形形態では、内側シャフト(712、714)を中心とした外側シャフト(710)の回転は、シャフトアセンブリ(700)の長手方向軸を中心とした、シャフトアセンブリ(700)の遠位端に位置するエンドエフェクタ(図示せず)の回転を駆動する。いくつかの他の変形形態では、内側シャフト(712、714)を中心とした外側シャフト(710)の回転は、シャフトアセンブリ(700)の長手方向軸から離れる方向か又は長手方向軸に向かうエンドエフェクタの横方向偏向を駆動する。あるいは、内側シャフト(712、714)を中心とした外側シャフト(710)の回転は、任意の他の結果をもたらし得る。いずれの場合も、センサ(720、722、724)は、磁石(730)の位置を追跡し、それによって、固定軸(740)に対する外側シャフト(710)の回転位置(742)を決定するように構成され得る。したがって、センサ(720、722、724)は、器具(100)の位置センサ(112)のような位置センサとして集合的に機能し得る。
図11は、本明細書に記載される様々な器具(40、50、60、100、190、200、300、350、400、500、600)のいずれかに組み込まれ得る別のシャフトアセンブリ(750)の一実施例を示す。以下の教示に加えて、シャフトアセンブリ(750)は、その開示が参照により全体として本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第2017/0202608号、及び/又は本明細書に引用される様々な他の参考文献の教示の少なくとも一部に従って構築され、動作可能であり得る。本実施例のシャフトアセンブリ(750)は、複数の同軸に位置付けられた近位シャフトセグメント(752、754、756)及び遠位シャフトセグメント(764)を含む。遠位シャフトセグメント(764)は、ピン(762)を介して近位シャフトセグメント(752)と枢動可能に結合されて、関節継手(760)を形成する。エンドエフェクタ(図示せず)は、遠位シャフトセグメント(764)の遠位に位置付けられてもよく、その結果、関節継手(760)は、エンドエフェクタを、近位シャフトセグメント(752、754、756)によって画定される長手方向中心軸から離れる方向か又は長手方向中心軸に向かって横方向に偏向させるために利用され得る。フレックス回路(758)は、シャフトセグメント(752、754、756、764)に沿って広がり、シャフトアセンブリ(750)が関節継手(760)で屈曲する際に屈曲するように動作可能である。
一対のセンサ(770、772)が、関節継手(760)の近位にある領域内でフレックス回路(758)に沿って位置付けられる一方、磁石(774)は、関節継手(760)の遠位にある領域においてフレックス回路(758)上(又は遠位シャフトセグメント(764)内の他の場所)に位置付けられる。したがって、磁石(774)は、遠位シャフトセグメント(764)が関節継手(760)において近位シャフトセグメント(752、754、756)に対して枢動する際に、遠位シャフトセグメント(764)と共に移動する一方、センサ(770、772)は、そのような枢動中に静止したままである。センサ(770、772)は、磁石(774)の位置を追跡し、それによって近位シャフトセグメント(752、754、756)に対する遠位シャフトセグメント(764)の枢動位置を決定するように構成されている。換言すれば、センサ(770、772)及び磁石(774)は協働して、シャフトアセンブリ(750)によって形成される関節屈曲角度の決定を可能にする。したがって、センサ(770、772)は、器具(100)の位置センサ(112)のような位置センサとして集合的に機能し得る。
上述したように、器具(150、200)は、電力又は信号が1つの電気的特徴から別の電気的特徴へ、かつ/又は1つの電気的特徴から導電性機械的特徴へ望ましくなく横断するリスクをもたらし得る、電気的特徴及び/又は導電性機械的特徴を含み得る。加えて、器具(150、200)は、近接する構成要素間に電位を発生させるリスク、又は電気的特徴間及び/若しくは電気的特徴と導電性機械的特徴との間に容量結合を生成するリスクをもたらし得る、電気的特徴及び/又は導電性機械的特徴を含み得る。器具(700、750)の関連において、そのようなリスクは、センサ(720、722、724、770、772)、センサ(720、722、724、770、772)が結合される電気構成要素、及び/又は器具(700、750)のシャフトアセンブリ内の他の特徴に関して生じ得る。上述のリスクを提示し得る器具(700、750)の他の構成要素は、本明細書の教示を考慮することで当業者には明らかになるであろう。
G.器具の本体及びシャフトアセンブリにおける駆動制御部の実施例
図12~図14は、本明細書に記載されるロボット外科用システム(10、150)などのロボット外科用システムに組み込まれ得る器具(800)の一実施例を示す。以下の教示に加えて、器具(800)は、その開示が参照により全体として本明細書に組み込まれる米国特許第9,125,662号、及び/又は本明細書に引用される様々な他の参考文献の教示の少なくとも一部に従って構築され、動作可能であり得る。本実施例の器具(800)は、本体(810)、シャフトアセンブリ(820)、及びエンドエフェクタ(830)を含む。本体(810)は、ロボットアーム(例えば、ロボットアーム(160、170、180)のうちの1つ)の相補的構成要素と結合するように構成されている基部(812)を含む。シャフトアセンブリ(820)は、剛性の近位部分(822)と、関節部(824)と、遠位部分(826)と、を含む。エンドエフェクタ(830)は、遠位部分(826)に固定されている。関節部(824)は、遠位部分(826)及びエンドエフェクタ(830)を、近位部分(822)によって画定される長手方向中心軸から離れる方向に、かつ長手方向中心軸に向かって横方向に偏向させるように動作可能である。本実施例のエンドエフェクタ(830)は、一対のジョー(832、834)を含む。あくまでも例として、エンドエフェクタ(830)は、本明細書に記載される様々なエンドエフェクタ(46、56、66、102、230、320、350、620)のいずれかのように構成されており、動作可能であり得る。
図13~図14に示されるように、複数の駆動ケーブル(850、852)は、本体(810)から関節部(824)まで延在して、関節部(824)の関節運動を駆動する。ケーブル(850)は、駆動プーリ(862)及び引張機(860)の周りに巻き付けられている。ケーブル(850)は、ケーブル(850)が2つのセグメント(850a、850b)でシャフトアセンブリ(820)に沿って延在するように、一対のガイド(870、872)の周りに更に延在する。ケーブル(852)は、駆動プーリ(866)及び引張機(864)の周りに巻き付けられている。ケーブル(852)は、ケーブル(852)が2つのセグメント(852a、852b)でシャフトアセンブリ(820)に沿って延在するように、ガイド(880)の周りに更に延在する。本実施例では、それぞれの駆動プーリ(862、866)は、基部(812)が固定されるロボットアームの構成要素の対応する駆動部材(例えば、駆動スピンドルなど)と結合するように構成されている。駆動プーリ(862)が回転すると、ケーブル(850)の一方のセグメント(850a)が、シャフトアセンブリ(820)に沿って第1の長手方向に並進し、他方のセグメント(850b)は、シャフトアセンブリ(820)に沿って第2の(反対の)方向に同時に並進する。同様に、駆動プーリ(866)が回転すると、ケーブル(852)の一方のセグメント(852a)が、シャフトアセンブリ(820)に沿って第1の長手方向に並進し、他方のセグメント(852b)は、シャフトアセンブリ(820)に沿って第2の(反対の)方向に同時に並進する。
図14に示されるように、本実施例の関節部(824)は、近位部分(822)と遠位部分(826)との間に長手方向に介在する中間シャフトセグメント(880)を含む。遠位部分(826)が1つ以上の平面に沿って中間シャフトセグメント(880)に対して枢動するように動作可能であるように、遠位部分(826)の近位端にあるボール型特徴(828)が中間シャフトセグメント(880)の遠位端のソケット内に着座される。駆動ケーブル(850)のセグメント(850a、850b)は、遠位部分(822)のボール型特徴(828)に固定された対応するボール型端部(894、890)で終端する。したがって、駆動ケーブル(850)は、駆動プーリ(862)が回転する方向に基づいて、中間シャフトセグメント(880)に対する遠位部分(826)の枢動運動を駆動するように動作可能である。中間部分(880)が1つ以上の平面に沿って近位部分(822)に対して枢動するように動作可能であるように、中間部分(880)の近位端にあるボール型特徴(882)が近位部分(822)の遠位端のソケット内に着座される。いくつかの変形形態では、近位部分(822)に対する中間部分(880)のこの枢動運動は、ケーブル(852)によって駆動される。図14にも示されるように、電気ケーブル(802)は関節部(824)を通過する。電気ケーブル(802)は、エンドエフェクタ(830)への電気通信のための経路を提供し、それによって、エンドエフェクタ(830)内の1つ以上の電極への電力(例えば、RFエネルギー)の送達を可能にし、エンドエフェクタ(830)内の1つ以上のセンサからの電気信号が本体(810)に戻される経路を提供し、かつ/又は他の形態の電気通信を提供する。
上述したように、器具(150、200)は、電力又は信号が1つの電気的特徴から別の電気的特徴へ、かつ/又は1つの電気的特徴から導電性機械的特徴へ望ましくなく横断するリスクをもたらし得る、電気的特徴及び/又は導電性機械的特徴を含み得る。加えて、器具(150、200)は、近接する構成要素間に電位を発生させるリスク、又は電気的特徴間及び/若しくは電気的特徴と導電性機械的特徴との間に容量結合を生成するリスクをもたらし得る、電気的特徴及び/又は導電性機械的特徴を含み得る。器具(800)の関連において、そのようなリスクは、駆動ケーブル(850、852)、シャフトアセンブリ(820)内の電気的特徴、及び/又は器具(800)内の他の特徴と結合される構成要素(850、852)に関して生じ得る。上述のリスクを提示し得る器具(800)の他の構成要素は、本明細書の教示を考慮することで当業者には明らかになるであろう。
H.器具のモジュール式構成要素間のインターフェースにおける電気的特徴の実施例
場合によっては、構成要素のモジュール式結合及び結合解除を可能にする外科用器具を提供することが望ましいことがある。例えば、図15は、ハンドルアセンブリ(910)とモジュール式シャフトアセンブリ(950)とを含む器具(900)の一実施例を示す。この実施例の器具(900)は手持ち式であるが、同様の特徴及びモジュール性は、ロボット制御式器具に容易に組み込まれ得る。この実施例のハンドルアセンブリ(910)は、本体(912)と、起動ボタン(914)と、枢動トリガ(916)と、シャフトインターフェースアセンブリ(920)と、を含む。シャフトインターフェースアセンブリ(920)は、機械的駆動特徴(922)と、電気接点(924)の配列と、を含む。本明細書の教示を考慮することで当業者には明らかになるように、電気接点(924)は、制御回路、電源、及び/又はハンドルアセンブリ(910)内の様々な他の電気的特徴と電気的に連通し得る。
シャフトアセンブリ(950)は、シャフト部(952)と、一対のジョー(972、874)を含むエンドエフェクタ(970)と、を含む。シャフト部(952)及びエンドエフェクタ(970)は、本明細書に記載の様々なシャフトアセンブリ及びエンドエフェクタのいずれかに従って構成されており、動作可能であり得る。本実施例のシャフトアセンブリ(950)は、ハンドルインターフェースアセンブリ(960)を更に含む。ハンドルインターフェースアセンブリ(960)は、機械的駆動特徴(962)と、複数の電気接点(図示せず)と、を含む。本明細書の教示を考慮することで当業者には明らかになるように、ハンドルインターフェースアセンブリ(960)のこれらの電気接点は、シャフト部(952)及び/又はエンドエフェクタ(970)内の1つ以上の電極、センサ、及び/又は他の電気構成要素と電気的に連通し得る。
シャフトアセンブリ(950)がハンドルアセンブリ(910)と結合されると、ハンドルアセンブリ(910)の機械的駆動特徴(922)は、シャフトアセンブリ(910)の機械的駆動特徴(962)と機械的と結合し、機械的駆動特徴(922、962)は協働して、ハンドルアセンブリ(950)内の動力源(例えば、枢動トリガ(916)、モータなど)からシャフト部(952)内の1つ以上の構成要素、及びいくつかの変形形態ではエンドエフェクタ(970)に運動を伝達し得る。いくつかの変形形態では、機械的駆動特徴(922、962)は協働して、ハンドルアセンブリ(910)内の動力源(例えば、枢動トリガ(916)、モータなど)からの回転運動を、シャフト部(952)内の1つ以上の構成要素、及びいくつかの変形形態ではエンドエフェクタ(970)に伝達する。加えて、又は代替として、機械的駆動特徴(922、962)は協働して、ハンドルアセンブリ(910)内の動力源(例えば、枢動トリガ(916)、モータなど)からの直線並進運動を、シャフト部(952)内の1つ以上の構成要素、及びいくつかの変形形態ではエンドエフェクタ(970)に伝達し得る。
シャフトアセンブリ(950)がハンドルアセンブリ(910)と結合されると、シャフトインターフェースアセンブリ(920)の電気接点(924)もハンドルインターフェースアセンブリ(960)の相補的電気接点と結合し、これらの接点が互いに導通を確立し、それによってハンドルアセンブリ(910)とシャフトアセンブリ(950)との間の電力、信号などの通信が可能になる。接点(924)を有することに加えて、又はその代わりに、機械的駆動特徴(922、962)における1つ以上の電気的結合部を介して、ハンドルアセンブリ(910)とシャフトアセンブリ(950)との間に電気的導通が提供され得る。本明細書の教示を考慮することで当業者に明らかになるように、そのような電気的導通は、スリップ結合及び/又は様々な他の種類の結合を含み得る。
電力又は電気信号が、器具の2つの構成要素(例えば、シャフトインターフェースアセンブリ(920)の接点(924)及びハンドルインターフェースアセンブリ(960)の相補的電気接点)間に電気的導通を提供する嵌合接点を横切って伝達されるいくつかのシナリオでは、そのような接点間に短絡が形成されるリスクがあり得る。これは、互いに電気的に絶縁されていると想定される接点が互いにごく近接して位置しており、これらの接点が位置する領域が器具の使用中に流体にさらされる可能性がある場合の特定のリスクであり得る。そのような流体は、接点間に電気的ブリッジを生成し、かつ/又は互いと結合されることが想定される接点間で通信されている信号をブリードさせる可能性がある。したがって、器具(900)のような器具の接点におけるそのような発生を防止するか、ないしは別の方法で対処するための特徴を提供することが望ましい場合がある。
電力又は電気信号が器具の異なる構成要素間の機械的結合部を横切って(例えば、スリップ結合などを介して)伝達されるいくつかのシナリオでは、そのような結合は、器具のシャフトアセンブリ又は他のアセンブリにおいて可変電気抵抗を提供し得る。例えば、機械的駆動特徴(922、962)における運動は、機械的駆動特徴(922、962)間の電気スリップ結合において可変電気抵抗を提供し得る。この可変電気抵抗は、スリップ結合を横切る電力又は電気信号の通信に影響を与える可能性がある。これは、次に、信号損失又は電力低減をもたらし得る。したがって、器具(900)のような器具の2つの可動部品間の機械的結合部に見られる、電気的結合部におけるそのような発生を防止するか、ないしは別の方法で対処するための特徴を提供することが望ましい場合がある。
IV.単極外科用器具エネルギー経路のための例示的な特徴
以下の説明は、上述した様々な単極RF電気外科用器具(40、420)のいずれかに組み込まれ得る異なる特徴の実施例に関する。これらの実施例は互いに別個に提供されるが、以下の実施例のいずれかにおいて説明される特徴は、後述する他の実施例において説明される特徴と組み合わされてもよい。したがって、後述する特徴は、本明細書の教示を考慮することで当業者に明らかになるように、様々な順列で組み合わされてもよい。同様に、後述する特徴が上述の様々な器具(40、420)のいずれかに組み込まれ得る様々な方法が、本明細書の教示を考慮することで当業者には明らかになるであろう。後述する特徴は、ロボット制御式単極RF外科用器具及び/又は手持ち式単極RF外科用器具に組み込まれ得ることを理解されたい。
図16は、図16を参照して上述したRFエネルギー送達システム(400)の修正版である単極RFエネルギー送達システム(1000)の一実施例を示す。本実施例のRFエネルギー送達システム(1000)は、発電機(1010)と、送達器具(1020)と、第1の接地パッドアセンブリ(1040)と、第2の接地パッドアセンブリ(1042)と、を含む。以下の教示に加えて、器具(1020)は、その開示が参照により全体として本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第2019/0201077号、及び/又は本明細書に引用される様々な他の参考文献の教示の少なくとも一部に従って構築され、動作可能であり得る。発電機(1010)は、ポート(1014)を介して発電機(1010)と結合されるケーブル(1030)を介して、単極RFエネルギーを器具(1020)に送達するように動作可能である。いくつかの変形形態では、ポート(1014)は一体型センサを含む。あくまでも例として、そのようなポート(1014)内のセンサは、過剰エネルギー又は誘導エネルギーが発電機(1010)から放射されているか否かを監視するように構成され得る。器具(1020)は、本体(1022)と、シャフト(1024)と、センサ(1026)と、患者(P)に接触し、それによって単極RFエネルギーを患者(P)に印加するように構成されている遠位電極(1028)と、を含む。あくまでも例として、センサ(1026)は、過剰エネルギー又は誘導エネルギーが器具(1020)から放射されているか否かを監視するように構成され得る。センサ(1026)からの信号に基づいて、発電機(1010)内の制御モジュールは、センサ(1026)からのデータに基づいて接地パッドアセンブリ(1040)からの接地リターンを受動的にスロットルし得る。
示されるように、患者(P)の皮膚と接地パッドアセンブリ(1040、1042)の1つ以上の金属構成要素との間の直接接触を提供する2つ以上の抵抗性導通接地パッドアセンブリ(1040、1042)を含む、二重接地パッド構成が利用され得る。いくつかの他の変形形態では、接地パッドアセンブリ(1040、1042)の一方又は両方は、患者(P)と接地リターンプレートとの間に介在するゲル材料を含む容量結合接地パッドを含む。本実施例では、接地パッドアセンブリ(1040、1042)は、患者(P)の下に位置付けられ、それぞれポート(1016、1034、1018、1038)を介してケーブル(1032、1036)を介して発電機(1010)と結合される。ポート(1016、1034、1018、1038)のいずれか又は全ては、後述されるように、1つ以上の治療信号及び/又は診断信号を監視するように構成された一体型センサを含んでもよい。
単極RFエネルギー送達システム(1000)のいくつかの変形形態では、ポート(1016、1034、1018、1038)のいずれか又は全ての中のセンサは、動作中に過剰エネルギー又は誘導エネルギーが一方又は両方の接地パッドアセンブリ(1040、1042)から放射されているか否かを監視するように構成されてもよい。これは、例えば、一方又は両方の接地パッドアセンブリ(1040、1042)が、操作者の誤りにより患者(P)に不適切に位置付けられるか又は固定された場合、動作中に患者の負傷が生じる可能性があるためである。この場合、治療用単極RFエネルギーが患者(P)の皮膚上の1つの領域に集中しすぎることになり得るため、重度の火傷などの負傷を患者(P)に負わせる可能性がある。より具体的には、接地パッドアセンブリ(1040、1042)は、患者(P)から発電機(1010)に戻る最小抵抗の経路を提供し、低エネルギー電流密度の領域を確保する。リターン接地パッドアセンブリ(1040、1042)の一方又は両方が患者の皮膚と完全に接触していない場合、ないしは別様に電流を安全に分散させることができない場合、流出電流が、意図しない火傷を引き起こすほど十分に高い密度を有する可能性がある。したがって、患者(P)と接地パッドアセンブリ(1040、1042)との間に良好な接触を有することが重要である。そうでなければ、接地パッドアセンブリ(1040、1042)が、パッド又は患者インターフェースの量又は質において損なわれた場合、電気回路は、心電図リード線、タオルクリップ、点滴スタンド、又は他の外科用機器などのいくつかの小さい接地接触点によって完成され得、高電流密度を生成し、患者(P)に火傷を負わせる可能性がある。
本明細書に記載されるように、「治療信号」は、電極(1028)を介して組織に印加され、組織に対して所望の治療効果を提供するRFエネルギー信号である。所望の治療効果の例としては、組織の封止、電気焼灼、アブレーション、又は他の組織効果が挙げられ得る。また、本明細書に記載されるように、「診断信号」は、接地パッドアセンブリ(1040、1042)が患者(P)と適切と結合されているか否かを確認するために送信されるRFエネルギー信号である。したがって、診断信号は、単極RFエネルギー送達システム(1000)の状態を診断することが意図されており、組織に対する効果を生むことは意図されていない。本実施例では、発電機(1010)は、以下の教示に従って治療信号及び診断信号を生成するように構成されている。
いくつかの変形形態では、単極RFエネルギー送達システム(1000)は、接地パッドアセンブリ(1040、1042)の配置誤差を監視するために、それぞれケーブル(1032、1036)を介して一方又は両方の接地パッドアセンブリ(1040、1042)を通して診断信号を生成及び送信するように構成されてもよい。RFエネルギー送達システム(1000)は、診断信号が特定の範囲外に戻っている場合、(例えば、自動的に発電機(1010)に器具(1020)からの電力を切断させるか、ないしは別の方法で器具(1020)への治療信号の送達を停止させることによって)動作を終了するように更に構成されてもよい。この実施例では、発電機(1010)は、3つの別個のポート(1014、1016、1018)を通して信号を出力するように構成されている。具体的には、発電機(1010)は、組織に影響を及ぼすように構成された約300kHz~500kHzの範囲の周波数を有する信号などの治療信号を、ポート(1014)を通して器具(1020)の駆動電極(1028)に出力し得る。発電機(1010)はまた、治療信号と同時に又は別様に、診断信号を、ポート(1016又は1018)のうちの1つを通して、選択されたポート(1016又は1018)に電気的に接続された1つの接続された接地パッドアセンブリ(1040又は1042)に出力し、他のポート(1016又は1018)及び接続された接地パッドアセンブリ(1040又は1042)によって画定される信号リターン経路を介して、その信号を受信し得る。診断信号は、組織に影響を及ぼさないように構成されている、より低い周波数信号であってもよい。例えば、診断信号は、約15kHz~約50kHzの範囲で送信されてもよい。いくつかの実施例では、診断信号は、30kHz又はその付近で送信されてもよい。発電機(1010)は、それぞれのポート(1016、1018)を通して診断信号を生成及び送信することと、他のポート(1016、1018)を通して診断信号リターンを受信することとを交互に行うように構成されてもよい。したがって、リターン信号は、動作中に一方又は両方の接地パッドアセンブリ(1040、1042)の接続に伴って問題が生じたことを示す、所定の信号範囲外の過剰なエネルギー損失又はスパイクについて監視され得る。
いくつかの外科手術では、シャフト(1024)内に位置付けられるか、又はシャフト(1024)と結合される構成要素などの、器具(1020)の1つ以上の構成要素は、金属材料で構成されている場合があり、したがって、これらの構成要素に沿って著しい望ましくない容量結合電位及び電流を発生させる可能性がある。上述したように、そのような容量結合は、電力低減、信号低減、信号干渉、患者の負傷などの望ましくない結果、及び/又は他の望ましくない結果をもたらし得る。したがって、容量結合電流を防止するか、ないしは別の方法で対処するための特徴を提供することが望ましい場合がある。いくつかの変形形態では、容量結合エネルギーを収集し、それによって望ましくない電流から金属構成要素を遮蔽し、電流がシステム(1000)全体に流れるのを防止するために、器具シールド(1044)が器具(1020)上又は器具(1020)内部に含まれてもよい。シールド(1044)は、接地パッドアセンブリ(1040)のケーブル(1032)などの接地パッドアセンブリのリターンケーブルと更に結合する導線(1046)によって、容量結合電流を収集して発電機(1010)に戻すように、金属構成要素と結合するか、又は金属構成要素の周りを包むように構成されてもよい。金属構成要素を通ってシステム(1000)の他の接地された構成要素に向かって流れる代わりに、容量結合電流は、シールド(1044)、ワイヤ(1046)、及びケーブル(1032)を通って発電機(1010)に戻るように流れ、したがって、望ましくない電流は、治療信号に干渉せず、患者(P)の負傷を招くこともない。これはまた、発電機(1010)がポート(1014)を通して出力されるその治療信号をより効果的に監視することを可能にし得る。
しかしながら、上述したように、いくつかのシステム(1000)は、システム(1000)の動作における問題を示し得る過剰なエネルギースパイク又は損失について、リターン経路ケーブル(1032、1036)を通って発電機(1010)に流れるエネルギーを厳密に監視するように構成され得る。容量結合電流を、器具(10202)から1つの接地パッドアセンブリ(1040、1042)の少なくとも1つのリターンケーブル(1032、1036)を通して分流することによって、発電機(1010)は、リターンケーブル(1032、1036)間の著しいエネルギー不均衡を検出することができ、発電機(1010)は、結果として、器具(1020)への電力を切断し得る(例えば、治療信号の送達を停止する)。例えば、図16に示される構成では、発電機(1010)から出力される総エネルギーの約75%が、ケーブル(1032、1036)のうちの1つのみを通して戻され得る。したがって、リターンケーブル(1032、1036)間で接地リターン信号をより均等に平衡させる特徴を提供することが望ましい場合がある。そのような特徴の実施例を以下でより詳細に説明する。
A.フィルタを使用する例示的な単極外科用器具のエネルギー経路
図17は、接地パッドアセンブリ(1040、1042)のリターン経路ケーブル(1032、1036)間で発電機(1010)に戻される電流を平衡させるための1つの例示的な構成における単極RFエネルギー送達システム(1000)を示す。具体的には、ワイヤ(1046)は、「T」接合部(1048)と電気的に結合するように構成されており、「T」接合部(1048)は、一対のリード線(1052、1054)を介してそれぞれのリターン経路ケーブル(1032、1036)と更に電気的に結合される。この実施例では、それぞれのケーブル(1032、1036)が、シールド(1044)から「T」接合部(1048)を通って発電機(1010)に戻る比較的類似した抵抗経路を提供するので、シールド(1044)からケーブル(1032、1036)を通して分流されるエネルギーは、ケーブル(1032、1036)の間で比較的均等に(すなわち、実質的に等しい部分に)分割され得る。場合によっては、ケーブル(1032)に分流される電流の部分は、ケーブル(1036)に分流される電流の部分の最大約30%であり得る。発電機(1010)は、ケーブル(1032、1036)を通って流れる治療用(例えば、300~500kHz)及び診断用(例えば、30kHz)リターン信号の平衡を保つ組み合わせをより効果的に監視し、したがって、システム(1000)内の問題又はいずれかの接地パッドアセンブリ(1040、1042)の位置決めに関する問題の発生を示すような、不平衡信号を誤って解釈することを回避することができる。
しかしながら、上述したように、発電機(1010)は、ポート(1016、1018)を介して接地パッドアセンブリ(1040、1042)を通じて、より低い周波数の診断信号を交互に発生及び送信するように構成され得る。「T」接合部(1048)を含むことによって、電気的短絡がケーブル(1032、1036)間に導入される。短絡が診断信号手順を動作不能にすることを防止するために、信号フィルタ(1050)が、いずれかのリード線(1050、1052)上に電気的に結合されてもよく、それによって、診断信号がリード線(1050、1052)を通過することを禁止する一方で、治療信号がリード線(1050、1052)を通過することを可能にする。より具体的には、フィルタ(1050)は、より低い範囲の信号がリード線(1050、1052)を通過するのを阻止するためのハイパスフィルタとして構成されてもよく、より高い範囲の信号がリード線(1050、1052)を通過するのを可能にするように構成されてもよい。したがって、診断信号が30kHz又はその付近で送信される構成では、フィルタ(1050)は、例えば、45kHz又はその付近のカットオフ周波数を有する能動ハイパスフィルタ又は受動ハイパスフィルタのいずれかとして構成されてもよい。しかしながら、特定の信号範囲及び1つの特定のカットオフ周波数の例が本明細書で説明されるが、様々な他の信号範囲及びカットオフ周波数が必要に応じて構成され得ることを理解されたい。
B.変圧器を使用する例示的な単極外科用器具のエネルギー経路
図18は、接地パッドアセンブリ(1040、1042)のリターン経路ケーブル(1032、1036)間で発電機(1010)に戻される電流を平衡させるための別の例示的な構成における単極RFエネルギー送達システム(1000)を示す。特に、ワイヤ(1046)は、変圧器(1060)の一次巻線など、変圧器(1060)と電気的に結合するように構成されており、変圧器(1060)の二重二次巻線は、一対のリード線(1062、1064)を介してそれぞれのリターン経路ケーブル(1032、1036)と更に電気的に結合される。このように、それぞれのケーブル(1032、1036)が、シールド(1044)から変圧器(1060)を通って発電機(1010)に戻る比較的類似した抵抗経路を提供するので、シールド(1044)からケーブル(1032、1036)を通して分流されるエネルギーは、ケーブル(1032、1036)の間で比較的均等に分割され得る。変圧器(1060)は、例えば、電流負荷平衡変圧器であってもよい。
ケーブル(1032、1036)へのワイヤ(1046)のエネルギーを平衡させるための様々な代替的なシステム及び方法が本明細書に記載されているが、本明細書の教示を考慮することで当業者に既知であり理解されるように、様々な代替的な構成も企図されていることを理解されたい。
V.寄生エネルギー損失モニタを有する電気外科用器具システムの実施例
以下の説明は、上述した様々なRF電気外科用器具(40、50、420)のいずれかに組み込まれ得る異なる特徴の実施例に関する。これらの実施例は互いに別個に提供されるが、以下の実施例のいずれかにおいて説明される特徴は、本明細書に記載される他の実施例において説明される特徴と組み合われてもよい。したがって、後述する特徴は、本明細書の教示を考慮することで当業者に明らかになるように、様々な順列で組み合わされてもよい。同様に、後述する特徴が上述の様々な器具(40、50、420)のいずれかに組み込まれ得る様々な方法が、本明細書の教示を考慮することで当業者には明らかになるであろう。後述する特徴は、ロボット制御式外科用器具及び/又は手持ち式外科用器具に組み込まれてもよく、そのような器具としては、オンボードバッテリを介して電力供給される器具、及び/又は外部電源へのワイヤを介して電力供給される器具が挙げられるが、これらに限定されないことを理解されたい。これには、上述した様々な種類のロボット制御式器具、上述した様々な種類の手持ち式器具、上述した様々な種類のバッテリ駆動式器具、及びワイヤを介して外部電源に電力供給される上述した様々な種類の器具が含まれるが、これらに限定されない。
上述したように、本開示のいくつかの態様は、望ましくない操作の副作用を低減するために改善されたデバイス能力を有する外科用器具のために提示される。そのようなデバイスの実施例及び関連する概念は、その開示が参照により全体として本明細書に組み込まれる、2019年7月4日に公開された「Interruption of Energy Due to Inadvertent Capacitive Coupling」と題する米国特許出願公開第2019/0201077号に開示されている。具体的には、外科用器具は、独立して、又は別の先進エネルギー様式と協働して使用するための単極RF絶縁を改善するために、容量結合を制限するための手段を含み得る。容量結合は、一般に、電界によって誘導される、ノード間のエネルギーの伝達が存在する場合に発生する。手術中、2つ又は3つ以上の電気外科用器具が患者内又は患者の周囲で使用されている場合に、容量結合が発生し得る。容量結合はまた、単一の器具又は単一の器具システム内で生じ得る。例えば、容量結合は、図1~図15を参照して上述したような構成要素を含む、同じ器具内で互いにごく近接している導電性構成要素間で生じ得る。場合によっては、容量結合によって追加の装置が誘導的に給電され得るため、容量結合が望ましい場合があるが、手術中に又は患者の周囲で偶発的に容量結合が発生することは、一般に非常に有害な結果をもたらすことがある。
寄生又は偶発的容量結合は、未知の場所又は予測不可能な場所で発生し、エネルギーを意図しない領域に印加させることがある。患者が麻酔下にあり、いかなる応答も提供することができないとき、寄生容量結合は、何らかの熱的損傷が生じていることを操作者が認識する前に、患者に望ましくない熱的損傷を引き起こす可能性がある。加えて、又は代替として、寄生容量結合は、望ましくない電力損失をもたらし得る。寄生容量結合に起因するそのような望ましくない電力損失は、患者内の組織への電気エネルギー(例えば、単極RFエネルギー)の望ましくない低送達をもたらし得、望ましくない外科的結果をもたらし得る。加えて、又は代替として、寄生容量結合に起因する望ましくない電力損失は、センサ又は他の電気構成要素からの損なわれたフィードバック信号をもたらし得、そのような悪影響を受けた電気信号は、信頼できないフィードバックデータをもたらす。したがって、外科用器具において、一般的には手術中に、寄生又は偶発的容量結合を防止するか又は少なくとも制限することが望ましい。
上述した器具のいくつかの変形形態では、電気外科用システムは、外科用器具と、コンソール(20)などのコンソールと、を含む(図1を参照)。コンソールは、1つ以上の発電機と共に、データプロセッサ、メモリ、及び他のコンピュータ機器を含んでもよい。それぞれの発電機は、その外科用器具と結合された構成要素のいずれかに沿って容量結合が検出された場合に、発電機から発電機が電力供給している特定の外科用器具へのエネルギーの伝送を変調するように構成され得る。これらのシナリオにおいて発電機によって送達されるエネルギーの変調を自動的にトリガするために、1つ以上の安全ヒューズ、センサ、制御部、及び/又はアルゴリズムが適所に存在してもよい。音響信号、振動、及び視覚的メッセージを含む警告を発して、容量結合の検出によりエネルギーが変調されたこと、又は変調されていることを手術チームに通知してもよい。
いくつかの態様では、システムは、容量結合事象が発生したことを検出するための手段を含む。例えば、システムの周囲の事象を監視するための1つ又は2つ以上のセンサからの入力を含むアルゴリズムは、状況認識及び他のプログラム手段を適用して、システム内のどこかで容量結合が発生していると結論付け、それに応じて反応することができる。状況認識を有するシステムは、システムが、現在の環境データ及びシステムデータに基づいて生じ得るシナリオを予測して、現在の状況が予測可能な次の工程を生じるパターンに従うと判定するように構成され得ることを意味する。一例として、システムは、様々なセンサデータが検出される同様の状況の手術での例を呼び出すことによって、容量結合事象を処理する背景に状況認識を適用することができる。センサデータは、閉ループ電気外科システムに沿った2点の特定位置での電流増加を示してもよく、これは、同様の状況の手術の以前のデータに基づいて、容量結合事象が差し迫っている可能性が高いことを示す。
いくつかの態様では、外科用器具は、容量結合の発生を制限するか、又は他の場合には容量結合によって生じる付帯的損害を低減するための構造に修正されてもよい。例えば、外科用器具内又はその周囲に戦略的に配置された追加の絶縁材は、容量結合の発生を制限するのに役立ち得る。他の場合には、外科用器具のエンドエフェクタは、電流変位の発生を低減する修正された構造を含んでもよく、例えば、エンドエフェクタの先端を丸くするか、又は特にエンドエフェクタのブレードを整形して、依然として双極装置として動作するがより単極ブレードのように挙動させてもよい。
いくつかの態様では、システムは、容量結合の影響を緩和又は制限するための受動的手段を含んでもよい。例えば、システムは、導電性受動部品を介して中性ノードにエネルギーを分流することができるリードを含んでもよい。一般に、これらの態様のいずれか及び全ては、患者の手術中に容量結合を生じやすい複数の電気部品によってもたらされる課題に対処するために、単一のシステム内に組み合わされるか、又は含まれてもよい。
患者(P)の近くに複数の電源が存在し、かつ/又は同じ器具内の電力搬送構成要素にごく近接して器具内に複数の導電性構成要素が存在するシナリオでは、寄生容量結合が手術中にリスクをもたらし得る。手術中に患者(P)がいずれかの反応を示すことは期待できないため、未知の又は予測されない容量結合が発生した場合、患者(P)は結果的に意図しない場所で火傷を負うことがある。一般に、容量結合のようなエネルギー異常は、患者の安全性を改善し、かつ/ないしは別の方法で望ましい手術結果を提供するために、最小化されるか、ないしは別の方法で是正されるべきである。容量結合又は他の種類のエネルギー異常の発生を監視するために、複数のスマートセンサがインジケータとして電気外科用システムに統合されて、過剰エネルギー又は誘導エネルギーが1つ以上の電源の外部に放出されているか否かが決定され得る。そのようなスマートセンサを組み込むシステム(1100)の実施例が、図19に示される。図19のシステム(1100)は、上述した図7のシステム(400)と実質的に同様であるが、後述する変形形態を有する。
図19のシステム(1100)は、本開示の少なくとも1つの態様に従って、システム(1100)の構成要素内又は構成要素間で偶発的に発生する容量結合を検出するように動作可能である。本実施例のシステム(1100)は、発電機(1110)、送達器具(1120)、及び接地パッドアセンブリ(1140)を含む。システム(1100)の器具(1120)は、RF又は超音波エネルギーを遠位電極(1128)に印加するための手段を含んでもよく、場合によっては、組織を把持又はクランプするためのブレード及び/又は一対のジョーを含んでもよい。以下の教示に加えて、器具(1120)は、その開示が参照により全体として本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第2019/0201077号、及び/又は本明細書に引用される様々な他の参考文献の教示の少なくとも一部に従って構築され、動作可能であり得る。
発電機(1110)は、ポート(1114)を介して発電機(1110)と結合されるケーブル(1130)を介して、単極RFエネルギーを器具(1120)に送達するように動作可能であり得る。発電機(1110)によって電力供給されるエネルギーは、器具(1120)の遠位電極(1128)を通して患者(P)に触れることができる。本実施例では、ポート(1114)は、一体型センサ(1142)及びチューナ(1148)を含む。あくまでも例として、ポート(1114)内のセンサ(1142)は、過剰エネルギー又は誘導エネルギーが発電機(1110)から放射されているか否か、及び/又は発電機(1110)によって送達されているエネルギーに寄生損失が生じているか否かを監視するように構成され得る。チューナ(1148)は、センサ(1142)からのフィードバックに少なくとも部分的に基づいて、ポート(1114)を介した発電機(1110)によるエネルギーの送達を変調するように構成され得る。かかる変調がどのように実行され得るかを示す例を以下により詳細に説明する。
器具(1120)は、本体(1122)と、シャフト(1124)と、センサ(1126)と、患者(P)に接触し、それによって単極RFエネルギーを患者(P)に印加するように構成されている遠位電極(1128)と、を含む。あくまでも例として、センサ(1126)は、過剰エネルギー又は誘導エネルギーが器具(1120)から放射されているか否か、及び/又は器具(1120)からの信号に寄生損失が生じているか否かを監視するように構成され得る。センサ(1126)からのフィードバック信号に基づいて、発電機(1110)内の制御モジュールは、接地パッドアセンブリ(1140)からの接地リターンを受動的にスロットルするか、ないしは別の方法で調整し得る。加えて、又は代替として、接地パッドアセンブリ(1140)からの接地リターンは、センサ(1142)及び/又は他のソースからのフィードバックに少なくとも部分的に基づいて、スロットルされるか、ないしは別の方法で調整されてもよい。
接地パッドアセンブリ(1140)は、外科用器具(1120)が患者(P)に接触し、電気外科用エネルギーを患者(P)に印加するときに、患者(P)に電気接地を提供するように構成される。この役割において、接地パッドアセンブリ(1140)は、患者(P)に望ましくなく送達される過剰エネルギー(例えば、望ましくない過剰な電気外科用エネルギー)を更に分流し得る。いくつかの変形形態では、接地パッドアセンブリ(1140)は、患者(P)の皮膚と接地パッドの1つ以上の金属構成要素との間の直接接触を提供する1つ以上の抵抗性導通接地パッドを含む。いくつかの他の変形形態では、接地パッドアセンブリ(1140)は、患者(P)と接地リターンプレートとの間に介在するゲル材料を含む容量結合接地パッドを含む。あくまでも例として、接地パッドアセンブリ(1140)は、Ethicon US,LLCによるSmart MEGADYNE(商標)MEGA SOFT(商標)パッドと同様に構成されており、動作可能であり得る。本実施例では、接地パッドアセンブリ(1140)は、患者(P)の下に位置付けられ、ケーブル(1132)を介して発電機(1110)の中性電極(1112)と結合される。ケーブル(1132)は、ポート(1116、1134)を介して結合される。ポート(1116、1134)のいずれか又は両方は、一体型センサ(1144、1146)を含み得る。あくまでも例として、ポート(1116、1134)のいずれか又は両方におけるそのようなセンサ(1144、1146)は、過剰エネルギー又は誘導エネルギーが接地パッドアセンブリ(1140)から放射されているか否かを監視するように構成され得る。センサ(1144、1146)の一方又は両方からのフィードバック信号に基づいて、発電機(1110)内の制御モジュールは、接地パッドアセンブリ(1140)からの接地リターンを受動的にスロットルするか、ないしは別の方法で調整し得る。
図16に示されるように、本実施例のセンサ(1126、1142、1144、1146)は、エネルギーが誘導的に放射し得る場所に配置される。センサ(1126、1142、1144、1146)のうちの1つ以上は、静電容量を検出するように構成されてもよく、システム(1100)内の戦略的な位置に配置される場合、静電容量の読み取りは、容量漏れがセンサ(1126、1142、1144、1146)付近で発生していることを意味し得る。システム付近又はシステム全体の他のセンサが静電容量の読み取りを示していないという認識と共に、正の示度を提供しているセンサ(1126、1142、1144、1146)にごく近接して容量漏れが発生していると結論付けることができる。容量漏れモニタ又は検出器などの、他のセンサを使用してもよい。これらのセンサは、点灯、又はノイズの放出、又は最終的なディスプレイモニタへの信号の送信などの、警告を提供するように構成されてもよい。加えて、発電機(1110)は、ポート(1114)を介して送達されるエネルギーを自動的に変調して、更なる容量結合の発生を停止するように構成されてもよい。
いくつかの態様では、発電機(1110)は、手術中に容量結合が生じ得るときを予測するのに役立ち得る状況認識を用いるように構成されてもよい。発電機(1110)は、容量結合アルゴリズムを利用して、システム(1100)を流れるエネルギーの発生を監視することができ、同様の状況の処置のためのシステム内のエネルギー状態に関する以前のデータに基づいて、更なる動作が行われない場合に容量結合が発生し得る可能性があると結論付けることができる。例えば、手術の特定の工程時に器具(1120)をどのように操作するか、及びどのくらいの電力量が使用されるべきかに関して規定の方法を伴う手術中に、発電機(1110)は、以前の同じ手術から引き出して、その手術の特定の工程後に容量結合が発生する可能性がより強いことを注意することができる。手術の工程の監視中、容量結合を誘発する傾向があると予想される工程中又はその工程の直前に同じ又は非常に類似したエネルギープロファイルが生じたとき、発電機(1110)は、容量結合を生じる可能性があることを示す警告を出すことができる。操作者は、外科用器具(1120)におけるピーク電圧を低減するか、発電機(1110)による発電を中断するか、ないしは別の方法で発電機(1110)から器具(1120)への電力の送達を変調する選択肢を与えられ得る。これにより、発生する可能性がある前に容量結合の可能性を排除することができ、又は少なくとも容量結合の瞬間的な発生によって引き起こされる任意の意図しない影響を制限することができる。
いくつかの態様では、外科用器具(1120)は、容量結合を低減又は防止するための構造的手段を含んでもよい。例えば、外科用器具(1120)のシャフト(1124)内の絶縁材は、インダクタンスの発生を低減し得る。その他の場合、発電機(1110)を器具(1120)又は本体(1122)上若しくは本体(1122)内の構成要素に接続するワイヤ(1130)は、遮蔽され、ケーブル(1130)を通して戻るように、又はリターン経路ケーブル(1132)と結合することによって(図示せず)、接地源と結合されてもよい。センサ(1142)は、電極(1128)への電力出力を感知することに加えて、ケーブル(1130)を通じて発電機(1110)又は他の接地源に戻る電流を感知するように更に構成されてもよい。別の例として、シャフト(1124)内に遮断プラスチック要素を断続的に存在させて、シャフト内で容量結合が長距離を伝達されるのを防止することができる。他の絶縁体型要素を使用して、同様の効果を達成してもよい。
上述したように、いくつかの既存の器具は、1つ以上のセンサにおいて容量結合を検出すると、発電機による発電を中断するように構成されている場合がある。そのような電力の中断は、そうでなければ不注意な容量結合に起因して発生し得る望ましくない結果の発生を防止するのに有効であり得るが、そのような電力の中断は、特に外科的処置の最中に電力の中断が突然発生した場合に、器具(1120)の操作者によって好まれない場合がある。外科的処置中の停電は、操作者をいらいらさせ、手術の持続時間を増加させる可能性がある。したがって、電力を中断することなく、発電機(1110)から器具(1120)に送達される電力を変調して、そうでなければ不注意な容量結合によって起こり得る望ましくない結果の発生を防止することがより望ましい場合がある。そのような電力変調は、本明細書に記載されるように、センサからのリアルタイムフィードバックに応答して、アドホックベースで提供されてもよい。システム(1100)を引き続き参照して例示的な方法を後述するが、本明細書に記載される方法は、単極RF電力送達に必ずしも限定されない電力送達のモードを提供するシステムを含む、容量漏れを監視するためのセンサを含み得る他の電気外科用システムに組み込まれ得ることを理解されたい。
図20は、本明細書に記載の器具(40、50、420、1120)のうちのいずれか1つなどの、RFエネルギーを組織に印加するように動作可能な外科用器具のエネルギー損失を監視する例示的な方法のフロー図を示す。システム(1100)内などで例示的な方法を使用することによって、センサ(1126、1142、1144、1146)(図19を参照)のうちの1つ以上は、容量結合電流及び器具インピーダンスを監視し、発電機(1110)に(又は代替的に、発電機(1110)を制御しているコンソール(20)のデータプロセッサに)フィードバックを提供するように構成される。発電機(1110)、又は例えば発電機(1110)と結合されたローカル若しくはクラウドベースの処理デバイスは、次に、発電機(1110)が器具(1120)の電極(1128)に送達される電圧を増加させるべきか又は減少させるべきかを決定することができる。容量結合電流が所定の閾値電流以上である場合、発電機(1110)は、電圧を下げるように指示され、それによって、容量リダイレクトを、損傷閾値未満であるが依然として器具(1120)及び操作者が操作することを可能にするレベルまで減少させるようにし得る。そうでなければ、容量結合エネルギーが所定の閾値未満である場合、発電機(1110)は、依然として容量結合の閾値を監視しながら、より多くの電力を器具(1120)に提供するために電圧を上げるように指示され得る。このように、単に容量結合の有無を監視するのではなく、容量結合のレベル(例えば、漏れが多すぎる)を監視することによって、システム(1100)は、発電機(1110)が電圧を潜在的に高電圧電力使用(例えば、7,000ボルト)から著しく低い電圧(例えば、1,000ボルト)に調整しながら、同時に出力電流を調整することによって同じ電力レベルを依然として維持するので、異常なエネルギーリダイレトを追跡することができる。これらの調整が行われると、発電機(1110)、センサ(1126、1142、1144、1146)又は他の監視デバイスは、異常な容量結合電流を監視して、容量結合電流が組織損傷閾値レベル未満に動くことを確実にし、その時点で、調整は、器具(1120)が継続して手術で使用されることを可能にする。換言すれば、容量結合は、発電機(1110)からの電力の突然の中断に起因して外科的処置を停止する必要なく、好適に対処され得る。しかしながら、場合によっては、アドホック電力変調が容量結合に対処するのに十分ではなく、最後の手段として発電機(1110)からの電力を中断することが最終的に望ましいことがある。
器具(1120)からの出力エネルギーが患者(P)の組織に容量結合される場合、容量結合を伴わずに組織のみによって提供されるインピーダンス負荷と比較して、より低いインピーダンス負荷が発電機(1110)によって見られ得る。インピーダンスの急激な変化を監視することは、有害なアーク放電又は絶縁破壊を知らせる可能性がある。したがって、発電機(1110)はアーク放電について監視され得、そのデータは、出力電力の何パーセントが容量結合に対して電極(1128)に送達されているかをより良好に評価するために、器具(1120)内のローカル電子機器と協働して使用されてもよい。これは、監視システムが、動作中にリアルタイムで能動的に発電機(1110)出力調整のためのフィードバックを提供することを可能にし、それによって、発電機(1110)が必要に応じて電圧又は他の電気パラメータ(複数可)を調整することを可能にし得る。いくつかの変形形態では、測定及び監視のためにセンサ(1126、1142、1144、1146)に提供する容量結合電流を収集するために、シールド(1129)が器具(1120)に含まれる。システム(1100)は、発電機(1110)と結合するための処理手段を有するコントローラ(1108)(例えば、ハブ又はデータセンタ)を含んでもよく、又は、処理手段が発電機(1110)内に含まれてもよい。したがって、電気外科パラメータは、センサ(1126、1142、1144、1146)によって測定され、プロセッサによって、正常なエネルギーの印加又は正常な組織インピーダンスが動作状況に対してどうなるかを示す推定値と比較され得る。いずれかのパラメータが所定の範囲外である場合、発電機(1110)は、器具上の絶縁システムの容量結合又は絶縁破壊の可能性があることを認識することができる。
代替として、チューナ(1148)は、出力ポート(1114)と結合されて、容量性及び/又は誘導性負荷を自動的に調整し、それによって、器具(1120)の少なくとも一部分の中、上、又は周りにある金属シールド(1129)など、器具(1120)のより高い又はより低い静電容量構成要素を調整し得る。構成要素は、器具(1120)の接続時に測定され得、次いで、補償するために調整が行われ得る。加えて又は代替的に、非常に高い電圧が1つ以上のセンサ(1126、1142、1144、1146)によって感知されると、システム(1100)は、ポート(1114)におけるエネルギー出力を低減するために、いくらかの静電容量及び/又はインダクタンスを加算又は減算し得る。
図20に示すように、上述した方法(1150)の一実施例は、1つ以上のセンサ(1126、1142、1144、1146)が、動作中に許容可能なエネルギー損失の最大閾値若しくは範囲、及び/又は許容可能なインピーダンス変化の最大閾値若しくは範囲を決定する工程(ブロック1152)から始まる。これらの閾値又は範囲は、手近な外科手術の既知のパラメータに基づいて、器具(1120)の既知のパラメータに基づいて、同様の外科手術から若しくは同様の器具を用いて収集された以前の手術データに基づいて、及び/又は他の要因に基づいて、コントローラ(1108)又は発電機(1110)などのシステム(1100)によって決定され得る。いくつかの変形形態では、チューナ(1142)は、器具(1120)が発電機(1110)と結合されると、自動的に較正アルゴリズムを実行して、結合された器具(1120)の負荷パラメータを検出し、それによって、結合された器具(1120)の検出された負荷パラメータに基づいて、動作中に許容されるエネルギー損失の最大閾値若しくは範囲、及び/又は許容されるインピーダンス変化の最大閾値若しくは範囲を適切に決定する。そのようなアドホック決定は更に、結合された機器(1120)の検出された負荷パラメータを補償するために、電力が最初に送達される前であっても、電力送達調整が行われることを可能にし得る。あくまでも例として、そのような初期のアドホック電力送達調整は、結合された器具(1120)に送達される出力に静電容量及び/又はインダクタンスを加算又は減算することを含み、それによって、外科的処置中の結合された器具(1120)の使用中に生じる容量結合のリスクを最小限に抑えることができる。結合された器具(1120)の検出された特性に基づいて初期のアドホック電力送達調整が行われるか否かにかかわらず、決定される最大エネルギー損失閾値又は範囲(ブロック1152)、及び決定されるインピーダンス変化の最大閾値又は範囲(ブロック1152)はそれぞれ、器具(1120)が効果的に動作し、患者(P)の負傷が回避されることを確実にするために、必要に応じて発電機(1110)の電力出力を調整するようにシステム(1100)が発電機(1110)に指示するように構成され得る。
閾値又は範囲が決定されると、次の工程(ブロック1154)において、操作者は、器具(1120)のエンドエフェクタ(例えば、電極(1128))を起動して、患者(P)に対する操作を開始する。上述したように、後続の工程(ブロック1156)において、センサ(1126、1142、1144、1146)のうちの1つ以上は、器具(1120)及び/又はワイヤ(1130)の構成要素に沿って誘導される容量結合電流を監視する。この同じ工程(ブロック1156)中に、インピーダンスも監視され得る。
1つ以上のセンサ(1126、1142、1144、1146)からのデータに基づいて、方法(1150)は、コントローラ(1108)又は発電機(1110)を介して、容量結合電流が以前に決定された閾値又は範囲(ブロック1152)を満たしているか又は超えているか否かを決定する工程(ブロック1166)を更に含む。容量結合電流が、以前に決定された閾値又は範囲(ブロック1152)を満たしていない又は超えていない場合、方法(1150)は、コントローラ又は発電機(1110)を介して、インピーダンス変化が、以前に決定された閾値又は範囲(ブロック1152)を満たしているか又は超えているか否かを決定する工程(ブロック1168)を更に含み、そのようなインピーダンス変化は、望ましくない容量結合を示すことになる。例えば、インピーダンスの急激かつ実質的な低下は、電極(1128)と組織との間の望ましくないアーク放電を示す場合があり、これは望ましくない容量結合の結果であり得る。容量結合電流もインピーダンス変化も、以前に決定された対応する閾値又は範囲(ブロック1152)を満たしていない又は超えていない場合、システム(1100)は、エンドエフェクタの起動(ブロック1154)、並びに容量結合電流及び/又はインピーダンスの監視(ブロック1156)を継続する。
決定(ブロック1166)により、容量結合電流が、以前に決定された閾値又は範囲(ブロック1152)を満たしている又は超えていることが明らかになると、方法(1150)は、発電機(1110)の1つ以上の出力パラメータ(例えば、電圧振幅、電流制限、電力制限など)が、容量結合の発生を防止するか、ないしは別の方法で対処するように調整される工程(ブロック1160)に進む。同様に、決定(ブロック1168)により、インピーダンス変化が、以前に決定された閾値又は範囲(ブロック1152)を満たしているか又は超えていることが明らかになると、方法(1150)は、発電機(1110)の1つ以上の出力パラメータ(例えば、電圧振幅、電流制限、電力制限など)が、容量結合の発生を防止するか、ないしは別の方法で対処するように調整される工程(ブロック1160)に進む。このような調整は、上述したように、チューナ(1148)を介して実行されてもよい。いくつかのシナリオでは、このような調整は、発電機(1110)の出力電圧を低減する一方で、(電圧の低減にもかかわらず)依然として実質的に同じ電力レベルを維持することを含む。
発電機(1110)の出力パラメータを調整した後(ブロック1160)、システム(1100)は、これらの調整された出力パラメータが適切な限界を超えているか否かを決定し得る(ブロック1162)。調整された出力パラメータが適切な限界を超えない場合、システム(1100)は、エンドエフェクタの起動(ブロック1154)、並びに容量結合電流及び/又はインピーダンスの監視(ブロック1156)を継続し得る。したがって、操作者は、中断することなく外科的処置を継続することができ、システム(1100)は、1つ以上のセンサ(1126、1142、1144、1146)からのリアルタイムフィードバックに基づいて、発電機(1110)からの電力送達に対するアドホック調整を提供して、そうでなければ器具(1120)の動作中の容量結合に起因して起こり得る望ましくない結果を防止する。
システム(1100)が、調整された出力パラメータが適切な限界を超えていると決定した場合(ブロック1162)、これは、システム(1100)が、容量結合からの望ましくない結果を回避するために、発電機(1110)によって器具(1120)に送達されるエネルギーに対して適切な調整を行うことができないことを意味し得る。そのようなシナリオでは、最後の手段として、方法(1150)は、器具(1120)のエンドエフェクタの作動停止を提供し得る(ブロック1164)。そのような作動停止は、発電機(1110)から器具(1120)へのエネルギー送達を停止するか、ないしは別の方法で中断することによって提供され得る。いくつかの変形形態では、この作動停止(ブロック1164)は、所定の持続時間(例えば、1秒、5秒、1分、5分など)にわたって提供され得る。この所定の持続時間の満了後、本方法は、エンドエフェクタ(1154)の起動を再び開始することができ、外科的処置が方法(1150)に従ってもう一度継続することを可能にする。作動停止(ブロック1164)が必要である場合、システム(1100)はまた、そのような作動停止(ブロック1164)が意図的であることを示すために、ある種のアラートを操作者に提供し、それによって、システム(1100)が故障した、又は何らかの他の電源障害が発生したと操作者が誤って考えることによる混乱を回避し得る。そのようなアラートは、視覚的アラート、聴覚的アラート、触覚的アラート、及び/又はそのような形態の組み合わせの形態をとり得る。
VI.マルチ発電機出力監視を伴う通電された外科用器具システムの実施例
以下の説明は、上述した様々な外科用システムのいずれかに組み込まれ得る異なる特徴の実施例に関する。したがって、後述する特徴は、本明細書の教示を考慮することで当業者に明らかになるように、様々な順列で組み合わされてもよい。同様に、後述する特徴が上述の様々な外科用システムのいずれかに組み込まれ得る様々な方法が、本明細書の教示を考慮することで当業者には明らかになるであろう。後述する特徴は、ロボット制御式外科用器具及び/又は手持ち式外科用器具に組み込まれ得ることを理解されたい。
上述したように、本開示のいくつかの態様は、望ましくない操作の副作用を低減するために改善されたデバイス能力を有する外科用器具のために提示される。特に、図1に関して説明されるように、いくつかの外科用器具又は外科用システムは、2つ以上の異なるタイプのエネルギー様式を適用するように構成され得る。例えば、これは、単極RF、双極RF、又は超音波エネルギーのうちの2つ以上を組織に印加するように構成される器具を含んでもよい。2つ以上のエネルギー様式の適用は、場合によっては、2つ以上の発電機、又は他の変形形態では、同じ発電機に関連付けられた2つ以上の発電機出力を必要とし得る。しかしながら、2つ以上のエネルギー様式が同時に使用される場合、電力出力は、発電機出力間のクロストークを誘発し、それによって、いずれかの器具が患者の組織に接触するにつれて、望ましくない効果を引き起こし得る。クロストークは、信号増幅、低減、干渉、又は2つの出力間の他の相互作用を含み得る。したがって、第2の発電機にエネルギー出力パラメータのセットを提供するために、監視アレイ又は発電機を使用して1つの発電機出力を能動的に監視することが望ましい場合がある。そうすることによって、第2の発電機は、それによって、2つ以上の発電機出力間のクロストークを誘発しないエネルギー信号を出力することが可能になり得る。
図21は、発電機(1210)と、第1の送達器具(1220)と、第2の送達器具(1221)と、第1の接地パッドアセンブリ(1240)と、第2の接地パッドアセンブリ(1242)と、を含む、1つの例示的な二重エネルギー送達システム(1200)を示す。以下の教示に加えて、器具(1220.1221)は、その開示が参照により全体として本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第2019/0201077号、及び/又は本明細書に引用される様々な他の参考文献の教示の少なくとも一部に従って構築され、動作可能であり得る。発電機(1210)は、第1の発電機モジュール(1250)及び第2の発電機モジュール(1252)を含んでもよく、それぞれは、電力モジュール(1254、1256)を介してケーブル(1230、1231)を介して器具(1220、1221)に異なるエネルギー様式をそれぞれ送達するように動作可能である。
第1の器具(1220)は、例えば、双極RF器具であってもよい。第1の器具(1220)は、本体(1222)と、センサ(1226)と、患者(P)に接触し、それによって双極RFエネルギーを患者(P)に印加するように構成されている遠位電極アセンブリ(1228)を有するエンドエフェクタ(1224)と、を含む。いくつかの変形形態では、電極アセンブリ(1228)は、組織に同時に接触するように位置付けられ、それによって双極RFエネルギーを組織に送達する、2つの電極を有する。いくつかの変形形態では、電極アセンブリ(1228)は、3つ以上の電極を有する。あくまでも例として、センサ(1226)は、過剰エネルギー又は誘導エネルギーが器具(1220)から放射されているか否かを監視するように構成され得る。
第2の器具(1221)は、例えば、単極RF器具であってもよい。第2の器具(1221)はまた、本体(1223)と、センサ(1225)と、患者(P)に接触し、1つ以上の接地パッドアセンブリ(1240、1242)と協働してRFエネルギーを患者(P)に印加するように構成されている遠位電極(1229)を有するエンドエフェクタ(1227)と、を含む。あくまでも例として、センサ(1225)は、過剰エネルギー又は誘導エネルギーが器具(1220)から放射されているか否かを監視するように構成され得る。センサ(1225)からの信号に基づいて、発電機(1210)内の制御モジュールは、センサ(1225)からのデータに基づいて接地パッドアセンブリ(1240、1242)からの接地リターンを受動的にスロットルし得る。双極器具(1220)及び単極RF器具(1221)が説明されているが、代わりに、単極RF、双極RF、超音波、又はこれらの任意の組み合わせなどの任意の2つ以上のエネルギー様式を有する任意の2つ以上の器具が利用されてもよいことを理解されたい。
示されるように、二重接地パッド構成は、患者(P)の皮膚と接地パッドの1つ以上の金属構成要素との間の直接接触を提供する2つ以上の抵抗性導通接地パッド(1240、1242)を含む、単極RF実施形態に利用され得る。いくつかの他の変形形態では、接地パッドアセンブリ(1240、1242)は、患者(P)と接地リターンプレートとの間に介在するゲル材料を含む容量結合接地パッドを含む。本実施例では、接地パッドアセンブリ(1240、1242)は、患者(P)の下に位置付けられ、それぞれケーブル(1232、1236)を介して発電機(1210)と結合される。
エネルギー送達システム(1200)のいくつかの変形形態では、一方又は両方の発電機モジュール(1250、1252)が、センサモジュール(1260)などの電力モニタを含んでもよい。1つの発電機モジュール(1250)のセンサモジュール(1260)は、他の発電機モジュール(1252)、特に出力モジュール(1256)に属する器具(1221)に関連付けられたエネルギー送達システム(1200)内の様々な点に存在するエネルギーを監視するように構成されたデータプロセッサを含み得る。したがって、第2の発電機モジュール(1252)によって患者(P)に出力されているエネルギーを示す様々な測定点は、第1の発電機モジュール(1250)がその出力パラメータを調整してクロストークを回避することができるように、第1の発電機モジュール(1250)によって監視され得る。
センサ(1234、1235、1237、1238)は、例えば、RF電力センサ、電流計、電圧計、超音波トランスデューサ、又は他の同様の電力感知機器を含んでもよく、電力モジュール(1256)によって電力供給されている様々な点を通って流れる又は様々な点から放射するエネルギーを監視し、通信ケーブル(1239)を介してエネルギー測定値をセンサモジュール(1260)に戻すように構成されてもよい。特に、第1のセンサ(1234)は、器具(1221)上に位置付けられてもよく、容量結合エネルギーを測定するように構成されてもよく、第2のセンサ(1235)は、患者(P)から発電機モジュール(1252)に戻るエネルギーを監視するために第1の接地パッドアセンブリ(1240)からのリターンケーブル(1232)上に位置付けられてもよく、第3のセンサ(1237)は、患者(P)から発電機モジュール(1252)に戻るエネルギーを監視するために第2の接地パッドアセンブリ(1242)からのリターンケーブル(1236)上に位置付けられてもよく、第4のセンサ(1238)は、電力モジュール(1256)から器具(1221)に出力されているエネルギーを監視するためにケーブル(1231)上に位置付けられてもよい。4つの例示的なセンサ(1234、1235、1237、1238)が、電力モジュール(1256)によって電力供給されている様々な点を通って流れる、又は様々な点から放射するエネルギーを監視するための4つの別個の位置で説明されているが、様々な他のセンサ位置が企図されており、センサ(1234、1235、1237、1238)のうちの1つだけ又はサブセットが、システム(1200)の他の変形形態に含まれ得ることを理解されたい。
説明されるように、動作中、センサモジュール(1260)は、センサ(1234、1235、1237、1238)のうちの任意の1つ以上からの信号を監視して、第2の器具(1221)への第2の出力モジュール(1256)のパラメータを決定し、データ接続(1262)を通して第1の出力モジュール(1254)にパラメータを通信し得る。その後、第1の出力モジュール(1254)は、第1の器具(1220)へのそれ自体の出力エネルギーパラメータを調整して、第2の出力モジュール(1256)が第2の器具(1221)に出力している信号とあまりにも類似した信号を出力することを回避するように構成される。センサ(1234、1235、1237、1238)は、電流、電圧、周波数、電力レベル、及び/又は波形などの任意のエネルギーパラメータを監視するように構成されてもよく、その後、第1の出力モジュール(1254)は、それらの同じエネルギーパラメータを調整するように構成されてもよい。これらの調整は、出力モジュール(1254、1256)の出力間の増幅、相殺、干渉、及び/又は他の相互作用を回避するために行われ得る。換言すれば、第2の出力モジュール(1256)は、それ自体の出力の周波数、波形、及び/又は他のパラメータを自動的に調整し、それによって増幅、相殺、干渉、及び/又は第1の出力モジュール(1254)の感知された出力との他の相互作用を回避するために、アドホック調整をリアルタイムで行い得る。例えば、センサモジュール(1260)が、第2の出力モジュール(1256)が400kHzの単極RF信号を出力していると決定した場合、第1の出力モジュール(1254)は、信号を適切に区別するために、それ自体の双極RF出力信号を800kHz又は1MHzに調整し得る。いくつかの変形形態では、周波数逓倍器回路(例えば、2ダイオード奇数次周波数逓倍器など)が、単一発電機出力モジュールと共に利用されてもよい。
いくつかの発電機システムは、負荷における過剰な静電容量に対する応答が不十分である可能性がある。場合によっては、これは、発電機の同調回路出力が、電圧の期待値よりも高い値を生成することにつながり得る。これらのより高い電圧は、発電機製造業者によって提供される定格を超える場合がある。この過電圧状況は、発電機によって電力供給されている器具を、器具絶縁システムがこのより高い電圧に対して定格されていない境界外領域で動作させる可能性があり、絶縁が破壊されて電気アークが形成される潜在的に危険な状況につながり得る。電気アークは、予測不可能であり、それらの周囲の材料を突然燃焼させ、それによって、手術野内に存在することが意図されていない化学物質及び構成要素を放出する場合があるため、手術において非常に望ましくない場合がある。絶縁体の燃焼は、患者と接触することが意図されていない導電性表面を更に露出させる可能性がある。したがって、これらの問題を防止する、ないしは別の方法で軽減するために、エネルギー送達システム(1200)は、時定数に関してエネルギーパラメータ調整を行うように更に構成されてもよく、時定数は、電気システムの固有周波数に基づく。特に、時定数は、回路抵抗(オーム)と回路容量(ファラッド)との積に等しい。
時定数に関してエネルギーパラメータ調整を実行するために、センサ(1234、1235、1237、1238)のうちの1つ以上は、容量性負荷及び抵抗性負荷を監視し得る。容量性負荷は、例えば、器具(1221)に誘導される寄生容量結合を測定するセンサ(1234)によって監視されてもよい。抵抗性負荷は、例えば、筋肉対脂肪比によって規定され得るような組織負荷を測定するセンサ(1234、1235、1237、1238)の組み合わせによって監視され得る。上述の測定及び時定数調整は、いくつかの変形形態では、いずれかの発電機モジュール(1250、1252)と協働することなくエネルギー送達システム(1200)によって実行され得ることを理解されたい。
図22は、エネルギー送達システム(1200)の代替構成(1300)を示す。エネルギー送達システム(1300)の構成要素及びそれらの機能は、後述するものを除いて、エネルギー送達システム(1200)に関して説明したものと同じである。具体的には、エネルギー送達システム(1300)は、発電機(1310)と、第1の送達器具(1320)と、第2の送達器具(1321)と、第1の接地パッドアセンブリ(1340)と、第2の接地パッドアセンブリ(1342)と、を含む。発電機(1310)は、第1の発電機モジュール(1350)及び第2の発電機モジュール(1352)を含んでもよく、それぞれは、電力モジュール(1354、1356)を介してケーブル(1330、1331)を介して器具(1320、1321)に異なるエネルギー様式をそれぞれ送達するように動作可能である。更に、双極器具(1320)及び単極RF器具(1321)が説明されているが、代わりに、単極RF、双極RF、超音波、又はこれらの任意の組み合わせなどの任意の2つ以上のエネルギー様式を有する任意の2つ以上の器具が利用されてもよいことを理解されたい。
この変形形態では、発電機モジュール(1352)は、電力モジュール(1356)と結合されたセンサモジュール(1360)などの電力モニタを含む。第2の発電機モジュール(1352)のセンサモジュール(1360)は、他の発電機モジュール(1350)、特に出力モジュール(1354)に属する器具(1320)に関連付けられたエネルギー送達システム(1300)内の様々な点に存在するエネルギーを監視するように構成されたデータプロセッサを含み得る。したがって、第1の発電機モジュール(1350)によって患者(P)に出力されているエネルギーを示す様々な測定点は、第2の発電機モジュール(1352)がその出力パラメータを調整してクロストークを回避することができるように、第2の発電機モジュール(1352)によって監視され得る。センサ(1334、1335)は、例えば、RF電力センサ、電流計、電圧計、超音波トランスデューサ、又は他の同様の電力感知機器を含んでもよく、電力モジュール(1354)によって電力供給されている様々な点を通って流れる又は様々な点から放射するエネルギーを監視し、通信ケーブル(1339)を介してエネルギー測定値をセンサモジュール(1360)に戻すように構成されてもよい。特に、第1のセンサ(1334)は、電力モジュール(1354)の出力に位置付けられてもよく、電力器具(1320)に提供される出力エネルギー信号を測定するように構成されてもよい。一方、第2のセンサ(1335)は、器具(1320)上に位置付けられてもよく、容量結合エネルギーを測定するように構成されてもよい。2つの例示的なセンサ(1334、1335)が、電力モジュール(1354)によって電力供給されている様々な点を通って流れる、又は様々な点から放射するエネルギーを監視するための2つの別個の位置で説明されているが、様々な他のセンサ位置が企図されており、センサ(1334、1335)のうちの1つだけ又はサブセットが含まれ得ることを理解されたい。
説明されるように、動作中、センサモジュール(1360)は、センサ(1334、1335)のうちの任意の1つを監視して、第1の器具(1320)への第1の出力モジュール(1354)のパラメータを決定し、データ接続(1362)を通して第2の出力モジュール(1356)にパラメータを通信し得る。その後、第2の出力モジュール(1356)は、第2の器具(1321)へのそれ自体の出力エネルギーパラメータを調整して、第1の出力モジュール(1354)が第1の器具(1320)に出力している信号とあまりにも類似した信号を出力することを回避するように構成される。センサ(1334、1335)は、電流、電圧、周波数、電力レベル、及び/又は波形などの任意のエネルギーパラメータを監視するように構成されてもよく、その後、第2の出力モジュール(1354)は、それらの同じエネルギーパラメータを調整するように構成されてもよい。これらの調整は、出力モジュール(1354、1356)の出力間の増幅、相殺、干渉、及び/又は他の相互作用を回避するために行われ得る。換言すれば、第2の出力モジュール(1356)は、それ自体の出力の周波数、波形、及び/又は他のパラメータを自動的に調整し、それによって増幅、相殺、干渉、及び/又は第1の出力モジュール(1354)の感知された出力との他の相互作用を回避するために、アドホック調整をリアルタイムで行い得る。例えば、センサモジュール(1360)が、第1の出力モジュール(1354)が400kHzの単極RF信号を出力していると決定した場合、第2の出力モジュール(1356)は、信号を適切に区別するために、それ自体の双極RF出力信号を800kHz又は1MHzに調整し得る。いくつかの変形形態では、周波数逓倍器回路(例えば、2ダイオード奇数次周波数逓倍器など)が、単一発電機出力モジュールと共に利用されてもよい。
図21~図22に示される前述の実施例は、手持ち式器具(1220、1221、1320、1321)に関連して示されているが、同じ教示は、上述のような、及び本明細書で引用される様々な参考文献に記載されるようなロボット制御式器具を含むがこれらに限定されない、ロボット制御式器具に関連して容易に適用され得る。同様に、図21~図22に示される前述の実施例は、ケーブル(1230、1231、1330、1331)を介して器具(1220、1221、1320、1321)と結合される外部発電機(1210、1310)に関連して示されているが、同じ教示は、器具の本体内に収容された一体型発電機(1210、1310)を有する器具に関連して容易に適用され得る。そのようなシナリオの実施例は、2つ以上の種類のエネルギー様式(例えば、単極RF、双極RF、超音波など)を印加するように動作可能であるエンドエフェクタを有する器具を含み得、2つ以上の対応する種類の発電機が、それらの2つ以上のエネルギー様式を駆動するために器具の本体内に収容される。
VII.シャフト電圧モニタを備えた電気外科器具の実施例
以下の説明は、上述した様々な外科用システムのいずれかに組み込まれ得る異なる特徴の実施例に関する。したがって、後述する特徴は、本明細書の教示を考慮することで当業者に明らかになるように、様々な順列で組み合わされてもよい。同様に、後述する特徴が上述の様々な外科用システムのいずれかに組み込まれ得る様々な方法が、本明細書の教示を考慮することで当業者には明らかになるであろう。後述する特徴は、ロボット制御式外科用器具及び/又は手持ち式外科用器具に組み込まれ得ることを理解されたい。
本明細書に記載される器具のいくつかの変形形態は、器具のシャフトアセンブリ内の導電性構成要素に対してフローティング接地を提供し得る。フローティング接地が存在するシナリオでは、そのような導電性構成要素は、接地と電気的に結合されない。フローティング接地は、機器内の接地リターン経路を分離し、それらを1点に集め、実際の接地に対して分離されるアドホック接地を効果的に生成し得る。フローティング接地は、関連するアドホック電圧を有してもよく、制御回路は、フローティング接地に関連付けられた電圧を調整し得る。最終的に、フローティング接地は、アース接地が存在しない電気回路内の構成要素に電気的絶縁を提供し得る。導電性構成要素は、そのような導電性構成要素が接地と電気的に結合されていないとき、フローティング電位又は電圧を有するものとして理解され得る。
本開示のいくつかの態様は、シャフトアセンブリの構成要素における電圧電位を監視し、シャフトアセンブリの構成要素において検出された電圧電位に基づいて、電力を適応的に調整し、感知信号を調整し、及び/又は何らかの他の種類のシステム応答を提供するために提示される。1つのシャフト構成要素の電圧電位は、共通リターン経路に対して、及び他のシャフト構成要素の電位に対して監視され得る。場合によっては、電気外科用システムの異なる構成要素に存在する電圧電位の変動は、接地ループを引き起こし得る。例えば、発電機上のリターン経路接地と、使用中のエンドエフェクタ上の局所接地との間の電位差は、接地ループを引き起こし得る。接地ループの影響は、接地点間の電位差の厳しさに依存し得る。小さな接地ループは、システム上にノイズを注入し、データライン上で通信の中断又は損失を引き起こす可能性がある。大きな接地ループは、電子構成要素に損傷を与えたり、システム全体をリセットしたり、一時的に動作不能にしたりする可能性がある。したがって、電位の変動を能動的に監視し、修正措置を行うことが望ましい場合がある。
以下でより詳細に説明されるように、電位又は電圧の変動は、測定された電圧電位と所定の最大閾値との比較に基づいて、望ましくない電圧をリターン経路に対してドレイン又はフローティングさせるように、構成要素への電気接続を制御するために監視され得る。場合によっては、シャフト構成要素及び/又は制御電子機器は、電気的フローティング状態と相互接続状態との間で断続的にシフトされてもよい。そのようなシフトは、センサによる正確な局所測定及び能動電気構成要素による正確な動作を確実にし、そうでなければ寄生電力信号のドレインを可能にし、かつ/又はシステム構成要素の偶発的な意図しない帯電を防止し得る。場合によっては、本明細書に記載されるように、安全ドレインプロセスの一部として電圧がドレインされる間、局所感知は、一時停止又は調整されてもよい。修正措置は、ノイズ補正しきい値を調整すること、導入された誤差を修正するために変換を調整すること、潜在的なシフトの影響の範囲内でセンサを無視する必要がある「ブラックアウト」をシステムに提供すること、又は更にはセンサを損傷から保護するためにセンサへの電力を再起動若しくは遮断することのうちのいずれか1つ以上を含み得る。
いくつかの変形形態では、電位の変動を監視することは、互いに対する及び/又は発電機へのリターン経路に対する電圧電位についてシャフト構成要素を監視することを含み得る。例えば、シャフトアセンブリが複数の金属構成要素で構成される変形形態では、器具は、エンドエフェクタを外側ハウジングアセンブリに接続するための配線ハーネス又はフレックス回路を含み得る。
図23は、細長いシャフト(1410)を含む器具(1400)の一部分を示す。器具(1400)が詳細に図示され説明されているが、本明細書で上述した器具を含むがこれらに限定されない様々な他の電気外科用器具が企図されていることを理解されたい。器具(1400)のコンソール(図示せず)は、後述するように、1つ以上のセンサから電圧測定値を受信し、それに応じて修正措置を開始するように反応し得る。あくまでも例として、コンソールは、図1を参照して上述したコンソール(20)と同様に構成されてもよく、修正措置を開始し、器具(1400)に送信される電力プロファイルを調整し、又は器具(1400)の本体を形成する構成要素のいずれかをフローティングさせる若しくはドレインするように構成されており、動作可能であるデータプロセッサを含み得る。更に、コンソールは、上述したように、ロボット電気外科用システムの構成要素であってもよい。器具(1400)のコンソールがとり得る様々な適切な形態は、本明細書の教示を考慮することで当業者には明らかになるであろう。
本実施例の器具(1400)は、後述する違いを除いて、上述した図9の器具(600)と実質的に同様である。器具(1400)は、第1の関節接合セグメント(1412)及び第2の関節接合セグメント(1414)を含む。エンドエフェクタ(1420)は、第2の関節接合セグメント(1414)の遠位端に位置付けられる。本実施例のエンドエフェクタ(1420)は、組織を把持するために互いに向かって、かつ互いから離れる方向に枢動するように動作可能な一対のジョー(1422、1424)を含む。いくつかの変形形態では、ジョー(1422、1424)の一方又は両方は、本明細書に記載されるように、RFエネルギーを組織に印加するように動作可能な1つ以上の電極を含む。そのような電極は、電気コネクタ(1404、1406)を介して電力供給されてもよく、電気コネクタ(1404、1406)は、配線ハーネス(1402)を介して器具を通ってルーティングされる。本実施例では配線ハーネス(1402)が使用されているが、本明細書の教示を考慮することで当業者に明らかになるように、任意の他の好適な種類の導電体アセンブリ(例えば、フレックス回路リボンなど)が使用されてもよい。加えて、又は代替として、エンドエフェクタ(1420)は、ジョー(1422、1424)を含むことに加えて又はその代わりに、超音波ブレード及び/又は様々な他の特徴を含んでもよい。セグメント(1412、1414)は、シャフト(1410)に対して、かつ互いに対して枢動し、それによってエンドエフェクタ(1420)をシャフト(1410)の長手方向中心軸から離れる方向に又はそれに向かって、横方向に偏向させるように動作可能であり得る。
本実施例の器具(1400)は、シャフト(1410)を通って広がる第1のワイヤセット(1430)と、シャフト(1410)及び両方のセグメント(1412、1414)を通って広がる第2のワイヤセット(1432)と、シャフト(1410)及び両方のセグメント(1412、1414)を通って更に広がる第3のワイヤセット(1434)と、を更に含む。ワイヤセット(1430、1432、1434)は、シャフト(1410)に対するセグメント(1412、1414)の移動を制御するように動作可能であり得る。例えば、電力は、ワイヤセット(1430、1432、1434)のうちの1つ以上に沿って伝達されて、対応するクラッチ機構に選択的に係合又は係合解除し、それによって、シャフト(1410)に対するセグメント(1412、1414)の一方若しくは両方の横方向偏向、及び/又は、シャフト(1410)に対するセグメント(1412、1414)の一方若しくは両方の回転を能動的に駆動し得る。代替的に、電力は、ワイヤセット(1430、1432、1434)のうちの1つ以上に沿って伝達されて、対応するソレノイド、モータ、又は他の特徴を駆動して、シャフト(1410)に対するセグメント(1412、1414)の一方若しくは両方の横方向偏向、及び/又は、シャフト(1410)に対するセグメント(1412、1414)の一方若しくは両方の回転を能動的に駆動し得る。エンドエフェクタ(1420)がRFエネルギーを組織に印加するように動作可能である変形形態では、配線ハーネス(1402)などの1つ以上の追加のワイヤセットが、ワイヤセット(1430、1432、1434)に加えて、シャフト(1410)及びセグメント(1412、1414)に沿って延在してコネクタ(1404、1406)と結合し、エンドエフェクタ(1420)に電力を供給する。
本実施例のコネクタ(1404、1406)は、互いに取り外し可能に嵌合するように構成された近位コネクタ(1404)及び遠位コネクタ(1406)を含む。配線ハーネス(1402)は、配線ハーネス(1402)のワイヤ(1450、1542)が遠位コネクタ(1404)と結合するように、近位コネクタ(1406)と結合され、次いで、遠位コネクタは、エンドエフェクタ(1420)に電力を供給するために近位コネクタ(1406)と嵌合するように構成される。あくまでも例として、そのような電力は、エンドエフェクタ(1420)上の電極のための双極RFエネルギーを含み得る。エンドエフェクタ(1402)からのリターン経路接地(1452)(例えば、接地ワイヤ、接地トレースなど)は、リターン経路(1452)に対する及びそれぞれの他の構成要素(1410、1412、1414)に対するそれぞれの構成要素(1410、1412、1414)の電圧電位を監視することができるように、シャフト(1410)、第1の関節接合セグメント(1412)、及び第2の関節接合セグメント(1414)などのシャフトアセンブリ内の金属構成要素への中間電気接続を有し得る。この監視は、測定された電圧電位と所定の最大閾値電圧値との比較に基づいて、構成要素(1410、1412、1414)がリターン経路(1452)に対して電気的にドレインされるか又はフローティングすることを可能にするために、該構成要素への電気的接続を制御するためにコンソールによって使用され得る。
示されるように、配線ハーネス(1402)又は代替的にフレキシブル回路は、エンドエフェクタ(1420)を電気外科用器具(1400)のハンドル又は他の本体に接続し、器具(1400)内の導電性構造への導電性取り付け点(1460、1462、1464)を含み得る。これらの導電性取り付け場所(1460、1462、1464)は、それぞれが制御電子機器(例えば、発電機又は関連構成要素)及びリターン経路接地(1452)に関係するので、統合センサ(1466、1468、1470)がそれぞれ構成要素(1410、1412、1414)の電圧電位を監視することを可能にし得る。本実施例では、センサ(1466、1468、1470)は、対応する取り付け場所(1460、1462、1464)に隣接して統合されているが、他の構成が使用されてもよい。あくまでも例として、ワイヤ、導電性トレース、又は他の導電性経路は、それぞれの取り付け場所(1460、1462、1464)から近位の場所(例えば、シャフト(1410)の近位部分、シャフト(1410)の近位にある器具(1400)の本体、器具(1400)と結合されたコンソールなど)まで延在し、取り付け場所(1460、1462、1464)とリターン経路(1452)との間の電位を効果的に監視するために、そのような近位の場所でリターン経路(1452)と結合され得る。
システムが構成要素(1410、1412、1414)のうちの1つにおいて電位変化を検出した場合、システムは、電位変化が、外部から印加された電圧源に起因して存在するのか、又は構成要素(1410、1412、1414)と電力で意図的に起動されている別の構成要素(1410、1412、1414)との容量結合から存在するのかを決定し得る。システムが電圧変動源を決定すると、システムは、電圧電位を能動的に接地又はクランプオフし、別の通電された器具との外部接触をユーザに警告し、かつ/又は1つの感知された電位によって引き起こされる効果に比例してセンサ(1466、1468、1470)の残りに調整を適用し得る。いくつかの変形形態では、センサ(1466、1468、1470)は、金属フレーム構成要素(1410、1412、1414)とリターン経路(1452)との間に位置付けられた高インピーダンスセンサを含む。配線ハーネス(1404)の代わりにフレキシブル回路を利用する変形形態では、ワイヤ(1450、1542)は、代わりに、器具(1400)の本体を通ってルーティングされる導電性トレースとして含まれてもよい。
いくつかの変形形態では、センサ(1466、1468、1470)は、構成要素(1410、1412、1414)などの全ての金属シャフト構成要素の接地経路(1452)に対する電圧電位を監視し、電流を蓄積したもののみを選択的に接地して除去するように構成される。したがって、最も安全な構成で動作するために、それぞれの構成要素(1410、1412、1414)は、特定の構成要素(1410、1412、1414)が放電を必要としない限り、電気的にフローティングしたままであり得る。この関連において、「電気的にフローティングしている」とは、構成要素(1410、1412、1414)が接地と電気的に結合されていないことを意味する。いくつかのシナリオでは、電気的にフローティングしている構成要素(1410、1412、1414)は、ある特定のフローティング電圧を有し得る。そのようなフローティング電圧は、近接する活性化された構成要素によって構成要素(1410、1412、1414)内に生成される電磁場によって誘導され得る。そのようなフローティング電圧は、構成要素(1410、1412、1414)内に蓄積する電荷によっても引き起こされ得る。
いくつかの変形形態では、それぞれの構成要素(1410、1412、1414)は、電気的にフローティングした構成から相互接続された構成へとシフトされ得、1つ以上の構成要素(1410、1412、1414)は、少なくとも一時的に互いに電気的に結合される。これは、正確な局所測定及び動作を確実にしながら、依然としてシステムの任意の寄生又は偶発的帯電のドレインを可能にするために、断続的に行われ得る。したがって、それぞれの構成要素(1410、1412、1414)は、デフォルトで電気的フローティング状態に維持され得、特定の構成要素(1410、1412、1414)が、閾値を超える電位を蓄積し、そのため、構成要素(1410、1412、1414)が放電されるべきであると決定された場合にのみ、コンソールを通して接地され得る。
前述したように、シャフト(1410)及び/又はエンドエフェクタ(1420)は、エンドエフェクタ(1420)の動作に関連付けられた1つ以上のパラメータを感知するように動作可能な1つ以上の動作センサを含んでもよい。あくまでも例として、そのような動作センサとしては、ジョー(1422、1424)によって組織に加えられているクランプ力を感知するように動作可能である力センサ(例えば、力センサ(114)など)、又は、エンドエフェクタ(1420)による組織の係合中にシャフト(1410)に加えられる横荷重を感知するように動作可能な力センサが挙げられ得る。あくまでも更なる例として、動作センサとしては、エンドエフェクタ(1420)の温度又はエンドエフェクタ(1420)によって係合されている組織の温度を感知するように動作可能な温度センサが挙げられ得る。別の単なる例示的な例として、動作センサとしては、エンドエフェクタ(1420)によって係合されている組織のインピーダンスを感知するように動作可能なインピーダンスセンサが挙げられ得る。更に別の単なる例示的な例として、動作センサとしては、シャフト(1410)及び/又はエンドエフェクタ(1420)の位置又は配向を感知するように動作可能な位置センサ(例えば、位置センサ(112))、センサ(720、722、724)、センサ(770、772)など)が挙げられ得る。シャフト(1410)及び/又はエンドエフェクタ(1420)に組み込まれ得る様々な種類の動作センサは、本明細書の教示を考慮することで当業者には明らかになるであろう。
上述したものなどの動作センサを有する器具(1400)の変形形態では、本明細書に記載される電圧シフトは、そのような動作センサによる正確な局所測定を確実にし、そうでなければそのような動作センサからの信号内で発生し得るノイズを低減し得る。場合によっては、本明細書に記載されるように安全ドレインプロセスの一部として電圧がドレインされる間、動作センサによる感知は、一時停止又は調整されてもよい。修正措置はまた、ノイズ補正しきい値を調整すること、導入された誤差を修正するために変換を調整すること、潜在的なシフトの影響の範囲内で動作センサからの信号を無視する必要がある「ブラックアウト」をシステムに提供すること、又は更にはセンサを損傷から保護するために動作センサへの電力を再起動又は遮断することのうちのいずれか1つ以上を含み得る。
いくつかの変形形態では、センサ(1466、1468、1470)及び/又はシャフト(1410)若しくはエンドエフェクタ(1420)内の任意の他のセンサは、そのような接地接続が別の構成要素(1410、1412、1414)を介して行われるか、専用接地経路(1452)を介して行われるか、又は器具(1400)の任意の他の既に接地された構成要素を介して行われるかにかかわらず、構成要素(1410、1412、1414)のうちの1つ以上が少なくとも一時的に接地されている間、一時停止されるか、ないしは別の方法で作動停止されて切断され得る。
外科用ステープルの近くに双極電極を有するエンドエフェクタを備えた双極RF外科用ステープル留め器具などのいくつかの器具では、双極電極は、外科用ステープルに接触するリスクがあり、それによって、1つ以上の外科用ステープルを介して双極電極間に短絡が生じる可能性がある。単極器具では、容量結合電流は、器具シャフトを形成する任意の金属構成要素上に蓄積し得る。これらのシナリオに関連するリスクを軽減するために、プラスチック構成要素(又は「金属インサート中断部」)がシャフトアセンブリ内に含まれ、その全長に沿って金属であるシャフトを有することが回避され得る。例えば、電気絶縁部材が構成要素(1410、1412、1414)のうちの1つ以上に含まれ、周囲の構成要素に対するこれらの電流リスクの影響が最小限に抑えられ、更に、器具(1400)の上流及び下流の容量結合電流の伝搬が最小限に抑えられ得る。成形されたプラスチック部材、又はそうでなければ非導電性部材が、構成要素(1410、1412、1414)の金属部分が重なり合う場所に挿入されてもよい。そのような変形形態では、シャフトアセンブリは、(ワイヤなどによって意図的に提供されるような経路以外の)シャフトアセンブリの全長に沿った意図しない電気的導通のための連続経路を欠いてもよい。換言すれば、電気を通すことを意図されないシャフトアセンブリの導電性構造構成要素は、そうでなければ存在し得る電気的導通を妨害する中断部を提供するために、それらの間に挿入された非導電性構造構成要素を含んでもよい。いくつかの変形形態では、隣接する構成要素(1410、1412、1414)は、1つの長い非導電性プレートがインターロック射出成形プラスチック断面を介して他方と結合されることを可能にする穴又はキーイング特徴を含んでもよい。電気的に遮断された非導電性構造構成要素がシャフトアセンブリに統合され得る他の好適な方法は、本明細書の教示を考慮することで当業者には明らかになるであろう。
VIII.回転結合部に電気抵抗モニタを有する電気外科用器具の実施例
以下の説明は、上述した様々な外科用システムのいずれかに組み込まれ得る異なる特徴の実施例に関する。したがって、後述する特徴は、本明細書の教示を考慮することで当業者に明らかになるように、様々な順列で組み合わされてもよい。同様に、後述する特徴が上述の様々な外科用システムのいずれかに組み込まれ得る様々な方法が、本明細書の教示を考慮することで当業者には明らかになるであろう。後述する特徴は、ロボット制御式外科用器具及び/又は手持ち式外科用器具に組み込まれ得ることを理解されたい。
上述したように、いくつかの器具は、シャフトアセンブリの1つの構成要素がシャフトアセンブリ内の枢動点で別の構成要素に対して関節運動する継手、又はシャフトアセンブリの1つの構成要素がシャフトアセンブリの別の構成要素に対して長手方向中心軸の周りを回転する継手などをシャフトアセンブリ内に含んでもよい。シャフトアセンブリ内の回転結合継手の実施例は、図9に示される器具(600)に関連して上述されているが、他の例も本明細書の教示に鑑みて当業者には明らかであろう。シャフトアセンブリ内の枢動関節継手の実施例は、図11に示されるシャフトアセンブリ(750)に関連して上述されているが、他の例も本明細書の教示に鑑みて当業者には明らかであろう。入れ子式シャフトアセンブリ構成要素を有する器具の変形形態では、シャフトアセンブリの1つの構成要素は、シャフトアセンブリの別の構成要素に対して並進し、それによって、シャフトアセンブリの有効長を変化させ得る。
器具が、回転継手、枢動関節継手、入れ子式継手、及び/又は何らかの他の種類の継手を含むかどうかにかかわらず、そのような継手を横断して電気通信を提供することが必要である場合がある。例えば、そのような電気通信としては、シャフトアセンブリ内の1つ以上の可動継手を介したコンソールからエンドエフェクタへのRF電力の通信が挙げられ得る。そのような電気通信はまた、シャフトアセンブリの長さに沿って(例えば、エンドエフェクタからコンソールまで)共通接地リターン経路を提供することを含み得、そのような接地リターン経路は、シャフトアセンブリ内の1つ以上の可動継手を通過する必要がある。そのような電気通信としてはまた、シャフトアセンブリ内の1つ以上の可動継手を介した、シャフトアセンブリのエンドエフェクタ又は遠位部分内のセンサからコンソールへの信号の通信が挙げられ得る。シャフトアセンブリに含まれ得るセンサのいくつかの単なる例示的な例が、図10に示されるシャフトアセンブリ(700)及び図11に示されるシャフトアセンブリ(750)に関連して上述されているが、センサがシャフトアセンブリ又はエンドエフェクタに統合され得る他の方法は、本明細書の教示を考慮することで当業者に明らかになるであろう。例えば、双極RFエネルギーを組織に印加するための電極を含むエンドエフェクタでは、これらの同じ電極が、エンドエフェクタによって接触されている組織におけるインピーダンスを感知するためのセンサとして使用され得る。電気的結合部が何のために使用されるかにかかわらず、シャフトアセンブリの可動継手は、1つ以上のスリップ結合部(例えば、スリップリング及び対応する板ばね又は他の摺動接点など)、又は継手における運動の自由度を損なうことなく継手を横切って電気的導通を提供するように構成されている他の種類の結合部を含んでもよい。
いくつかのシナリオでは、上述のような継手における電気的結合部の電気通信特性は、器具の使用中に変化する場合がある。例えば、そのような電気的結合部は、そのような結合部において液密封止部を得ることが困難であり得るため、外科的処置中に組織破片、生理食塩水、体液、又は他の流体に暴露され得る。このような破片又は流体が導電性又は少なくとも半導電性である場合、継手を通るこのような破片又は流体の侵入は、最終的に継手の電気的結合部に達し、それによって電気的結合部を汚染する可能性があり、それらの電気的結合部の電気通信特性に影響を及ぼす可能性がある。これは、継手における抵抗及び/又は電圧に影響を及ぼすことを含み得る。次いで、これは、継手を横切って通信される電気信号にノイズを導入するか、場合によっては、継手を横切る信号損失を引き起こし得る。電気的結合部の汚染はまた、接点間の短絡を生じさせ、汚染物質の加熱を引き起こし、かつ/又は継手の加熱を引き起こし得る。この望ましくない熱は、手術野における望ましくない組織外傷又は他の望ましくない効果を引き起こし、器具の操作性に悪影響を及ぼし、かつ/又は器具の1つ以上の構成要素を損傷する可能性がある。場合によっては、可動継手の電気的結合部における電気抵抗が増加するにつれて、電気的結合部で発生する熱が増加し、そのため、可動継手の電気的結合部の抵抗の増加は、電気信号又は電力がその電気的結合部を通過するときに生成される熱の量を示し得る。
上記を考慮すると、器具内の可動継手(例えば、回転結合部、枢動関節継手、入れ子式継手など)における電気的結合部(例えば、スリップ結合部など)の電気特性(例えば、電圧、電気抵抗など)の変化を監視し、検出される変化に対してリアルタイムで自動応答を提供することが望ましい場合がある。そのような応答としては、発電機電力レベル、信号処理規模などの調整が挙げられ得る。場合によっては、監視される構成要素の抵抗の変化は、器具構成要素の位置変化(すなわち、相互に対する構成要素の角度配向の変化、関節角度の変化など)から生じる可能性があり、監視によって、継手の電気結合部が汚染されていると決定された場合、コンソールは、ある特定の構成要素の位置変化に基づいて、動作中に電力出力を変化させ得る。そのような監視及び応答がどのように実行され得るかを示す例を以下でより詳細に説明する。
図24は、上述した監視システムの一実施例を示す。図24に示すように、器具(1500)は、細長いシャフト(1510)を含む。器具(1500)が詳細に図示され説明されているが、本明細書で上述した器具を含むがこれらに限定されない様々な他の電気外科用器具が企図されている。器具(1500)は、第1の関節接合セグメント(1512)及び第2の関節接合セグメント(1514)を含む。エンドエフェクタ(1520)は、第2の関節接合セグメント(1514)の遠位端に位置付けられる。本実施例のエンドエフェクタ(1520)は、組織を把持するために互いに向かって、かつ互いから離れる方向に枢動するように動作可能な一対のジョー(1522、1524)を含む。いくつかの変形形態では、ジョー(1522、1524)の一方又は両方は、本明細書に記載されるように、RFエネルギーを組織に印加するように動作可能な1つ以上の電極を含む。加えて、又は代替として、エンドエフェクタ(1520)は、超音波ブレード及び/又は様々な他の特徴を含んでもよい。
セグメント(1512、1514)は、シャフト(1510)に対して、及び互いに対して枢動し、それによって継手(1550、1552)をそれぞれ画定して、エンドエフェクタ(1520)をシャフト(1510)の長手方向中心軸(1504)から離れる方向に又は長手方向中心軸(1504)に向かって横方向に偏向させるように動作可能であり得る。加えて、又は代替として、セグメント(1512、1514)の一方又は両方は、長手方向中心軸(1504)を中心としてシャフト(1510)に対して回転するように動作可能であってもよい。したがって、継手(1550、1552)は、枢動関節結合部及び/又は回転結合部を構成し得る。いずれの場合も、継手(1550、1552)はそれぞれ、継手(1550、1552)における運動の自由度を損なうことなく、継手(1550、1552)を横切って電気的導通を提供するように構成されている、1つ以上のスリップ結合部又は他の種類の電気的結合部を含み得る。そのような電気的結合部は、エンドエフェクタ(1520)へのRF電力の通信を提供し、継手(1550、1552)を横切る接地リターン経路を提供し、エンドエフェクタ(1520)及び/若しくはセグメント(1512、1514)内の1つ以上のセンサからの電気信号の通信を提供し、並びに/又は任意の他の種類の電気通信を提供し得る。
器具(1500)のコンソール又は他の処理モジュールは、以下に説明するように、1つ以上のセンサから抵抗測定値、電圧測定値、温度測定値、及び/又は他の種類の測定値を受信し、それに応じて修正措置を開始するように反応し得る。あくまでも例として、そのようなコンソール又は他の処理モジュールは、図1を参照して上述したコンソール(20)又は本明細書に記載される他のコンソール若しくは制御回路と同様に構成されてもよく、修正措置を開始し、器具(1500)に送信される電力プロファイルを調整し、又は器具(1500)内に貯蔵される任意の過剰エネルギーをドレインするように構成されており、動作可能であるデータプロセッサを含んでもよい。更に、コンソール又は他の処理モジュールは、上述したように、ロボット電気外科用システムの構成要素であってもよい。
本実施例の器具(1500)は、シャフト(1510)を通って広がる第1のワイヤセット(1530)と、シャフト(1510)及び両方のセグメント(1512、1514)を通って広がる第2のワイヤセット(1532)と、シャフト(1510)及び両方のセグメント(1512、1514)を通って更に広がる第3のワイヤセット(1534)と、を更に含む。ワイヤセット(1530、1532、1534)は、シャフト(1510)に対するセグメント(1512、1514)の移動を制御するように動作可能であり得る。例えば、電力は、ワイヤセット(1530、1532、1534)のうちの1つ以上に沿って伝達されて、対応するクラッチ機構に選択的に係合又は係合解除し、それによって、シャフト(1510)に対するセグメント(1512、1514)の一方若しくは両方の横方向偏向、及び/又は、シャフト(1510)に対するセグメント(1512、1514)の一方若しくは両方の回転を能動的に駆動し得る。代替的に、電力は、ワイヤセット(1530、1532、1534)のうちの1つ以上に沿って伝達されて、対応するソレノイド、モータ、又は他の特徴を駆動して、シャフト(1510)に対するセグメント(1512、1514)の一方若しくは両方の横方向偏向、及び/又は、シャフト(1510)に対するセグメント(1512、1514)の一方若しくは両方の回転を能動的に駆動し得る。1つ以上の追加のワイヤはまた、RF電力(双極RF及び/又は単極RF)をエンドエフェクタ(1520)に提供し得る。加えて、又は代替として、1つ以上の追加のワイヤはまた、エンドエフェクタ(1520)及び/又はセグメント(1512、1514)内の1つ以上のセンサからの電気信号の通信を提供してもよい。
更に、本実施例では、配線アセンブリ(1502)などの1つ以上の追加のワイヤセットがシャフト(1510)に沿って延在して、継手(1550、1552)の電圧、電気抵抗、温度、及び/又は他の測定値をコンソール又は他の処理モジュールに提供する。配線アセンブリ(1502)は、センサ(1566、1568)用の電力線(1554)と、リターン経路線(1556)と、を含み得る。配線アセンブリ(1502)は、継手(1550、1552)の電圧、電気抵抗、温度、及び/又は他のパラメータ(複数可)を監視することができるように、第1の関節接合セグメント(1512)及び第2の関節接合セグメント(1514)に隣接してそれぞれの継手(1550、1552)に位置付けられた中間接続部を有してもよい。示されるように、配線アセンブリ(1502)、又は代替的にフレキシブル回路は、統合センサ(1566、1568)を接続して、継手(1550、1552)の電圧、電気抵抗、温度、及び/又は他のパラメータ(複数可)の変動を監視する。
上述のように、継手(1550、1552)における破片又は流体による汚染は、継手(1550、1552)における電気的結合部の電気通信特性(例えば、抵抗、電圧など)に影響を及ぼす可能性がある。継手(1550、1552)における電気通信特性(例えば、抵抗、電圧など)を監視することによって、コンソール又は他の処理モジュールは、監視された電気通信特性値と所定の値又は範囲との間のリアルタイム比較を提供し、監視された電気通信特性値が所定の値又は範囲から逸脱するとき、リアルタイムで自動修正措置又は他の応答を提供し得る。代替として、コンソール又は他の処理モジュールは、任意の他の好適な種類の応答を提供してもよく、その実施例を以下でより詳細に説明する。コンソール又は他の処理モジュールが、継手(1550、1552)のうちの1つにおける電圧、電気抵抗、温度、及び/又は他のパラメータの変化を検出した場合、次いで、コンソール又は他の処理モジュールは、その変動が、修正措置が保証されることを示す所定の偏差範囲内にあるかどうかを決定し得る。
あくまでも例として、上述の継手(1550、1552)における監視は、継手(1550、1552)のうちの1つ以上に隣接して測定された電圧、電気抵抗、温度、及び/又は他のパラメータ(複数可)の変動に基づいてエンドエフェクタ(1520)に供給される電力を制御するために、コンソール又は他の処理モジュールによって使用され得る。加えて、又は代替として、コンソール又は他の処理モジュールは、電流を十分にブリードオフし、不注意な電気的短絡による器具(1500)への損傷を防止するために、リターン経路ワイヤ(1556)を介して提供される抵抗を(例えば、電力ワイヤ(1554)の抵抗に)適合させてもよい。継手(1550、1552)における抵抗及び/又は他の電気パラメータを経時的に監視することによって、コンソール又は他の処理モジュールは、エンドエフェクタ(1520)に送信される最大電力限界を調整して、器具(1500)が加熱する又は損傷するのを防止し得る。加えて、発電機は、継手(1550、1552)における上述の監視に基づいて、必要に応じて電力を選択的に増加又は減少させて、エンドエフェクタ(1520)における一定又は予測可能な熱効果を提供し得る。
継手(1550、1552)における電気パラメータの監視に加えて、又は継手(1550、1552)における電気パラメータの監視の代わりに、センサ(1566、1568)は、継手(1550、1552)における温度を監視し得る。継手(1550、1552)における電気パラメータの監視の有無にかかわらず、継手(1550、1552)における温度の監視によって、コンソール又は他の処理モジュールは、そうでなければ手術野において望ましくない組織外傷若しくは他の望ましくない効果を引き起こし、器具(1500)の操作性に悪影響を及ぼし、かつ/又は継手(1550、1552)若しくはその付近で器具(1500)の1つ以上の構成要素を損傷させる可能性のある過剰な熱を継手(1550、1552)に生じさせることなく、エンドエフェクタ(1520)への電力(例えば、双極RF、単極RFなど)の送達を更に調整し得る。あくまでも例として、発電機は、継手(1550、1552)の監視された温度が所定の閾値を超えたことに応答して、単に電力レベルを調整するのではなく、印加エネルギーの周波数又は最大デューティサイクルを調整し得る。
前述の実施例は、継手(1550、1552)を介して電気的接続部に到達し、望ましくない電気的及び/又は熱的効果を有する汚染物質に関連して説明されているが、器具(1500)の通常動作も、最終的に、継手(1550、1552)の電気的接続部において(継手(1550、1552)に汚染物質が存在しない場合であっても)望ましくない電気的及び/又は熱的効果を生じさせる可能性がある。例えば、継手(1550、1552)における電気的接続部(例えば、スリップ結合部など)を通じた双極RFエネルギー又は単極RFエネルギーの伝達は、これらの電気的接続部の加熱をもたらし得る。そのような加熱は電力損失を表し得、エンドエフェクタ(1520)のRF電極(複数可)は、適切な量の電力を受け取っていない。センサ(1566、1568)がそのような熱に基づく損失を感知するそのようなシナリオでは、コンソール又は他の処理モジュールは、継手(1550、1552)において監視されたパラメータに基づいて必要に応じて、発電機から送達される電力のレベルを徐々に増加させて、エンドエフェクタ(1520)によって係合されている組織に対して予測可能かつユーザが期待する結果を提供し得る。例えば、これらの結果としては、予測可能な及びユーザが期待する組織シーリング、アブレーションなどが挙げられ得る。
継手(1550、1552)における熱損失を補償するために、発電機から送達される電力のレベルを徐々に増加させることが適切である場合があるが、プロセスが、この種の応答がもはや実現可能でない点に到達する可能性がある。例えば、特定の点を超えて電力レベルを増加させることは、器具(1500)への損傷、エンドエフェクタ(1520)からの異常な又は望ましくない組織効果、器具(1500)の1つ以上のセンサからの信頼できないフィードバック、及び/又は他の望ましくない効果をもたらし得る。したがって、コンソール又は他の処理モジュールは、継手(1550、1552)における1つ以上の監視されたパラメータがある範囲を通して変化するにつれて、発電機から送達される電力のレベルを徐々に増加させるが、次いで、継手(1550、1552)における1つ以上の監視されたパラメータが所定の閾値を超えると、異なる種類の応答を提供し得る。例えば、継手(1550、1552)の一方又は両方における監視されたパラメータが所定の閾値(例えば、最大電気抵抗値、最大温度値など)を超えている場合、コンソール又は他の処理モジュールは、修正措置を提供し得る。
いくつかの変形形態では、修正措置は、器具(1500)を代替動作モードである「リンプモード」に移行させることを含む。あくまでも例として、「リンプモード」は、器具(1500)のある程度の継続使用を可能にし得るが、コンソール又は他の処理モジュールは、問題のある継手(1550、1552)を最大温度下に保つため(例えば、問題のある継手(1550、1552)の壊滅的な故障を防止するため、問題のある継手(1550、1552)が術野において組織を燃やすことを防止するため、など)電力を低下させ始め得る。このような電力の低下は、エンドエフェクタ(1520)が所望のRF効果を組織に付与する能力に少なくとも一時的に悪影響を及ぼし得る。したがって、コンソール又は他の処理モジュールが、継手(1550、1552)の一方又は両方において監視されたパラメータが所定の閾値を超えていることを考慮して、「リンプモード」又は他の代替動作モードが必要とされると決定した場合、コンソール又は他の処理モジュールは、操作者にアラート(例えば、聴覚的、視覚的、触覚的など)を提供し、それによって、器具(1500)の動作モードが変化していることを操作者に通知し得る。これにより、操作者は、それに応じて手術技法を調整することができ、これは、問題のある継手(1550、1552)を冷却することができるようにRF電力を少なくとも瞬間的に作動停止することを含み得る。操作者はまた、「リンプモード」アラートの受信に応答して器具(1500)を洗浄又は交換することを望む場合がある。
いくつかの変形形態では、器具(1500)のセンサ(1566、1568)は、継手(1550、1552)の経時的な抵抗又は電圧を監視し、外部電圧又は電位からの効果として、予想範囲を超える偏差に基づいて電力信号を調整するか又は応答を制御して、電力信号のオフセットを生成するように構成されてもよい。継手(1550、1552)が汚染されると、上述のように、継手(1550、1552)内の電気的結合部の抵抗が変化し得る。これは、電力信号又はセンサ信号に電気ノイズを導入するか、又は場合によっては信号損失をもたらし得る。局所的な交流負荷が全体的なシステム抵抗の変化の尺度として導入される場合、センサ(1566、1568)は、汚染の存在を補償するように調整され得る。
いくつかの変形形態では、器具(1500)は、器具(1500)に関連付けられた様々な動作パラメータを感知するように動作可能な1つ以上の動作パラメータセンサ(センサ(1566、1568)以外)を含む。このような動作パラメータは、器具(1500)の1つ以上の構成要素に関する位置情報又は配向情報、エンドエフェクタ(1520)によって係合されている組織の電気的特性又は熱的特性などを含み得るが、これらに限定されない。シャフトアセンブリに含まれ得る位置又は配向センサのいくつかの単なる例示的な例は、図10に示されるシャフトアセンブリ(700)及び図11に示されるシャフトアセンブリ(750)に関連して上述されている。別の単なる例示的な例として、エンドエフェクタ(1520)は、双極RFエネルギーを組織に印加するための電極を含んでもよく、これらの同じ電極は、エンドエフェクタ(1520)によって接触されている組織内のインピーダンスを感知するためのセンサとして使用されてもよい。動作パラメータセンサがシャフトアセンブリ又はエンドエフェクタに統合され得る他の方法、及びそのような動作パラメータセンサによって感知され得る他の動作パラメータは、本明細書の教示を考慮することで当業者に明らかになるであろう。継手(1550、1552)における汚染は、そのような動作パラメータセンサからの信号にノイズを導入する、ないしは別の方法でそのような動作パラメータセンサからの信号の信頼性を損なうなどによって、そのような動作パラメータセンサからの信号に悪影響を及ぼす可能性がある。
そのような動作パラメータセンサによって感知される場所又は特定の動作パラメータにかかわらず、コンソール又は他の処理モジュールは、継手(1550、1552)における汚染又は動作パラメータセンサからの信号に悪影響を及ぼし得る他の状態を示すセンサ(1566、1568)からのフィードバックに少なくとも部分的に基づいて、そのような動作パラメータセンサからの信号のその処理を変化させ得る。例えば、センサ(1566、1568)の一方又は両方からのデータが、第1の閾値を超える値(例えば、電圧、抵抗など)を示し、一次動作パラメータセンサからの信号がいくらか影響を受けている場合、コンソール又は他の処理モジュールは、影響を受けた一次動作パラメータセンサからの信号を制御アルゴリズムの一部として引き続き因子化するが、制御アルゴリズムを実行するために1つ以上の二次動作パラメータセンサからの信号に更に依存し得る。いくつかのそのようなシナリオでは、1つ以上の二次動作パラメータセンサからの信号は、コンソール又は他の処理モジュールが、典型的には、影響を受けている一次動作パラメータセンサが存在しない場合に制御アルゴリズムの一部として因子化しない信号であり得、そのため、あくまでも、センサ(1566、1568)からの信号が、一次動作パラメータセンサからの信号はノイズが多いか、ないしは別様にいくらか不正確であり得ることを示しているために、1つ以上の二次動作パラメータセンサからの信号が制御アルゴリズムに因子化される。したがって、このシナリオでは、影響を受けた一次動作パラメータセンサは、依然として制御アルゴリズムに影響を及ぼし得るが、影響を受けた一次動作パラメータセンサからの信号は、この時点で1つ以上の二次動作パラメータセンサからの信号によって補足されている。
センサ(1566、1568)の一方又は両方からのデータが、第2の閾値を超える値(例えば、電圧、抵抗など)を示し、一次動作パラメータセンサからの信号が実質的に影響を受けている場合、コンソール又は他の処理モジュールは、一次動作パラメータセンサからの信号を無視し始め得る。換言すれば、コンソール又は他の処理モジュールは、そうでなければ影響を受けた一次動作パラメータセンサからの信号に応答して出力が調整されることになる構成要素(例えば、発電機など)に対する調整を一時停止し得る。代替的に、コンソール又は他の処理モジュールが一次動作パラメータセンサからの信号を無視し始めた状況では、コンソール又は他の処理モジュールは、制御アルゴリズムを駆動するために、1つ以上の二次動作パラメータセンサからの信号に再び依存し始め得る(すなわち、一次動作パラメータセンサからの現在無視されている信号の代わりとして)。したがって、1つ以上の二次動作パラメータセンサからの信号は、一次動作パラメータセンサからの信号のプロキシとして機能し得る。そのようなシナリオでは、1つ以上の二次動作パラメータセンサは、一次動作パラメータセンサによって感知されるパラメータに関係するが、それとは異なるパラメータを感知し得る。代替として、コンソール又は他の処理モジュールは、そうでなければ影響を受けた動作パラメータセンサからの信号に基づいて調整されることになる構成要素の出力に、何らかの他の所定の制御アルゴリズムを適用してもよい。
一次動作パラメータセンサ及び二次動作パラメータセンサを有する器具の1つの単なる例示的な例では、器具は、エンドエフェクタのジョーの間にクランプされた組織の密度又は他の特性を感知するセンサを有するエンドエフェクタを含む。これは、一次動作パラメータセンサとして機能し得る。エンドエフェクタ内のこの一次動作パラメータセンサと、対応する制御モジュールとの間の電気信号経路は、器具のシャフトアセンブリの遠位部分内の回転スリップ結合部を含んでもよい。器具はまた、エンドエフェクタのジョーの間に捕捉された組織を切断する並進ナイフ部材を含んでもよい。ナイフ部材は、モータによって駆動されてもよい。モータのための制御アルゴリズムは、制御アルゴリズムがエンドエフェクタ内の一次動作パラメータセンサからの信号を因子化するように、エンドエフェクタのジョーの間にクランプされた組織の密度又は他の特性を因子化し得る。スリップ結合部に関連付けられたパラメータを監視する別個のセンサ(例えば、センサ(1566、1568)と同様のもの)からの信号が、第2の閾値を超える値(例えば、電圧、抵抗など)を示し、それによって、スリップ結合部の汚染を示し、それによって、エンドエフェクタ内の一次動作パラメータセンサからの信号がもはや必ずしも信頼できないことを示す場合、制御モジュールは、信号の二次動作パラメータセンサに切り替えて、一次動作パラメータセンサからの信号を補足するか、又は一次動作パラメータセンサからの信号を置換するかのいずれかを行い得る。この実施例では、二次動作パラメータセンサは、ナイフ部材を駆動しているモータを駆動するために使用される電流を感知するように動作可能なモータ電流センサを含んでもよい。ナイフ部材の運動は、エンドエフェクタのジョーの間にクランプされた組織の特性に基づいて変化し得るので、モータ電流センサからの信号は、エンドエフェクタ内の一次動作パラメータセンサからの信号の適切なプロキシとして機能し得る。
制御モジュールが、値(例えば、電圧、抵抗など)が閾値を超え、一次動作パラメータセンサからの信号が悪影響を受けていることを示すセンサ(1566、1568)の一方又は両方からのデータに基づいて、二次動作パラメータセンサからの信号を一次動作パラメータセンサからの信号の補足又は置換として制御アルゴリズムに因子化し始める場合、コンソール又は他の処理モジュールは、センサ(1566、1568)の一方又は両方からのデータを監視し続け得る。いくつかのそのようなシナリオでは、センサ(1566、1568)の一方又は両方からのデータは、対応する監視される値(例えば、電圧、抵抗など)がもはや閾値を超えておらず、そのため、一次動作パラメータセンサからの信号はもはや悪影響を受けていないことを示す場合がある。これは、例えば、器具(1500)の使用中に継手(1550、1552)から汚染物質が除去された場合に発生し得る。これが発生した場合、制御モジュールは、一次動作パラメータセンサからの信号に戻って、制御アルゴリズムを駆動し得、1つ以上の二次動作パラメータセンサからの信号を制御アルゴリズムに因子化することを停止し得る。
場合によっては、継手(1550、1552)内のスリップ結合部における電気抵抗の変動はまた、継手(1550、1552)で印加されているトルクのレベルを示すフィードバックを提供し得る。別の単なる例示的な代替として、継手(1550、1552)内のスリップ結合部における電気抵抗の変動はまた、継手(1550、1552)における構成要素の角度位置を示すフィードバックを提供し得る。例えば、継手(1550、1552)が1つの角度(例えば、5度)で終端するスリップ結合円形レースを含む変形形態では、次いで、抵抗値は、対応する回転角度(例えば、175度)で降下し、次いで、結合部が回転されるにつれて、トラック内の抵抗が変化し得る。この追加の抵抗損失は、経時的に追跡されてもよく、損失を補償して、損失が大きすぎる場合にそれをオフにするためだけでなく、スリップ結合部が結合部の他方の側に対してどの角度であるかを決定するために使用されてもよい。
図25は、上述したように、外科用器具の結合部における温度及び抵抗を監視する例示的な方法(1600)のフロー図を示す。本実施例では温度及び抵抗が監視されるが、温度及び/又は抵抗を監視することに加えて、又はその代わりに、任意の他の好適なパラメータ(例えば、電圧など)が監視されてもよい。工程(ブロック1602)では、システム又は操作者は、発電機からエンドエフェクタへの電力出力を開始する。動作中、工程(ブロック1604)において、センサ(1566、1568)は、継手(1550、1552)のうちの1つなど、1つの継手における抵抗及び温度を測定し、測定された抵抗及び温度の正常からの変動が所定の範囲内にあるかどうかを決定する。正常からの抵抗及び温度変動が所定の範囲内にない場合、センサは、信号をコンソールに返信し、工程(ブロック1606)において、コンソールは、それに応じて発電機出力電力を調整する。代替として、いくつかの変形形態では、コンソールは、既知の正常抵抗及び温度値を記憶し、センサは、連続的に測定し、測定された抵抗及び温度値をコンソールに送信するように構成される。いくつかのそのようなシナリオでは、コンソールは、正常からの抵抗及び温度変動が所定の範囲内にあるかどうかに関する決定を行う。
正常からの抵抗及び温度の変動が、工程(ブロック1604)において所定の範囲内である場合、本方法は、工程(ブロック1608)において、継手(1550、1552)のうちの次の1つに移動して同じ測定及び決定を行う。正常からの抵抗及び温度変動が所定の範囲内にない場合、センサは、信号をコンソールに返信し、再び工程(ブロック1606)において、コンソールは、それに応じて発電機出力電力を調整する。その後、工程(ブロック1610)において、工程(ブロック1604、ブロック1608)と同じ方法に従って、それぞれの追加の継手が測定され、修正措置が行われる。
IX.モジュール式構成要素接触監視を伴う電気外科用器具の実施例
以下の説明は、上述した様々な外科用システムのいずれかに組み込まれ得る異なる特徴の実施例に関する。したがって、後述する特徴は、本明細書の教示を考慮することで当業者に明らかになるように、様々な順列で組み合わされてもよい。同様に、後述する特徴が上述の様々な外科用システムのいずれかに組み込まれ得る様々な方法が、本明細書の教示を考慮することで当業者には明らかになるであろう。後述する特徴は、ロボット制御式外科用器具及び/又は手持ち式外科用器具に組み込まれ得ることを理解されたい。
図15に示される器具(900)に関連して上述したように、いくつかの器具は、電気接点(924)などの互いに近接して位置付けられた複数の電気接点を有する、シャフトインターフェースアセンブリ(920)などのモジュール式構成要素インターフェースを含んでもよい。そのような構成は、信号クロストーク、電気的短絡、又はモジュール式構成要素インターフェースのそのような近接して位置付けられた電気接点にわたって生じる容量結合電流若しくは高電圧からの他の信号干渉のリスクを提示し得る。いくつかのシナリオでは、これらの問題は、電気コネクタ及びそれらの関連する接点アレイの近くに完全な流体封止を提供することが困難であることに起因し得る。電気接点インターフェースに存在する流体は、伝送された信号を減衰させるか、又はブリッジされることが意図されていない接点間に電気ブリッジを生成する可能性がある。したがって、容量結合電流若しくは高電圧からモジュール式シャフト又はエンドエフェクタの電気接点を保護若しくは補強すること、及び/又は電気接点を監視し、必要に応じて修正措置を行うことが望ましい場合がある。
いくつかの器具は、外科用器具内の電気コネクタ又はモジュール式構成要素を保護するための特徴を含む。このようなデバイスの実施例及び関連する概念は、2018年10月2日に発行された「Surgical Instrument Handle Assembly with Feature to Clean Electrical Contacts at Modular Shaft Interface」と題する米国特許第10,090,616号、2020年10月27日に発行された「Method of Coating Slip Rings」と題する同第10,813,640号、及び2020年5月5日に発行された「Staple Cartridge with Short Circuit Prevention Features」と題する同第10,639,038号に開示されており、それらの開示は参照により全体として本明細書に組み込まれる。後述する構成要素及び構成は、これらの特許文献に記載されている構成要素及び構成に加えて、又はこれらの構成要素及び構成の代わりに使用することができる。
図26は、電気接点(1702)のアレイを含む第1の接点アレイ(1700)を示す。あくまでも例として、電気接点(924)の代わりに電気接点(1702)が提供されてもよく(図15を参照)、後述するものを除いて、電気接点(924)と同様に機能するように更に構成されてもよい。本明細書の教示を考慮することで当業者には明らかになるように、電気接点(1702)は、制御回路、電源、及び/又はハンドルアセンブリ(910)内の様々な他の電気的特徴(図15を参照)と更に電気的に連通し得る。
示されるように、接点アレイ(1700)は、接地された導電性シールド(1706)によってモジュール接続の少なくとも一方の側で、又は両側から囲まれてもよく、接地された導電性シールドは、任意の外部から印加された電圧をリターン経路に伝送し、それによって、外部から印加された電圧が接点(1702)及び接点(1702)に接続された任意の電子機器に到達することを防止する。シールド(1706)は、結合中にハンドルインターフェースアセンブリ(960)の特徴によって加えられる既定の封止圧力を受けるように構成されており、接点アレイ(1700)の外周が保護されること、及び接点アレイ(1700)とハンドルインターフェースアセンブリ(960)との間の干渉又は相互作用に起因してシールド(1706)に間隙が生じないことを確実にする。したがって、シールド(1706)は、電圧及び電流を接点(1702)から逸らすように構成されており、また、そうでなければ電気的接続に干渉するか又は電気的短絡をもたらし得る流体の侵入から接点アレイ(1700)を封止するように構成される。代替構成では、接点アレイ(1700)の周りにシールド(1706)を提供するのではなく、導電性シールドがシャフトのモジュール接続全体の周りに配設されて、金属シャフト構成要素が、接点アレイ(1700)の周りだけではなく、概してモジュール接続の周りにより低抵抗のリターン経路接続を有するための手段を提供し、それによって接点(1702)を金属フレームから遮蔽し得る。
シールド(1706)に加えて、接点アレイ(1700)はまた、隣接する接点(1702)間に配設された1つ以上の特徴(1704)を含んでもよい。特徴(1704)は、エラストマーなどの非導電性材料で形成されてもよく、2つの隣接する接点(1702)間に不要な電気ブリッジ(すなわち、短絡)が形成されるのを防止するように構成されてもよい。より具体的には、特徴(1704)は、接点(1702)間に空間を提供し、流体で汚染されている間の接点間抵抗よりも1桁大きい最小抵抗レベルを提供することなどによって、接点アレイ(1700)が流体で満たされている場合であっても電気的短絡を防止し得る。いくつかの変形形態では、特徴(1704)はそれぞれ、エラストマーワイパーを含んでもよく、又は接点(1702)間に200オーム以上の抵抗を提供するなど、高い絶縁破壊及び固有抵抗を有する疎水性コーティングで形成されてもよい。特徴(1704)のサイズ及び比率は、接点(1702)の比率及びサイズに対して、2つの接点(1702)の電流容量若しくは抵抗に比例して、又は電気リターン経路に対する特徴(1704)の近接度及び導電性シャフト構成要素からの距離に比例して構成されてもよい。いくつかの変形形態では、それぞれの特徴(1704)は、他の特徴(1704)に対して異なるサイズを有するように形成されてもよい。いくつかの変形形態では、以下でより詳細に説明するように、特徴(1704)は、センサ(1708)を介して信号又は電力を測定し、継続的な監視のためにそのような測定値をシステムコンソールに提供することによって、1つ以上の接点(1702)を通して伝送される信号又は電力を調節するための能動電子制御部又はセンサ(1708)を含む。
図27は、後述することを除いて、接点アレイ(1700)と実質的に同じ機能性を提供するための代替接点アレイ(1800)を示す。接点アレイ(1800)は、隣接する接点(1802)間に配設された1つ以上の特徴(1804)を含む。特徴(1804)は、エラストマーなどの非導電性材料で形成されてもよく、2つの隣接する接点(1802)間に不要な電気ブリッジ(すなわち、短絡)が形成されるのを防止するように構成されてもよい。いくつかの変形形態では、特徴(1804)はそれぞれ、エラストマーワイパーを含んでもよく、又は高い絶縁破壊及び固有抵抗を有する疎水性コーティングで形成されてもよい。具体的には、特徴(1804)は、それぞれの接点(1802)にわたって広がる上側封止部又はガスケット(1806)を伴って構成されてもよい。したがって、それぞれの接点(1802)は、エンドエフェクタ又は他のモジュール式構成要素と電気的に接続されると、完全に封入されるように構成されており、その結果、流体は、任意の2つの接点(1802)に、又はそれらの間に流れることができない。それにもかかわらず、特徴(1804)による封入は、シャフトアセンブリ(950)がハンドルアセンブリ(910)と結合されたときに接点(1802)がシャフトアセンブリ(950)のハンドルインターフェースアセンブリ(960)内の対応する接点(図示せず)と適切な電気的接触を行うことを依然として可能にし得る。図示されていないが、封入特徴(1804)及び封止部(1806)は、接点(1802)に対して外側表面上に配設された導電性シールドを更に含んでもよく、導電性シールドは、上述のシールド(1706)と同様に、電圧及び電流を接地に伝送するように構成される。いくつかの変形形態では、以下でより詳細に説明するように、特徴(1804)又は封止部(1806)は、センサ(1808)を介して信号又は電力を測定し、継続的な監視のためにそのような測定値をシステムコンソールに提供することによって、1つ以上の接点(1802)を通して伝送される信号又は電力を調節するための能動電子制御部又はセンサ(1808)を含む。
図28は、後述することを除いて、接点アレイ(1700、1800)と実質的に同じ機能性を提供するための代替接点アレイ(1900)を示す。具体的には、接点(1902)間又はその周りに配設された特徴を含むのではなく、接点(1902)は、代わりに、2つの接点(1902)間に電圧又はブリッジが形成されるのを防止するように適切に離間されてもよい。接点(1902)間の空間(1904)の比率は、接点(1902)の比率及びサイズ、並びに接点(1902)を横断して伝送するように構成される電圧に対して構成されてもよい。あるいは、接点(1902)間の空間(1904)の比率は、2つの接点(1902)の電流容量又は抵抗に比例してもよい。代替として、接点(1902)間の空間(1904)の比率は、電気リターン経路への接点(1902)の近接度、及び導電性シャフト構成要素からの距離であるか又はそれらに比例してもよい。いくつかの変形形態では、以下でより詳細に説明するように、空間(1904)は、センサ(1906)を介して信号又は電力を測定し、継続的な監視のためにそのような測定値をシステムコンソールに提供することによって、1つ以上の接点(1902)を通して伝送される信号又は電力を調節するための能動電子制御部又はセンサ(1906)を含む。
接点アレイ(1700、1800、1900)を保護するための上述の特徴に加えて、それぞれの接点アレイ(1700、1800、1900)上の信号はまた、異常な結果を監視するために器具の動作中にセンサ(1708、1808、1906)によって能動的に測定されてもよく、測定値を示す信号は、監視のためにコンソールに送信される。例えば、既定の閾値を超える電圧状態が検出された場合、コンソールは、隣接する接点に対する損傷及び不規則な電圧の伝播を防止するために能動的な対策を講じることができる。コンソールは、接点アレイ(1700、1800、1900)によって画定されるそれぞれの導電性経路又はトレースから電圧又は電流測定値を受信し、それに応じて、修正措置を開始するように反応し得る。コンソールは、図1を参照して上述したコンソール(20)と同様に構成されてもよく、エンドエフェクタに送信される電力プロファイルを調整するなどの修正措置を開始するように構成されており、動作可能なデータプロセッサを含んでもよい。更に、コンソールは、上述したように、ロボット電気外科用システムの構成要素であってもよい。コンソール又は他の制御モジュールがとり得る様々な適切な形態は、本明細書の教示を考慮することで当業者には明らかになるであろう。
コンソールは、接点アレイ(1700、1800、1900)又はシールド(1706)から異常な電圧又は電流が測定された場合、複数の修正措置のうちのいずれかを行うように構成されてもよい。例えば、コンソールは、電気的干渉が検出されたときに、能動的電圧クランプを自動的に適用し、エンドエフェクタへの電力出力を調整し、又は他の同様の保護措置を行うように構成されてもよい。いくつかの変形形態では、コンソールは、発電機又はハブインターフェースを通して、電圧クランプを器具のための起動信号と同期させてもよい。コンソールはまた、予測誤差補正を調整するために傾向線を生成してもよく、場合によっては、インピーダンスアレイ上で電圧又は電流閾値に到達し得るとコンソールが決定した場合にエンドエフェクタからのRF電力を停止させてもよい。
上述の特徴を利用することによって、器具は、様々な電気接点、スリップ結合部、又は他の電気インターフェース構成要素における電位を監視し、任意の検出された損失に基づいてエンドエフェクタへの電力出力を調整又は補償し得る。例えば、コンソールは、電力出力を増加又は減少させるように発電機に指示するか、又は、出力信号に1つ以上のフィルタを適用し得る。上述したように、それぞれの接点アレイ(1700、1800、1900)又はシールド(1706)上の信号は、異常な電気的活動について能動的に監視されて、能動的動作データがコンソールに提供され、そのような決定及び調整がリアルタイムで行われ得る。
X.例示的な組み合わせ
以下の実施例は、本明細書の教示を組み合わせる又は適用することができる様々な非網羅的な方法に関する。以下の実施例は、本出願又は本出願のその後の出願において任意の時点で提示され得る特許請求の範囲を限定することを意図するものではないことを理解されたい。一切の権利放棄が意図されていない。以下の実施例は、単に例示的な目的で提供されているに過ぎない。本明細書の様々な教示は、他の多くの方法で構成及び適用され得ることが企図される。また、一部の変形形態では、以下の実施例において言及される特定の特徴を省略し得ることも企図される。したがって、以下に言及される態様又は特徴のいずれも、本発明者ら又は本発明者らの権利相続人によって後にそのように明示的に示されていない限り、重要であるとみなされるべきではない。本出願又は本出願に関連する後続の出願において提示される特許請求の範囲が、以下に言及されるもの以外の追加の特徴を含む場合、それらの追加の特徴は、特許性に関するいかなる理由で追加されたものとみなされるべきではない。
電気外科用処置を実施するための方法であって、(a)能動電極を患者に付けることであって、能動電極は、外科用器具の導電性本体と動作可能に結合される、ことと、(b)患者に対して第1の接地電極及び第2の接地電極を、能動電極と第1の接地電極及び第2の接地電極との間に各々画定される第1の電流経路及び第2の電流経路が患者の組織内に生成されるように、位置付けることであって、第1の接地電極は、電気接地ノードと結合された第1の電気リード線を含み、第2の接地電極は、電気接地ノードと結合された第2の電気リード線を含み、外科用器具の導電性本体は、第1の接地電極及び第2の接地電極の第1の電気リード線及び第2の電気リード線のそれぞれと結合されている、ことと、(c)第1の電流経路及び第2の電流経路内に治療電流を発生させるように、能動電極に第1の電圧を付与することであって、第1の電流経路及び第2の電流経路内の電流は患者の組織を変化させる、ことと、(d)第1の電圧を能動電極に付与することの結果として、外科用器具の導電性本体上に容量性電流が誘起されたとき、容量性電流の第1の部分を導電性本体から第1の電気リード線に伝送し、容量性電流の第2の部分を導電性本体から第2の電気リード線に伝送することと、を含む、方法。
容量性電流の第1の部分は、容量性電流の第2の部分の最大約30%である、実施例1に記載の方法。
(a)導電性本体、第1の電気リード線、及び第2の電気リード線を互いに結合して電気接合部を形成することと、(b)第1の電気リード線と第2の電気リード線との間に信号フィルタを電気的に位置付けることと、を更に含む、実施例1~2のいずれか1つ以上に記載の方法。
信号フィルタはハイパスフィルタとして機能する、実施例3に記載の方法。
第1の接地電極と第2の接地電極との間に診断電流を発生させるように、第1の電気リード線を介して第1の接地電極に第2の電圧を付与することを更に含み、信号フィルタは、診断電流が電気接合部を通過するのを防止する、実施例3~4のいずれか1つ以上に記載の方法。
治療電流は、約300kHz~約500kHzの周波数を有し、診断電流は、約15kHz~約15kHz程度の周波数を有する、実施例5に記載の方法。
導電性本体、第1の電気リード線、及び第2の電気リード線を変圧器と結合することを更に含み、変圧器は、容量性電流の第1の部分を導電性本体から第1の電気リード線に伝送し、容量性電流の第2の部分を導電性本体から第2の電気リード線に伝送するように動作可能である、実施例1~6のいずれか1つ以上に記載の方法。
電気外科用システムであって、(a)器具であって、(i)本体と、(ii)本体の遠位端と結合されたエンドエフェクタであって、エンドエフェクタは、RFエネルギーを組織に印加するように動作可能な電極を含む、エンドエフェクタと、(iii)本体と結合され、接地リターンを含む導電性シールドであって、導電性シールドは、電極によるRFエネルギーの印加によって誘起される容量結合電流を収集するように構成されている、導電性シールドと、を含む、器具と、(b)RFエネルギーを電極に供給するように構成された発電機と、(c)第1の電気リード線を有する第1の接地パッドであって、第1の電気リード線は、第1の接地パッドを導電性シールドの接地リターン及び発電機と結合し、接地リターンは、第1の電気リード線を介して容量結合電流の第1の部分を発電機に迂回させるように構成されている、第1の接地パッドと、(d)第2の電気リード線を有する第2の接地パッドであって、第2の電気リード線は、第2の接地パッドを導電性シールドの接地リターン及び発電機と結合し、接地リターンは、第2の電気リード線を介して容量結合電流の第2の部分を発電機に迂回させるように構成されており、容量結合電流の第1の部分及び第2の部分は実質的に等しい、第2の接地パッドと、を備える、電気外科用システム。
RFエネルギーは、約300kHz~約500kHzの周波数を有する、実施例8に記載の電気外科用システム。
(a)接地リターン、第1の電気リード線、及び第2の電気リード線を互いに電気的に結合するように構成された導電性ブリッジと、(b)第1の電気リード線と第2の電気リード線との間に電気的に位置付けられた信号フィルタと、を更に備える、実施例8~9のいずれか1つ以上に記載の電気外科用システム。
信号フィルタはハイパスフィルタを含む、実施例10に記載の電気外科用システム。
発電機は、第1の電気リード線を介して第1の接地パッドに診断信号を提供するように構成されており、第2の接地パッドは、第2の電気リード線を介して診断信号の少なくとも一部分を発電機に戻すように構成されており、信号フィルタは、診断信号が導電性ブリッジを通過するのを防止するように構成されている、実施例10~11のいずれか1つ以上に記載の電気外科用システム。
診断信号は、約15kHz~約50kHzの周波数を有する、実施例12に記載の電気外科用システム。
接地リターンと、第1の電気リード線と、第2の電気リード線との間を電気的に結合するように構成された変圧器を更に備え、変圧器は、容量結合電流の第1の部分を導電性シールドから第1の電気リード線に伝送し、容量結合電流の第2の部分を導電性シールドから第2の電気リード線に伝送するように動作可能である、実施例8~13のいずれか1つ以上に記載の電気外科用システム。
発電機は、単極RFエネルギーを患者に印加するように構成されている、実施例8~14のいずれか1つ以上に記載の電気外科用システム。
発電機は、第1の電気リード線及び第2の電気リード線を介して第1の接地パッドと第2の接地パッドとの間に交流診断信号を提供するように構成されており、第1の接地パッド及び第2の接地パッドのうちの他方の接地パッドは、診断信号の少なくとも一部分を発電機に戻すように構成されている、実施例8~15のいずれか1つ以上に記載の電気外科用システム。
電気外科用システムであって、(a)器具であって、(i)本体と、(ii)本体の遠位端と結合されたエンドエフェクタであって、エンドエフェクタは、RFエネルギーを組織に印加するように動作可能な電極を含む、エンドエフェクタと、(ii)本体と結合され、接地リターンを含む導電性シールドであって、導電性シールドは、電極によるRFエネルギーの印加によって誘起される容量結合電流を収集するように構成されている、導電性シールドと、を含む、器具と、(b)第1の電気リード線を有する第1の接地パッドであって、第1の電気リード線は第1の接地パッドを接地源と結合する、第1の接地パッドと、(c)第2の電気リード線を有する第2の接地パッドであって、第2の電気リード線は、第2の接地パッドを接地源と結合する、第2の接地パッドと、(d)導電性シールドの接地リターンと、第1の電気リード線と、第2の電気リード線とを互いに電気的に結合するように構成された導電性ブリッジであって、接地リターンは、第1の電気リード線を介して容量結合電流の第1の部分を接地源に迂回させるように構成されており、接地リターンは、第2の電気リード線を介して容量結合電流の第2の部分を接地源に迂回させるように構成されており、容量結合電流の第1の部分と第2の部分とは実質的に等しい、導電性ブリッジと、を備える、電気外科用システム。
導電性ブリッジは、第1の電気リード線と第2の電気リード線との間に電気的に位置付けられた信号フィルタを含む、実施例17に記載の電気外科用システム。
RFエネルギーを提供するように構成された発電機を更に備え、発電機は、第1の電気リード線を介して第1の接地パッドに診断信号を提供するように構成されており、第2の接地パッドは、第2の電気リード線を介して診断信号の少なくとも一部分を発電機に戻すように構成されており、信号フィルタは、診断信号が導電性ブリッジを通過するのを防止する、実施例18に記載の電気外科用システム。
導電性ブリッジは変圧器を含み、変圧器は、容量結合電流の第1の部分を導電性シールドから第1の電気リード線に伝送し、容量結合電流の第2の部分を導電性シールドから第2の電気リード線に伝送するように動作可能である、実施例17~19のいずれか1つ以上に記載の電気外科用システム。
器具システムを使用して電気外科的処置を行うための方法であって、器具システムは、(a)患者の組織上で動作するように構成された電極を有する外科用器具と、(b)電極に電力供給するための発電機と、(c)発電機と患者との間を流れる電気エネルギーを測定するように構成された1つ以上のセンサと、を含み、方法は、(a)動作中に外科用器具の導電性構成要素上で監視するための容量結合の電気パラメータ閾値を決定することと、(b)発電機からの出力電力信号を電極に印加することによって外科用器具の電極を起動することであって、出力電力信号は、第1のエネルギー出力プロファイルを有する、ことと、(c)1つ以上のセンサを介して外科用器具の導電性構成要素上の誘導電気パラメータを監視することであって、誘導電気パラメータは、決定された電気パラメータ閾値に関連付けられ、誘導電気パラメータは寄生エネルギー損失を含む、ことと、(d)外科用器具の導電性構成要素から測定された誘導電気パラメータが、動作中に電気パラメータ閾値を満たしているか又は超えているとき、発電機の出力電力信号を第1のエネルギー出力プロファイルから第2のエネルギー出力プロファイルに調整することであって、調整は、外科用器具の導電性構成要素から測定された誘導電気パラメータを低減するように動作可能であり、調整は、電極へのエネルギーの送達を停止することなく寄生エネルギー損失を低減するように更に動作可能である、ことと、を含む、方法。
外科用器具の導電性構成要素は、動作中に患者と接触することを回避するように構成されており、導電性構成要素は電極から分離されている、実施例21に記載の方法。
1つ以上のセンサのうちの第1のセンサは、発電機から患者に伝達される電気エネルギーを測定するように構成されており、1つ以上のセンサのうちの第2のセンサは、患者から発電機に伝達される電気エネルギーを測定するように構成されており、器具システムは、第1のセンサと第2のセンサとの間の患者のインピーダンスを測定するように構成されており、方法は、(a)動作中に監視するためのインピーダンス変化閾値を決定することと、(b)第1のセンサと第2のセンサとの間の患者のインピーダンスの変化を監視することと、(c)動作中に患者のインピーダンスの変化がインピーダンス変化閾値を満たしているか又は超えているとき、発電機の出力電力信号を第1のエネルギー出力プロファイルから第2のエネルギー出力プロファイルに調整することと、を更に含む、実施例21~22のいずれか1つ以上に記載の方法。
出力電力信号を調整することは、電圧振幅、電流制限、又は電力制限のうちの少なくとも1つを調整することを含む、実施例21~23のいずれか1つ以上に記載の方法。
(a)出力電力信号を第1のエネルギー出力プロファイルから第2のエネルギー出力プロファイルに調整する際に、発電機が電力出力調整限界に達し、それによって、出力電力信号を第1のエネルギー出力プロファイルから第2のエネルギー出力プロファイルに調整することができないか否かを決定することと、(b)発電機が電力調整限界に達している場合、出力電力信号を電極から切断することと、を更に含む、実施例21~24のいずれか1つ以上に記載の方法。
外科用器具の導電性構成要素は、金属シールドを含む、実施例21~25のいずれか1つ以上に記載の方法。
(a)外科用器具の電極を起動する前に、電極と接地電極との間の患者の組織内に電流経路を生成するように、患者上で接地電極を位置付けることを更に含み、接地電極は、電気接地ノードと結合された電気リード線を含む、実施例21~26のいずれか1つ以上に記載の方法。
発電機は、単極RFエネルギーを患者に印加するように構成されている、実施例21~27のいずれか1つ以上に記載の方法。
外科用器具は手持ち式器具である、実施例21~28のいずれか1つ以上に記載の方法。
外科用器具はロボット電気外科用システムの構成要素である、実施例21~29のいずれか1つ以上に記載の方法。
器具システムは、発電機と結合されたチューナを更に含み、チューナは、発電機の出力電力信号を調整するように選択的に動作可能であり、発電機の出力電力信号を第1のエネルギー出力プロファイルから第2のエネルギー出力プロファイルに調整することは、(a)チューナを動作させ、それによって発電機の出力電力信号を第1のエネルギー出力プロファイルから第2のエネルギー出力プロファイルに調整することを含む、実施例21~30のいずれか1つ以上に記載の方法。
電気パラメータ閾値は電流閾値を含む、実施例21~31のいずれか1つ以上に記載の方法。
誘導電気パラメータは誘導電流を含む、実施例21~32のいずれか1つ以上に記載の方法。
第1のエネルギー出力プロファイルは第1の電圧を提供し、第2のエネルギー出力プロファイルは第2の電圧を提供し、第2の電圧は第1の電圧よりも低い、実施例21~33のいずれか1つ以上に記載の方法。
第1のエネルギー出力プロファイルは第1の電力レベルを提供し、第2のエネルギー出力プロファイルは第2の電力レベルを提供し、第2の電力レベルは第1の電力レベルと同じである、実施例34に記載の方法。
電気外科用システムであって、(a)器具であって、(i)本体と、(ii)本体の遠位端と結合されたエンドエフェクタであって、エンドエフェクタは、RFエネルギーを患者の組織に印加するように動作可能な電極を含む、エンドエフェクタと、(ii)本体と結合された導電性構成要素であって、導電性構成要素は、電極によるRFエネルギーの印加によって誘起される容量結合電流を収集するように構成されている、導電性構成要素と、を含む、器具と、(b)RFエネルギーを電極に供給するように構成された発電機と、(c)発電機と動作可能に結合され、(i)動作中に導電性構成要素上で監視するための容量結合の電流閾値を決定することと、(ii)発電機から電極に出力電力信号を印加することによって器具の電極を起動することと、(iii)器具の導電性構成要素上の誘導電流を監視することであって、誘導電流は電極から生じる寄生エネルギー損失を含む、ことと、(iv)誘導電流が動作中に電流閾値を満たしているか又は超えているとき、電極へのエネルギーの送達を維持しながら、誘導電流が容量結合の電流閾値を下回るまで誘導電流を低減するように発電機の出力電力信号を調整することと、を行うように構成されたコントローラと、を備える、電気外科用システム。
発電機と結合されたチューナを更に備え、コントローラは、発電機の出力電力信号を調整するためにチューナを選択的に動作させるように構成されている、実施例36に記載の電気外科用システム。
コントローラと動作可能に結合され、容量結合電流を測定し、電流測定値をコントローラに提供するように構成された1つ以上のセンサを更に備える、実施例36~37のいずれか1つ以上に記載の電気外科用システム。
1つ以上のセンサのうちの少なくとも1つは、インピーダンス値を測定するように構成されており、コントローラは、(i)動作中に監視するためのインピーダンス変化閾値を決定し、(ii)インピーダンス値の変化を監視し、(iii)動作中にインピーダンス値の変化がインピーダンス変化閾値を満たしているか又は超えているとき、発電機の出力電力信号を調整するように更に構成されている、実施例38に記載の電気外科用システム。
出力電力信号を調整するために、コントローラは、電圧振幅、電流制限、又は電力制限のうちの少なくとも1つを調整するように構成されている、実施例36~39のいずれか1つ以上に記載の電気外科用システム。
発電機が、単極RFエネルギーを患者に印加するように構成されている、実施例36に記載の電気外科用システム。
単極RFエネルギーは、約300kHz~約500kHzの周波数を有する、実施例41に記載の電気外科用システム。
電気外科用システムであって、(a)器具であって、(i)本体と、(ii)本体の遠位端と結合されたエンドエフェクタであって、エンドエフェクタは、RFエネルギーを患者の組織に印加するように動作可能な電極を含む、エンドエフェクタと、(ii)本体と結合された導電性構成要素であって、導電性構成要素は、電極によるRFエネルギーの印加によって誘起される容量結合電流を収集するように構成されている、導電性構成要素と、を含む、器具と、(b)組織を切断又は封止するのに十分なRFエネルギーを電極に供給するように構成された発電機と、(c)容量結合電流を測定するように構成されたセンサと、(d)発電機及びセンサと動作可能に結合され、(i)動作中に導電性構成要素上で監視するための容量結合の電流閾値を決定することと、(ii)器具の導電性構成要素上の誘導電流を監視することと、(iii)誘導電流が動作中に電流閾値を満たしているか又は超えているとき、電極へのエネルギーの送達を維持しながら、誘導電流が容量結合の電流閾値を下回るまで誘導電流を低減するように発電機によって供給されるRFエネルギーを調整することと、を行うように構成された、コントローラと、を備える、電気外科用システム。
外科用システムであって、(a)第1のエンドエフェクタを有する第1の器具であって、第1のエンドエフェクタは、第1のタイプのエネルギーを患者の組織に印加するように動作可能である、第1の器具と、(b)第2のエンドエフェクタを有する第2の器具であって、第2のエンドエフェクタは、第2のタイプのエネルギーを患者の組織に印加するように動作可能である、第2の器具と、(c)第1のエネルギー信号及び第2のエネルギー信号を生成するように構成された1つ以上の発電機であって、1つ以上の発電機は、(i)第1のエネルギー信号を第1のエンドエフェクタに送信するように構成された第1の発電機出力であって、第1のエネルギー信号は、第1のタイプのエネルギーを患者の組織に印加するために第1のエンドエフェクタに電力を供給するように動作可能である、第1の発電機出力と、(ii)第2のエネルギー信号を第2のエンドエフェクタに送信するように構成された第2の発電機出力であって、第2のエネルギー信号は、第2のタイプのエネルギーを患者の組織に印加するために第2のエンドエフェクタに電力を供給するように動作可能である、第2の発電機出力と、を含む、1つ以上の発電機と、(d)1つ以上の発電機と動作可能に結合された電力モニタであって、電力モニタは、第1のエネルギー信号の第1のエネルギーパラメータを監視し、第1のエネルギーパラメータを1つ以上の発電機に送信するように構成されており、1つ以上の発電機は、第1のエネルギー信号と第2のエネルギー信号との間の相互作用を回避するために、送信された第1のエネルギーパラメータに少なくとも部分的に基づいて、第2のエネルギー信号の第2のエネルギーパラメータを調整するように構成されている、電力モニタと、を備える、外科用システム。
1つ以上の発電機は、第1のエネルギー信号及び第2のエネルギー信号を同時に生成するように構成されている、実施例44に記載の外科用システム。
第1のエネルギーパラメータ及び第2のエネルギーパラメータはそれぞれ、電流、電圧、周波数、又は波形のうちの少なくとも1つを含む、実施例44~45のいずれか1つ以上に記載の外科用システム。
第1のエンドエフェクタ及び第2のエンドエフェクタは、単極RF電極、双極RF電極、又は超音波ブレードのうちの少なくとも1つを含む、実施例44~46のいずれか1つ以上に記載の外科用システム。
電力モニタと動作可能に結合された1つ以上の電力センサを更に備え、1つ以上の電力センサは、第1のエネルギーパラメータを測定し、測定値を電力モニタに送信するように構成されている、実施例44~47のいずれか1つ以上に記載の外科用システム。
1つ以上の電力センサは、RF電力センサ又は超音波トランスデューサのうちの少なくとも1つを含む、実施例48に記載の外科用システム。
第1の器具は、導電性構成要素を有する単極RF器具を含み、導電性構成要素は、第1のエネルギー信号を第1のエンドエフェクタに印加することによって誘起される容量結合電流を収集するように構成されており、1つ以上の電力センサは、容量結合電流を測定し、電流測定値を電力モニタに提供するように構成されている、実施例48~49のいずれか1つ以上に記載の外科用システム。
電力モニタは、電流測定値を1つ以上の発電機に送信するように構成されており、1つ以上の発電機は、第2のエネルギー信号の時定数パラメータを調整するように構成されている、実施例50に記載の外科用システム。
第1の器具及び第2の器具はそれぞれ手持ち式外科用器具である、実施例44~51のうちのいずれか1つ以上に記載の外科用器具。
第1の器具及び第2の器具はそれぞれ、ロボット電気外科用システムの構成要素である、実施例44~52のいずれか1つ以上に記載の外科用システム。
1つ以上の発電機は、第1の発電機及び第2の発電機を含み、第1の発電機出力は第1の発電機の一部であり、第2の発電機出力は第2の発電機の一部である、実施例44~53のいずれか1つ以上に記載の外科用システム。
第1のタイプのエネルギーは、電気外科用エネルギーを含む、実施例44~54のいずれか1つ以上に記載の外科用システム。
第1のタイプのエネルギーは、単極RF電気外科用エネルギーを含み、第2のタイプのエネルギーは、双極RF電気外科用エネルギーを含む、実施例55に記載の外科用システム。
接地パッドを更に備え、接地パッドは、患者の皮膚に接触するように構成されており、接地パッドは、1つ以上の発電機と結合し、それによって接地リターン経路を提供するように更に構成されている、実施例55~56のいずれか1つ以上に記載の外科用システム。
第2のエネルギーパラメータは、周波数ベースのエネルギーパラメータを含む、実施例44~57のいずれか1つ以上に記載の外科用システム。
外科用システムであって、(a)第1のエンドエフェクタを有する第1の器具であって、第1のエンドエフェクタは、第1のタイプのエネルギーを患者の組織に印加するように動作可能である、第1の器具と、(b)第2のエンドエフェクタを有する第2の器具であって、第2のエンドエフェクタは、第2のタイプのエネルギーを患者の組織に印加するように動作可能である、第2の器具と、(c)第1のエネルギー信号を生成し、第1のエネルギー信号を第1のエンドエフェクタに送信するように構成された第1の発電機であって、第1のエネルギー信号は、第1のエンドエフェクタに電力を供給するように動作可能である、第1の発電機と、(d)第2のエネルギー信号を生成し、第2のエネルギー信号を第2のエンドエフェクタに送信するように構成された第2の発電機であって、第2のエネルギー信号は、第2のエンドエフェクタに電力を供給するように動作可能である、第2の発電機と、(e)第1の発電機と動作可能に結合された電力モニタであって、電力モニタは、第1の発電機の第1のエネルギー信号を監視し、対応する測定信号を第2の発電機に送信するように構成されており、第2の発電機は、送信された測定信号の受信に応答して、第2のエネルギー信号のエネルギーパラメータを調整するように構成されている、電力モニタと、を備える、外科用システム。
第2の発電機は、第1のエネルギー信号と第2のエネルギー信号との間の相互作用を回避するために、送信された測定信号に少なくとも部分的に基づいて、第2のエネルギー信号のエネルギーパラメータを第1のエネルギー信号の対応するエネルギーパラメータから区別するようにエネルギーパラメータを調整するように構成されている、実施例59に記載の外科用システム。
電力モニタは、第1の発電機の第1のエネルギー信号の電流、電圧、周波数、又は波形のうちの1つ以上を監視するように構成されており、送信された測定信号は、第1のエネルギー信号の電流、電圧、周波数、又は波形のうちの監視された1つ以上と関連付けられる、実施例59~60のいずれか1つ以上に記載の外科用システム。
第1の発電機及び第2の発電機は、第1のエネルギー信号及び第2のエネルギー信号を同時に発生させるように構成されている、実施例59~61のいずれか1つ以上に記載の外科用システム。
第1のエンドエフェクタ及び第2のエンドエフェクタはそれぞれ、単極RF電極、双極RF電極、又は超音波ブレードのうちの少なくとも1つを含む、実施例59~62のいずれか1つ以上に記載の外科用システム。
電力モニタと作可能に結合された1つ以上のセンサを更に備え、1つ以上のセンサは、第1の発電機の第1のエネルギー信号の1つ以上の対応するエネルギーパラメータを測定するように構成されている、実施例59~63のいずれか1つ以上に記載の外科用システム。
1つ以上のセンサは、RF電力センサ又は超音波トランスデューサのうちの少なくとも1つを含む、実施例64に記載の外科用システム。
第1の器具は、導電性構成要素を有する単極RF器具を含み、導電性構成要素は、第1のエネルギー信号を第1のエンドエフェクタに印加することによって誘起される容量結合電流を収集するように構成されており、システムは、容量結合電流を測定し、電流測定値を電力モニタに提供するように構成された1つ以上のセンサを更に備える、実施例59~65のいずれか1つ以上に記載の外科用システム。
電力モニタは、電流測定値を第2の発電機に送信するように構成されており、第2の発電機は、第2のエネルギー信号の時定数パラメータを調整するように構成されている、実施例66に記載の外科用システム。
電気外科的処置を実施するための方法であって、(a)外科用器具の第1のエンドエフェクタに電力を供給するための、第1の周波数を有する第1のエネルギー信号を生成することであって、第1のエンドエフェクタは、第1のタイプのエネルギーを患者の組織に印加する、ことと、(b)外科用器具の第2のエンドエフェクタに同時に電力供給するための、第2の周波数を有する第2のエネルギー信号を生成することであって、第2のエンドエフェクタは、第2のタイプのエネルギーを患者の組織に印加する、ことと、(c)第1のエネルギー信号の第1の周波数を測定することと、(d)第1のエネルギー信号の周波数の測定値に基づいて、第2のエネルギー信号が第1のエネルギー信号と相互作用することを防止するように、第2のエネルギー信号の第2の周波数を調整して、第2の周波数を第1の周波数から区別することと、を含む、方法。
外科用器具であって、(a)複数の導電性構成要素を有するシャフトアセンブリと、(b)シャフトアセンブリの遠位端に位置付けられたエンドエフェクタであって、エンドエフェクタは、エネルギーを患者の組織に印加するように動作可能である、エンドエフェクタと、(c)エンドエフェクタに電力を供給するように動作可能なコンソールと、(d)シャフトアセンブリ内に配設され、コンソールからエンドエフェクタに電力を伝送するように構成されている導電体アセンブリであって、導電体アセンブリは接地リターン経路を含む、導電体アセンブリと、(e)複数の電圧センサであって、複数の導電性構成要素のうちのそれぞれの導電性構成要素は、複数の電圧センサのうちの対応する電圧センサ及び接地リターン経路と結合するように構成されており、複数の電圧センサは、接地リターン経路によって規定される接地電位に対する結合された導電性構成要素の電圧電位差を測定するように動作可能である、複数の電圧センサと、を備え、コンソールは、(i)測定された電圧電位差が最大閾値を超えているか否かを決定し、(ii)測定された電圧電位差が最大閾値を超えているとき、修正措置を開始するように構成されている、外科用器具。
複数の導電性構成要素のうちのそれぞれの導電性構成要素は、フローティング電圧を用いて構成されている、実施例69に記載の外科用器具。
シャフトアセンブリ又はエンドエフェクタは、エンドエフェクタの動作に関連付けられたパラメータを感知するように動作可能な動作センサを更に含み、修正措置は、動作センサに関連付けられた電気ノイズ修正閾値を調整することを含む、実施例69~70のいずれか1つ以上に記載の外科用器具。
シャフトアセンブリ又はエンドエフェクタは、エンドエフェクタの動作に関連付けられたパラメータを感知するように動作可能な動作センサを更に含み、修正措置は、動作センサに関連付けられた電圧変換を調整することを含む、実施例69~71のいずれか1つ以上に記載の外科用器具。
シャフトアセンブリ又はエンドエフェクタは、エンドエフェクタの動作に関連付けられたパラメータを感知するように動作可能な動作センサを更に含み、修正措置は、動作センサからの信号を無視することを含む、実施例69~72のいずれか1つ以上に記載の外科用器具。
シャフトアセンブリ又はエンドエフェクタは、エンドエフェクタの動作に関連付けられたパラメータを感知するように動作可能な動作センサを更に含み、修正措置は、動作センサへの電力を切断することを含む、実施例69~73のいずれか1つ以上に記載の外科用器具。
シャフトアセンブリ又はエンドエフェクタは、エンドエフェクタの動作に関連付けられたパラメータを感知するように動作可能な動作センサを更に含み、修正措置は、動作センサを再起動することを含む、実施例69~74のいずれか1つ以上に記載の外科用器具。
修正措置は、複数の導電性構成要素のうちの選択された導電性構成要素を接地リターン経路に放電することを含む、実施例69~75のいずれか1つ以上に記載の外科用器具。
修正措置は、電圧が放電されている間に、選択された導電性構成要素に関連付けられた電圧センサからの感知を停止することを更に含む、実施例76に記載の外科用器具。
複数の導電性構成要素のうちのそれぞれは、電気的に相互接続されるように構成可能であり、複数の導電性構成要素のうちのそれぞれは、電気的に相互接続されたときに共通電圧電位を共有する、実施例69~77のいずれか1つ以上に記載の外科用器具。
コンソールは、複数の導電性構成要素が電気的に相互接続されている間に、複数の導電性構成要素からの共通電圧電位を接地電位に対して低減するように動作可能である、実施例78に記載の外科用器具。
複数の電圧センサは、高インピーダンス電圧センサを含む、実施例69~79のいずれか1つ以上に記載の外科用器具。
コンソールは、RFエネルギーをエンドエフェクタに提供するように構成された発電機を含む、実施例69~80のいずれか1つ以上に記載の外科用器具。
導電体アセンブリは配線ハーネスを含む、実施例69~81のいずれか1つ以上に記載の外科用器具。
コンソールは、ロボット電気外科用システムの構成要素である、実施例69~82のいずれか1つ以上に記載の外科用器具。
外科用器具であって、(a)複数の導電性構成要素を有するシャフトアセンブリであって、複数の導電性構成要素のそれぞれの導電性構成要素は、フローティング電圧を用いて構成されている、シャフトアセンブリと、(b)シャフトアセンブリの遠位端に位置付けられたエンドエフェクタであって、エンドエフェクタは、エネルギーを患者の組織に印加するように動作可能である、エンドエフェクタと、(c)エンドエフェクタに電力を供給するように動作可能なコンソールと、(d)シャフトアセンブリ内に配設され、コンソールからエンドエフェクタに電力を伝送するように構成されている導電体アセンブリであって、導電体アセンブリは接地リターン経路を含む、導電体アセンブリと、(e)複数の電圧センサであって、複数の導電性構成要素のうちのそれぞれの導電性構成要素は、複数の電圧センサのうちの対応する電圧センサ及び接地リターン経路と結合するように構成されており、複数の電圧センサは、接地リターンによって規定される接地電位に対する結合された導電性構成要素の電位差を測定するように動作可能である、複数の電圧センサと、を備え、コンソールは、測定された電圧電位差に基づいて修正措置を開始するように構成されている、外科用器具。
エンドエフェクタの動作に関連付けられたパラメータを感知するように動作可能な動作センサを更に備え、修正措置は、動作センサに関連付けられた電気ノイズ修正閾値を調整することを含む、実施例84に記載の外科用器具。
エンドエフェクタの動作に関連付けられたパラメータを感知するように動作可能な動作センサを更に備え、修正措置は、動作センサに関連付けられた電圧変換を調整することを含む、実施例84~85のいずれか1つ以上に記載の外科用器具。
複数の導電性構成要素のうちのそれぞれは、電気的に相互接続されるように構成可能であり、修正措置は、複数の導電性構成要素を電気的に相互接続することを含み、複数の導電性構成要素のうちのそれぞれは、電気的に相互接続されたときに共通電圧電位を共有する、実施例84~86のいずれか1つ以上に記載の外科用器具。
外科用器具であって、(a)フローティング電圧を用いて構成された導電性構成要素を有するシャフトアセンブリと、(b)シャフトアセンブリの遠位端に位置付けられたエンドエフェクタであって、エンドエフェクタは、エネルギーを患者の組織に印加するように動作可能である、エンドエフェクタと、(c)エンドエフェクタに電力を供給するように動作可能なコンソールと、(d)シャフトアセンブリ内に配設され、コンソールからエンドエフェクタに電力を伝送するように構成されている導電体アセンブリであって、導電性アセンブリは接地リターン経路を含む、導電体アセンブリと、(e)電圧センサであって、シャフトアセンブリの導電性構成要素は、電圧センサと結合し、かつ接地リターン経路と結合するように構成されており、電圧センサは、接地リターンによって規定される接地電位に対する導電性構成要素の電圧電位差を測定するように動作可能である、電圧センサと、を備え、コンソールは、(i)測定された電圧電位差が最大閾値を超えているか否かを決定し、(ii)測定された電圧電位差が最大閾値を超えているとき、修正措置を開始するように構成されている、外科用器具。
装置であって、(a)シャフトアセンブリであって、シャフトアセンブリは、(i)第1のシャフト構成要素と、(ii)第2のシャフト構成要素と、(iii)第1のシャフト構成要素を第2のシャフト構成要素につなぐ継手あって、第2のシャフト構成要素は、継手において第1のシャフト構成要素に対して移動可能である、継手と、(iv)継手にある摺動電気結合部であって、摺動電気結合部は、継手における第1のシャフト構成要素に対する第2のシャフト構成要素の運動を可能にしながら、第1のシャフト構成要素と第2のシャフト構成要素との間に電気的導通を提供するように構成されている、摺動電気結合部と、を含む、シャフトアセンブリと、(b)シャフトアセンブリの遠位端に位置付けられたエンドエフェクタであって、エンドエフェクタは、患者の組織に係合するように動作可能である、エンドエフェクタと、(c)エンドエフェクタに電力を供給するように動作可能な制御モジュールと、(d)継手に隣接して位置付けられた第1のセンサであって、第1のセンサは、(i)摺動電気結合部の状態を示す継手パラメータを測定し、(ii)測定された継手パラメータを示す第1の信号を制御モジュールに送信するように構成されている、第1のセンサと、を備え、制御モジュールは、(i)測定された継手パラメータが所定の値からの最大偏差を超えているか否かを決定し、(ii)測定された継手パラメータが所定の値からの最大偏差を超えているとき、第1の応答措置を開始するように構成されている、装置。
シャフトアセンブリが長手方向軸を画定し、第2のシャフト構成要素は、継手において第1のシャフト構成要素に対して長手方向軸を中心に回転可能である、実施例89に記載の装置。
第1の応答措置は、制御モジュールによってエンドエフェクタに提供される電力信号を増加させることを含む、実施例89~90のいずれか1つ以上に記載の装置。
第1の応答措置は、制御モジュールによってエンドエフェクタに提供される電力信号を減少させることを含む、実施例89~91のいずれか1つ以上に記載の装置。
第2のセンサを更に備え、第2のセンサは、(i)エンドエフェクタの動作に関連付けられた第1の動作パラメータを測定し、(ii)測定された第1の動作パラメータを示す第2の信号を制御モジュールに送信するように動作可能であり、制御モジュールは、第2の信号に少なくとも部分的に基づいて制御アルゴリズムを実行するように構成されている、実施例89~92のいずれか1つ以上に記載の装置。
第1の応答措置は、制御アルゴリズムを実行しながら、第2のセンサによって送信された第2の信号の信号処理規模を調整することを含む、実施例93に記載の装置。
第3のセンサを更に備え、第3のセンサは、(i)エンドエフェクタの動作に関連付けられた第2の動作パラメータを測定し、(ii)測定された第2の動作パラメータを示す第3の信号を制御モジュールに送信するように動作可能であり、第1の応答措置は、制御アルゴリズムを実行しながら、第2の信号を第3の信号で補完することを含む、実施例93~94のいずれか1つ以上に記載の装置。
第3のセンサを更に備え、第3のセンサは、(i)エンドエフェクタの動作に関連付けられた第2の動作パラメータを測定し、(ii)測定された第2の動作パラメータを示す第3の信号を制御モジュールに送信するように動作可能であり、第1の応答措置は、制御アルゴリズムを実行しながら、第2の信号を第3の信号で置換することを含む、実施例93~94のいずれか1つ以上に記載の装置。
第3のセンサを更に備え、第3のセンサは、(i)エンドエフェクタの動作に関連付けられた第2の動作パラメータを測定し、(ii)測定された第2の動作パラメータを示す第3の信号を制御モジュールに送信するように動作可能であり、制御モジュールは、測定された継手パラメータが所定の値からの最大偏差を超えない場合、制御アルゴリズムを実行しながら第3の信号を無視するように構成されている、実施例89~94のいずれか1つ以上に記載の装置。
継手パラメータは、摺動電気結合部の電気抵抗を示す、実施例89~97のいずれか1つ以上に記載の装置。
所定の値は、所定の最大温度値に関連付けられた電気抵抗値である、実施例98に記載の装置。
継手パラメータは、摺動電気結合部の電圧を示す、実施例89~99のいずれか1つ以上に記載の装置。
継手パラメータは、摺動電気結合部の温度を示す、実施例89~100のいずれか1つ以上に記載の装置。
継手における配向の変化を感知するように構成された配向センサを更に備え、制御モジュールは、配向センサによって感知された配向の変化を、測定された継手パラメータと相関させ、代替動作モードを開始するか否かを決定するように構成されている、実施例89~101のいずれか1つ以上に記載の装置。
代替動作モードは、継手における配向の変化に基づいて、エンドエフェクタへの電力を変化させるように制御モジュールを構成することを含む、実施例102に記載の装置。
第1の応答措置は、エンドエフェクタの最大電力限界を調整することを含む、実施例89~103のいずれか1つ以上に記載の装置。
エンドエフェクタは、RFエネルギーを組織に印加するように動作可能である、実施例89~104のいずれか1つ以上に記載の装置。
制御モジュールは、ロボット電気外科用システムの構成要素である、実施例89~105のいずれか1つ以上に記載の装置。
装置であって、(a)シャフトアセンブリであって、シャフトアセンブリは、(i)第1のシャフト構成要素と、(ii)第2のシャフト構成要素であって、第1のシャフト構成要素及び第2のシャフト構成要素は共に長手方向軸を画定する、第2のシャフト構成要素と、(iii)第1のシャフト構成要素を第2のシャフト構成要素につなぐ回転継手あって、第2のシャフト構成要素は、回転継手において第1のシャフト構成要素に対して長手方向軸を中心に回転可能である、回転継手と、(iv)回転継手にある摺動電気結合部であって、摺動電気結合部は、回転継手における第1のシャフト構成要素に対する第2のシャフト構成要素の回転を可能にしながら、第1のシャフト構成要素と第2のシャフト構成要素との間に電気的導通を提供するように構成されている、摺動電気結合部と、を含む、シャフトアセンブリと、(b)シャフトアセンブリの遠位端に位置付けられたエンドエフェクタであって、エンドエフェクタは、患者の組織に係合するように動作可能である、エンドエフェクタと、(c)エンドエフェクタに電力を供給するように動作可能な制御モジュールと、(d)回転継手に隣接して位置付けられたセンサであって、センサは、(i)摺動電気結合部の電気抵抗、摺動電気結合部の電圧、又は摺動電気結合部の温度のうちの1つ以上を示す継手パラメータを測定し、(ii)測定された継手パラメータを示す信号を制御モジュールに送信するように構成されている、センサと、を備え、制御モジュールは、(i)測定された継手パラメータが所定の値からの最大偏差を超えているか否かを決定し、(ii)測定された継手パラメータが所定の値からの最大偏差を超えているとき、応答措置を開始するように構成されている、装置。
外科用器具を動作させる方法であって、外科用器具は、継手で互いに結合された第1のシャフト構成要素及び第2のシャフト構成要素を有するシャフトアセンブリと、シャフトアセンブリの遠位端に位置付けられたエンドエフェクタと、エンドエフェクタに電力を供給するように動作可能な制御モジュールと、継手に隣接して位置付けられたセンサと、を含み、方法は、(a)制御モジュールからエンドエフェクタに電力信号を提供することと、(b)センサによって、継手における電気的パラメータ又は熱的パラメータを測定することと、(c)測定された電気的パラメータ又は熱的パラメータを示す信号を制御モジュールに送信することと、(d)制御モジュールによって、電気的パラメータ又は熱的パラメータが、所定の電気的パラメータ値又は熱的パラメータ値からの最大偏差を超えているか否かを決定することと、(e)電気的パラメータ又は熱的パラメータが、所定の電気的パラメータ値又は熱的パラメータ値からの最大偏差を超えているとき、制御モジュールからエンドエフェクタに提供される電力信号を調整することと、を含む、方法。
装置であって、(a)シャフトアセンブリと、(b)シャフトアセンブリの遠位端に位置付けられたエンドエフェクタであって、エンドエフェクタは、患者の組織に係合するように動作可能である、エンドエフェクタと、(c)エンドエフェクタに電力を供給するために電力出力を生成するように構成された制御モジュールと、(d)制御モジュールと動作可能に結合された第1の電気コネクタであって、第1の電気コネクタは第1の複数の電気接点を含み、第1の複数の電気接点のうちの少なくとも1つの電気接点は、第1の電気コネクタ及び第2の電気コネクタが結合されている間、第2の電気コネクタの第2の複数の電気接点に電力出力を伝送するように構成されている、第1の電気コネクタと、(e)複数の第1の電気接点のうちのそれぞれに隣接して配設された複数の非導電性構造であって、複数の非導電性構造は、第1の複数の電気接点のうちのそれぞれの電気接点間の信号干渉を防止するように構成されている、複数の非導電性構造と、を備える、装置。
複数の非導電性構造はそれぞれセンサを含み、それぞれのセンサは、隣接する電気接点の電気信号を測定するように構成されている、実施例109に記載の装置。
センサは、電気信号の測定値を制御モジュールに送信するように構成されている、実施例110に記載の装置。
制御モジュールは、(i)電気信号が電圧閾値又は電流閾値を超えているか否かを決定し、(ii)電気信号が電圧閾値又は電流閾値を超えているとき、修正措置を開始するように構成されている、実施例3に記載の装置。
修正措置は、電力出力を調整することを含む、実施例112に記載の装置。
複数の非導電性構造のうちのそれぞれの非導電性構造は、第1の複数の電気接点のうちの2つの電気接点間に配設されている、実施例109~5のいずれか1つ以上に記載の装置。
複数の非導電性構造のうちのそれぞれの非導電性構造は、第1の複数の電気接点のうちの対応する2つの電気接点間の非導電性構造の近接度に基づいて比例的にサイズ決定される、実施例109~114のいずれか1つ以上に記載の装置。
複数の非導電性構造のうちのそれぞれの非導電性構造は、電力出力によって規定される電気的接地への非導電性構造の近接度、及びシャフトアセンブリの導電性構成要素への非導電性構造の近接度に基づいて比例的にサイズ決定される、実施例109~115のいずれか1つ以上に記載の装置。
複数の非導電性構造のうちの2つの非導電性構造は、互いに異なるサイズを有する、実施例116に記載の装置。
複数の非導電性構造のうちのそれぞれの非導電性構造は、第1の複数の電気接点のうちの2つの隣接する電気接点の電流容量に基づいて比例的にサイズ決定される、実施例109~117のいずれか1つ以上に記載の装置。
複数の非導電性構造のうちのそれぞれの非導電性構造は、第1の複数の電気接点のうちの2つの隣接する電気接点間の電気抵抗に基づいて比例的にサイズ決定される、実施例109~118のいずれか1つ以上に記載の装置。
複数の非導電性構造のうちのそれぞれの非導電性構造は、第1の複数の電気接点のうちの2つの隣接する電気接点間に200オーム超の抵抗を提供する、実施例109~119のいずれか1つ以上に記載の装置。
複数の非導電性構造は、第1の複数の電気接点のうちのそれぞれの電気接点を封入して、液密封止部を形成するように構成されている、実施例109~120のいずれか1つ以上に記載の装置。
エンドエフェクタは、組織を切断又は封止するのに十分な単極RFエネルギーを受け取り、印加するように動作可能である、実施例109~121のいずれか1つ以上に記載の装置。
制御モジュールはロボット電気外科用システムの構成要素である、実施例109~122のいずれか1つ以上に記載の装置。
外科用器具であって、(a)シャフトアセンブリと、(b)シャフトアセンブリの遠位端に位置付けられたエンドエフェクタであって、エンドエフェクタは、エネルギーを患者の組織に印加するように動作可能である、エンドエフェクタと、(c)制御モジュールと結合するように構成された第1の電気コネクタであって、第1の電気コネクタは第1の複数の電気接点を含む、第1の電気コネクタと、(d)第1の複数の電気接点と嵌合して複数の導電性ブリッジを形成するように構成された第2の複数の電気接点を有する第2の電気コネクタであって、第1の複数の電気接点のうちの少なくとも1つの電気接点は、第1の電気コネクタ及び第2の電気コネクタが結合されている間、第2の複数の電気接点のうちの少なくとも1つの対応する電気接点に電力信号を伝送するように構成されている、第2の電気コネクタと、(e)複数の電気ブリッジのうちのそれぞれの電気ブリッジに隣接して配設された複数の非導電性構造であって、複数の非導電性構造は、第1の複数の電気ブリッジ間の電力信号の干渉を防止するように構成されている、複数の非導電性構造と、を備える、外科用器具。
本体を更に備え、シャフトアセンブリは、本体と取り外し可能に結合するように構成されており、第1の電気コネクタは本体に組み込まれ、第2の電気コネクタはシャフトアセンブリに組み込まれる、実施例124に記載の装置。
第1の複数の電気接点を取り囲む導電性シールドを更に備え、導電性シールドは接地と結合されている、実施例124~125のいずれか1つ以上に記載の装置。
導電性シールドは、第1の電気コネクタ及び第2の電気コネクタが結合されている間、第1の複数の電気接点及び第2の複数の電気接点の周りに液密封止部を提供するように更に構成されている、実施例126に記載の装置。
外科用器具であって、(a)シャフトアセンブリと、(b)シャフトアセンブリの遠位端に位置付けられたエンドエフェクタであって、エンドエフェクタは、患者の組織に係合するように動作可能である、エンドエフェクタと、(c)第1の複数の電気接点を含む第1の電気コネクタと、(d)第1の複数の電気接点と嵌合して複数の導電性ブリッジを形成するように構成された第2の複数の電気接点を有する第2の電気コネクタであって、第1の複数の電気接点のうちの少なくとも1つの電気接点は、第1の電気コネクタ及び第2の電気コネクタが結合されている間、第2の複数の電気接点のうちの少なくとも1つの電気接点に電力信号を伝送するように構成されている、第2の電気コネクタと、を備え、複数の導電性ブリッジのうちのそれぞれは、ある距離だけ離間しており、距離は、複数の導電性ブリッジのうちの2つの隣接する導電性ブリッジの間の信号干渉を防止するために、その2つの隣接する導電性ブリッジの電流容量に基づいて比例的にサイズ決定される、外科用器具。
XI.その他
上記のデバイスの変形例は、医療専門家によって行われる従来の医療処置及び手術に適用するだけでなく、ロボット支援医療処置及び手術にも適用することができる。
本明細書に記載される器具の変形形態のいずれも、上記のものに加えて、又はそれらの代わりに、種々のその他の特徴を含み得ることを理解されたい。ほんの一例として、本明細書に記載される器具のいずれも、本明細書に参照により組み込まれる種々の参考文献のいずれかにおいて開示される種々の特徴のうちの1つ以上を更に含むことができる。本明細書の教示は、本明細書に引用されるその他の参考文献のいずれかに記載される器具のいずれにも容易に適用されてもよく、そのため、本明細書の教示は、本明細書に引用される参考文献のいずれかの教示と多くの方法で容易に組み合わされてもよいこともまた理解されたい。本明細書の教示が組み込まれてもよいその他の種類の器具が、当業者には容易に明らかとなるであろう。
上記に加えて、本明細書の教示は、その開示内容が参照により本明細書に組み込まれる、本明細書と同日出願の米国特許出願第[代理人整理番号END9294USNP2.0735556]、名称「Electrosurgical Instrument System with Parasitic Energy Loss Monitor」の教示と容易に組み合わされ得る。本明細書の教示が米国特許出願第[代理人整理番号END9294USNP2.0735556]号の教示と組み合わせられ得る様々な好適な方式が、本明細書の教示を考慮することで当業者に明らかになるであろう。
上記に加えて、本明細書の教示は、その開示内容が参照によって本明細書に組み込まれる、本出願と同日出願の米国特許第[代理人整理番号END9294USNP3.0735558]、名称「Energized Surgical Instrument System with Multi-Generator Output Monitoring」の教示と容易に組み合わされ得る。本明細書の教示が米国特許出願第[代理人整理番号END9294USNP3.0735558]号の教示と組み合わせられ得る様々な好適な方式が、本明細書の教示を考慮することで当業者に明らかになるであろう。
上記に加えて、本明細書の教示は、その開示内容が参照により本明細書に組み込まれる、本明細書と同日出願の米国特許出願第[代理人整理番号END9294USNP4.0735564]、名称「Electrosurgical Instrument with Shaft Voltage Monitor」の教示と容易に組み合わされ得る。本明細書の教示が米国特許出願第[代理人整理番号END9294USNP4.0735564]号の教示と組み合わせられ得る様々な好適な方式が、本明細書の教示を考慮することで当業者に明らかになるであろう。
上記に加えて、本明細書の教示は、その開示内容が参照により本明細書に組み込まれる、本明細書と同日出願の米国特許出願第[代理人整理番号END9294USNP5.0735566]、名称「Electrosurgical Instrument with Electrical Resistance Monitor at Rotary Coupling」の教示と容易に組み合わされ得る。本明細書の教示が米国特許出願第[代理人整理番号END9294USNP5.0735566]号の教示と組み合わせられ得る様々な好適な方式が、本明細書の教示を考慮することで当業者に明らかになるであろう。
上記に加えて、本明細書の教示は、その開示内容が参照により本明細書に組み込まれる、本明細書と同日出願の米国特許出願第[代理人整理番号END9294USNP6.0735568]、名称「Electrosurgical Instrument with Modular Component Contact Monitoring」の教示と容易に組み合わされ得る。本明細書の教示が米国特許出願第[代理人整理番号END9294USNP6.0735568]号の教示と組み合わせられ得る様々な好適な方式が、本明細書の教示を考慮することで当業者に明らかになるであろう。
本明細書で言及する値の任意の範囲はこのような範囲の上下限を含むと読み取られるべきであることも理解されたい。例えば、「約1.0インチ~約1.5インチ」の範囲として表される範囲は、それらの上限と下限との間の値を含むことに加えて、約1.0インチ及び約1.5インチを含むように読み取られるべきである。
本明細書に参照により組み込まれると言及されるあらゆる特許、刊行物、又は他の開示内容の全部又は一部は、組み込まれる内容が本開示に記載されている既存の定義、見解、又は他の開示内容と矛盾しない範囲でのみ、本明細書に組み込まれることを理解されたい。それ自体、また必要な範囲で、本明細書に明瞭に記載される開示内容は、参照により本明細書に組み込まれるあらゆる矛盾する記載に優先するものとする。参照により本明細書に組み込まれると言及されているが、現行の定義、見解、又は本明細書に記載される他の開示内容と矛盾する任意の内容、又はそれらの部分は、組み込まれた内容と現行の開示内容との間に矛盾が生じない範囲においてのみ、組み込まれるものとする。
上記の変形形態は、単回使用後に廃棄されるように設計されてよく、又はそれらは複数回使用されるように設計され得る。変形例は、いずれか又は両方の場合においても、少なくとも1回の使用後に再利用のために再調整することができる。再調整は、デバイスの分解工程、それに続く特定の部品の洗浄又は交換工程、及びその後の再組立工程の任意の組み合わせを含み得る。特に、デバイスのいくつかの変形例は分解することができ、また、デバイスの任意の数の特定の部分又は部品を、任意の組み合わせで選択的に交換又は除去することができる。特定部分の洗浄及び/又は交換の際、装置のいくつかの変形形態は、再調整用の施設において、又は処置の直前にオペレータによって、のいずれかで、その後の使用のために再組立されてもよい。当業者であれば、デバイスの再調整において、分解、洗浄/交換、及び再組立のための様々な技術を利用することができることを理解するであろう。かかる技術の使用、及び結果として得られる再調整されたデバイスは、全て本出願の範囲内にある。
単に例として、本明細書に記載される変形例は、処置の前及び/又は後に滅菌され得る。1つの滅菌技術では、デバイスをプラスチック製又はTYVEK製のバックのような密閉及び封止された容器に入れる。次に、容器及びデバイスは、ガンマ線、X線、又は高エネルギー電子線など、容器を透過することができる放射線場に置かれ得る。放射線は、デバイス上及び容器内の細菌を死滅させ得る。次に、滅菌されたデバイスは、後の使用のために、滅菌容器内に保管され得る。デバイスはまた、ベータ線若しくはガンマ線、エチレンオキシド、又は蒸気を含むがこれらに限定されない、当該技術分野で既知の任意の他の技術を使用して滅菌することができる。
本発明の様々な実施形態を示し記載してきたが、当業者による適切な修正により、本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書に記載の方法及びシステムの更なる適合化を実現することができる。そのような可能な修正のいくつかについて述べたが、その他の修正は当業者には明らかであろう。例えば、上で考察された実施例、実施形態、幾何学的形状、材料、寸法、比率、工程などは例示的なものであり、必須のものではない。したがって、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲に関して考慮されるべきであり、本明細書及び図面に示され記載された構造及び操作の詳細に限定されないことが理解される。
〔実施の態様〕
(1) 電気外科的処置を実施するための方法であって、
(a)能動電極を患者に付けることであって、前記能動電極は、外科用器具の導電性本体と動作可能に結合されている、ことと、
(b)前記患者に対して第1の接地電極及び第2の接地電極を、前記能動電極と前記第1の接地電極及び前記第2の接地電極との間に各々画定される第1の電流経路及び第2の電流経路が前記患者の組織内に生成されるように、位置付けることであって、前記第1の接地電極は、電気接地ノードと結合された第1の電気リード線を含み、前記第2の接地電極は、前記電気接地ノードと結合された第2の電気リード線を含み、前記外科用器具の前記導電性本体は、前記第1の接地電極及び前記第2の接地電極の前記第1の電気リード線及び前記第2の電気リード線のそれぞれと結合されている、ことと、
(c)前記第1の電流経路及び前記第2の電流経路内に治療電流を発生させるように、前記能動電極に第1の電圧を付与することであって、前記第1の電流経路及び前記第2の電流経路内の前記電流は、前記患者の組織を変化させる、ことと、
(d)前記第1の電圧を前記能動電極に付与することの結果として、前記外科用器具の前記導電性本体に容量性電流が誘起されたとき、前記容量性電流の第1の部分を前記導電性本体から前記第1の電気リード線に伝送し、前記容量性電流の第2の部分を前記導電性本体から前記第2の電気リード線に伝送することと、を含む、方法。
(2) 前記容量性電流の前記第1の部分は、前記容量性電流の前記第2の部分の最大約30%である、実施態様1に記載の方法。
(3) (a)前記導電性本体、前記第1の電気リード線、及び前記第2の電気リード線を互いに結合して電気接合部を形成することと、
(b)前記第1の電気リード線と前記第2の電気リード線との間に信号フィルタを電気的に位置付けることと、を更に含む、実施態様1に記載の方法。
(4) 前記信号フィルタは、ハイパスフィルタとして機能する、実施態様3に記載の方法。
(5) 前記第1の接地電極と前記第2の接地電極との間に診断電流を発生させるように、前記第1の電気リード線を介して前記第1の接地電極に第2の電圧を付与することを更に含み、前記信号フィルタは、前記診断電流が前記電気接合部を通過するのを防止する、実施態様3に記載の方法。
(6) 前記治療電流は、約300kHz~約500kHzの周波数を有し、前記診断電流は、約15kHz~約50kHz程度の周波数を有する、実施態様5に記載の方法。
(7) 前記導電性本体、前記第1の電気リード線、及び前記第2の電気リード線を変圧器と結合することを更に含み、前記変圧器は、前記容量性電流の前記第1の部分を前記導電性本体から前記第1の電気リード線に伝送し、前記容量性電流の前記第2の部分を前記導電性本体から前記第2の電気リード線に伝送するように動作可能である、実施態様1に記載の方法。
(8) 電気外科用システムであって、
(a)器具であって、
(i)本体と、
(ii)前記本体の遠位端と結合されたエンドエフェクタであって、前記エンドエフェクタは、RFエネルギーを組織に印加するように動作可能な電極を含む、エンドエフェクタと、
(iii)前記本体と結合され、接地リターンを含む導電性シールドであって、前記導電性シールドは、前記電極による前記RFエネルギーの前記印加によって誘起される容量結合電流を収集するように構成されている、導電性シールドと、を含む、器具と、
(b)前記RFエネルギーを前記電極に供給するように構成された発電機と、
(c)第1の電気リード線を有する第1の接地パッドであって、前記第1の電気リード線は、前記第1の接地パッドを前記導電性シールドの前記接地リターン及び前記発電機と結合し、前記接地リターンは、前記第1の電気リード線を介して前記容量結合電流の第1の部分を前記発電機に迂回させるように構成されている、第1の接地パッドと、
(d)第2の電気リード線を有する第2の接地パッドであって、前記第2の電気リード線は、前記第2の接地パッドを前記導電性シールドの前記接地リターン及び前記発電機と結合し、前記接地リターンは、前記第2の電気リード線を介して前記容量結合電流の第2の部分を前記発電機に迂回させるように構成されており、前記容量結合電流の前記第1の部分及び前記第2の部分は実質的に等しい、第2の接地パッドと、を備える、電気外科用システム。
(9) 前記RFエネルギーは、約300kHz~約500kHzの周波数を有する、実施態様8に記載の電気外科用システム。
(10) (a)前記接地リターン、前記第1の電気リード線、及び前記第2の電気リード線を互いに電気的に結合するように構成された導電性ブリッジと、
(b)前記第1の電気リード線と前記第2の電気リード線との間に電気的に位置付けられた信号フィルタと、を更に備える、実施態様8に記載の電気外科用システム。
(11) 前記信号フィルタはハイパスフィルタを含む、実施態様10に記載の電気外科用システム。
(12) 前記発電機は、前記第1の電気リード線を介して前記第1の接地パッドに診断信号を提供するように構成されており、前記第2の接地パッドは、前記第2の電気リード線を介して前記診断信号の少なくとも一部分を前記発電機に戻すように構成されており、前記信号フィルタは、前記診断信号が前記導電性ブリッジを通過するのを防止するように構成されている、実施態様10に記載の電気外科用システム。
(13) 前記診断信号は、約15kHz~約50kHzの周波数を有する、実施態様12に記載の電気外科用システム。
(14) 前記接地リターンと、前記第1の電気リード線と、前記第2の電気リード線との間を電気的に結合するように構成された変圧器を更に備え、前記変圧器は、前記容量結合電流の前記第1の部分を前記導電性シールドから前記第1の電気リード線に伝送し、前記容量結合電流の前記第2の部分を前記導電性シールドから前記第2の電気リード線に伝送するように動作可能である、実施態様8に記載の電気外科用システム。
(15) 前記発電機は、単極RFエネルギーを患者に印加するように構成されている、実施態様8に記載の電気外科用システム。
(16) 前記発電機は、前記第1の電気リード線及び前記第2の電気リード線を介して前記第1の接地パッドと前記第2の接地パッドとの間に交流診断信号を提供するように構成されており、前記第1の接地パッド及び前記第2の接地パッドのうちの他方の接地パッドは、前記診断信号の少なくとも一部分を前記発電機に戻すように構成されている、実施態様8に記載の電気外科用システム。
(17) 電気外科用システムであって、
(a)器具であって、
(i)本体と、
(ii)前記本体の遠位端と結合されたエンドエフェクタであって、前記エンドエフェクタは、RFエネルギーを組織に印加するように動作可能な電極を含む、エンドエフェクタと、
(ii)前記本体と結合され、接地リターンを含む導電性シールドであって、前記導電性シールドは、前記電極による前記RFエネルギーの前記印加によって誘起される容量結合電流を収集するように構成されている、導電性シールドと、を含む、器具と、
(b)第1の電気リード線を有する第1の接地パッドであって、前記第1の電気リード線は前記第1の接地パッドを接地源と結合する、第1の接地パッドと、
(c)第2の電気リード線を有する第2の接地パッドであって、前記第2の電気リード線は前記第2の接地パッドを前記接地源と結合する、第2の接地パッドと、
(d)前記導電性シールドの前記接地リターンと、前記第1の電気リード線と、前記第2の電気リード線とを互いに電気的に結合するように構成された導電性ブリッジであって、前記接地リターンは、前記第1の電気リード線を介して前記容量結合電流の第1の部分を前記接地源に迂回させるように構成されており、前記接地リターンは、前記第2の電気リード線を介して前記容量結合電流の第2の部分を前記接地源に迂回させるように構成されており、前記容量結合電流の前記第1の部分と前記第2の部分とは実質的に等しい、導電性ブリッジと、を備える、電気外科用システム。
(18) 前記導電性ブリッジは、前記第1の電気リード線と前記第2の電気リード線との間に電気的に位置付けられた信号フィルタを含む、実施態様17に記載の電気外科用システム。
(19) 前記RFエネルギーを提供するように構成された発電機を更に備え、前記発電機は、前記第1の電気リード線を介して前記第1の接地パッドに診断信号を提供するように構成されており、前記第2の接地パッドは、前記第2の電気リード線を介して前記診断信号の少なくとも一部分を前記発電機に戻すように構成されており、前記信号フィルタは、前記診断信号が前記導電性ブリッジを通過するのを防止する、実施態様18に記載の電気外科用システム。
(20) 前記導電性ブリッジは変圧器を含み、前記変圧器は、前記容量結合電流の前記第1の部分を前記導電性シールドから前記第1の電気リード線に伝送し、前記容量結合電流の前記第2の部分を前記導電性シールドから前記第2の電気リード線に伝送するように動作可能である、実施態様17に記載の電気外科用システム。

Claims (13)

  1. 電気外科用システムであって、
    (a)器具であって、
    (i)本体と、
    (ii)前記本体の遠位端と結合されたエンドエフェクタであって、前記エンドエフェクタは、RFエネルギーを組織に印加するように動作可能な電極を含む、エンドエフェクタと、
    (iii)前記本体と結合され、接地リターンを含む導電性シールドであって、前記導電性シールドは、前記電極による前記RFエネルギーの前記印加によって誘起される容量結合電流を収集するように構成されている、導電性シールドと、を含む、器具と、
    (b)前記RFエネルギーを前記電極に供給するように構成された発電機と、
    (c)第1の電気リード線を有する第1の接地パッドであって、前記第1の電気リード線は、前記第1の接地パッドを前記導電性シールドの前記接地リターン及び前記発電機と結合し、前記接地リターンは、前記第1の電気リード線を介して前記容量結合電流の第1の部分を前記発電機に迂回させるように構成されている、第1の接地パッドと、
    (d)第2の電気リード線を有する第2の接地パッドであって、前記第2の電気リード線は、前記第2の接地パッドを前記導電性シールドの前記接地リターン及び前記発電機と結合し、前記接地リターンは、前記第2の電気リード線を介して前記容量結合電流の第2の部分を前記発電機に迂回させるように構成されており、前記容量結合電流の前記第1の部分及び前記第2の部分は実質的に等しい、第2の接地パッドと、を備える、電気外科用システム。
  2. 前記RFエネルギーは、約300kHz~約500kHzの周波数を有する、請求項1に記載の電気外科用システム。
  3. (a)前記接地リターン、前記第1の電気リード線、及び前記第2の電気リード線を互いに電気的に結合するように構成された導電性ブリッジと、
    (b)前記第1の電気リード線と前記第2の電気リード線との間に電気的に位置付けられた信号フィルタと、を更に備える、請求項1に記載の電気外科用システム。
  4. 前記信号フィルタはハイパスフィルタを含む、請求項3に記載の電気外科用システム。
  5. 前記発電機は、前記第1の電気リード線を介して前記第1の接地パッドに診断信号を提供するように構成されており、前記第2の接地パッドは、前記第2の電気リード線を介して前記診断信号の少なくとも一部分を前記発電機に戻すように構成されており、前記信号フィルタは、前記診断信号が前記導電性ブリッジを通過するのを防止するように構成されている、請求項3に記載の電気外科用システム。
  6. 前記診断信号は、約15kHz~約50kHzの周波数を有する、請求項5に記載の電気外科用システム。
  7. 前記接地リターンと、前記第1の電気リード線と、前記第2の電気リード線との間を電気的に結合するように構成された変圧器を更に備え、前記変圧器は、前記容量結合電流の前記第1の部分を前記導電性シールドから前記第1の電気リード線に伝送し、前記容量結合電流の前記第2の部分を前記導電性シールドから前記第2の電気リード線に伝送するように動作可能である、請求項1に記載の電気外科用システム。
  8. 前記発電機は、単極RFエネルギーを患者に印加するように構成されている、請求項1に記載の電気外科用システム。
  9. 前記発電機は、前記第1の電気リード線及び前記第2の電気リード線を介して前記第1の接地パッドと前記第2の接地パッドとの間に交流診断信号を提供するように構成されており、前記第1の接地パッド及び前記第2の接地パッドのうちの他方の接地パッドは、前記交流診断信号の少なくとも一部分を前記発電機に戻すように構成されている、請求項1に記載の電気外科用システム。
  10. 電気外科用システムであって、
    (a)器具であって、
    (i)本体と、
    (ii)前記本体の遠位端と結合されたエンドエフェクタであって、前記エンドエフェクタは、RFエネルギーを組織に印加するように動作可能な電極を含む、エンドエフェクタと、
    (ii)前記本体と結合され、接地リターンを含む導電性シールドであって、前記導電性シールドは、前記電極による前記RFエネルギーの前記印加によって誘起される容量結合電流を収集するように構成されている、導電性シールドと、を含む、器具と、
    (b)第1の電気リード線を有する第1の接地パッドであって、前記第1の電気リード線は前記第1の接地パッドを接地源と結合する、第1の接地パッドと、
    (c)第2の電気リード線を有する第2の接地パッドであって、前記第2の電気リード線は前記第2の接地パッドを前記接地源と結合する、第2の接地パッドと、
    (d)前記導電性シールドの前記接地リターンと、前記第1の電気リード線と、前記第2の電気リード線とを互いに電気的に結合するように構成された導電性ブリッジであって、前記接地リターンは、前記第1の電気リード線を介して前記容量結合電流の第1の部分を前記接地源に迂回させるように構成されており、前記接地リターンは、前記第2の電気リード線を介して前記容量結合電流の第2の部分を前記接地源に迂回させるように構成されており、前記容量結合電流の前記第1の部分と前記第2の部分とは実質的に等しい、導電性ブリッジと、を備える、電気外科用システム。
  11. 前記導電性ブリッジは、前記第1の電気リード線と前記第2の電気リード線との間に電気的に位置付けられた信号フィルタを含む、請求項10に記載の電気外科用システム。
  12. 前記RFエネルギーを提供するように構成された発電機を更に備え、前記発電機は、前記第1の電気リード線を介して前記第1の接地パッドに診断信号を提供するように構成されており、前記第2の接地パッドは、前記第2の電気リード線を介して前記診断信号の少なくとも一部分を前記発電機に戻すように構成されており、前記信号フィルタは、前記診断信号が前記導電性ブリッジを通過するのを防止する、請求項11に記載の電気外科用システム。
  13. 前記導電性ブリッジは変圧器を含み、前記変圧器は、前記容量結合電流の前記第1の部分を前記導電性シールドから前記第1の電気リード線に伝送し、前記容量結合電流の前記第2の部分を前記導電性シールドから前記第2の電気リード線に伝送するように動作可能である、請求項10に記載の電気外科用システム。
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