特許 6481029 ＲＦ生成器における漏れ電流を低減する電力監視回路および方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6481029

(24)【登録日】2019年2月15日

(45)【発行日】2019年3月13日

(54)【発明の名称】ＲＦ生成器における漏れ電流を低減する電力監視回路および方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 18/12 20060101AFI20190304BHJP

   H02M 7/48 20070101ALI20190304BHJP

【ＦＩ】

   A61B18/12

   H02M7/48 E

【請求項の数】11

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-523351(P2017-523351)

(86)(22)【出願日】2015年10月30日

(65)【公表番号】特表2017-536170(P2017-536170A)

(43)【公表日】2017年12月7日

(86)【国際出願番号】US2015058257

(87)【国際公開番号】WO2016070009

(87)【国際公開日】20160506

【審査請求日】2017年4月28日

(31)【優先権主張番号】62/073,705

(32)【優先日】2014年10月31日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】62/164,930

(32)【優先日】2015年5月21日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】512306645

【氏名又は名称】メドトロニック・アドヴァンスド・エナジー・エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100140109

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 新次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100120112

【弁理士】

【氏名又は名称】中西 基晴

(74)【代理人】

【識別番号】100117640

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 達己

(72)【発明者】

【氏名】スミス，ジェシー・エイ

(72)【発明者】

【氏名】フベルバンク，デーヴィッド

(72)【発明者】

【氏名】リューム，ジェフリー・エス

【審査官】 宮下 浩次

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１３／０３２７９９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−１７１８７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１８０５３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１１−５２６１５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／０４９３３２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ １８／００ − １８／２８

Ｈ０２Ｍ ７／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

直流電流を生成するように構成された電源と、
前記直流電流をＲＦ信号に変換するように構成された無線周波（ＲＦ）波形生成器と、
前記ＲＦ波形生成器と電気的に通信する絶縁バリアと、
前記ＲＦ波形生成器への直流入力電圧を測定するように構成された電圧検出器と、
出力電流フィードバックを測定するように構成された電流検出器と、 プロセッサであって、
少なくとも前記測定された直流入力電圧と前記測定された出力電流フィードバックとに基づいて出力電圧フィードバックを推定し、
前記ＲＦ波形生成器への前記直流入力電圧を制御する制御信号を出力する
ように構成されたプロセッサとを備え、前記制御信号が、少なくとも前記推定された出力電圧と前記出力電流フィードバックとに基づいており、
前記出力電圧フィードバックを測定するのではなく前記出力電圧フィードバックを推定する結果、前記絶縁バリアにまたがるキャパシタンスが低減する、
電気手術装置。

【請求項2】

請求項１に記載の電気手術装置において、
前記ＲＦ波形生成器が、前記プロセッサにより調節された前記直流入力電圧から前記ＲＦ信号を生成するように構成されたブリッジ回路を備える、
電気手術装置。

【請求項3】

請求項２に記載の電気手術装置において、
前記電圧検出器が、前記ブリッジ回路への前記直流入力電圧を測定する、
電気手術装置。

【請求項4】

請求項１に記載の電気手術装置において、
前記プロセッサが、統計分析法を使用して前記出力電圧を推定する、
電気手術装置。

【請求項5】

請求項４に記載の電気手術装置において、
前記統計分析法が、重線形回帰分析であり、前記測定された直流入力電圧に対するＡＤＣ測定値と、前記測定された出力電流フィードバックに対する交流ＲＭＳ測定値とが、独立変数として使用される、
電気手術装置。

【請求項6】

請求項１に記載の電気手術装置において、
前記ＲＦ波形生成器への前記直流入力電圧を制御する前記制御信号が、測定された出力電圧フィードバックに基づかない、
電気手術装置。

【請求項7】

ＲＦシステムの電力を制御する方法であって、
第１の測定手段が、絶縁バリアと電気的に通信するＲＦ波形生成器への直流入力電圧を測定するステップと、
第２の測定手段が、出力電流フィードバックを測定するステップと、
推定手段が、少なくとも前記測定された直流入力電圧と前記測定された出力電流フィードバックとに基づいて、出力電圧フィードバックを推定するステップと、
制御信号出力手段が、前記ＲＦ波形生成器への前記直流入力電圧を制御する制御信号を出力するステップであって、前記制御信号が、少なくとも前記推定された出力電圧と前記出力電流フィードバックとに基づく、出力するステップと、
を含み、
前記出力電圧フィードバックを測定するのではなく前記出力電圧フィードバックを推定する結果、前記絶縁バリアにまたがるキャパシタンスが低減する、
方法。

【請求項8】

請求項７に記載の方法において、
前記出力電圧フィードバックを推定するステップは、前記推定手段が統計分析法を使用するステップを含む、
方法。

【請求項9】

請求項８に記載の方法において、
前記統計分析法が、重線形回帰分析であり、前記測定された直流入力電圧に対するＡＤＣ測定値と前記測定された交流ＲＭＳ出力電流フィードバックとが、独立変数として使用される、
方法。

【請求項10】

請求項９に記載の方法において、
補償手段が、前記測定された出力電流フィードバックを使用して、推定された出力電圧フィードバックにおける非線形挙動を補償するステップ、
をさらに含む、方法。

【請求項11】

請求項７に記載の方法において、
前記ＲＦ波形生成器への前記直流入力電圧を制御する前記制御信号が、測定された出力電圧フィードバックに基づかない、
方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、無線周波生成器を含む電気手術装置に関し、特に、電力出力を管理し、電気手術装置からの漏れ電流を低減する方法およびシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

無線周波（「ＲＦ」：ｒａｄｉｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）治療システムでは、ＲＦ生成器により生成されるすべての単極治療エネルギーは、理論上は、患者の帰還電極を介して生成器に戻らなければならない。治療経路は、典型的には、ＲＦ生成器から、アクティブ付属品へ、対象すなわち患者へ、帰還電極へと流れ、そしてＲＦ生成器に戻るように流れる。しかし、ＲＦ生成器と伝達装置との間でＲＦエネルギーの供給を絶縁するように機能する絶縁バリアにおける変圧器のキャパシタンスに起因して、ＲＦエネルギーの形態の迷走漏れが、ＲＦ生成器から、治療経路の一部としてＲＦ生成器に戻る代わりにグランドに流れることがある。ＲＦ漏れは、患者、執刀医、または患者に接触している他の医療関係者に入り得る危険な量の電流であるので、ユーザーにとって心配の種である。

【0003】

ＲＦ生成器の設計者は、ＲＦ治療システムにおける患者と機器との間の接続が、正常なシステム動作時と異常状態時との両方で漏れ電流を最小化することを確実にするという課題に直面する。設計者は、さらに、医療システムの安全および電磁コンプライアンス（「ＥＭＣ」：ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ）を規定する規格ＩＥＣ６０６０１の絶縁および漏れ電流要求を満たすという課題に直面する。

【0004】

ＲＦ生成器の設計者が直面する他の課題は、規格ＩＥＣ６０６０１、特に、システムが単一のどのような異常状態中においても安全動作を維持することと、ＩＥＣ６０６０１規格により規定される電力出力制限値を上回らないこととを要求する規格に準拠した生成器の設計である。フィードバックに基づいて出力電力を制御するソフトウェアが存在する一方で、ソフトウェア障害単独では、危険状態が存在することは可能にならないため、他の有効な非ソフトウェア実装が必要とされる。

【0005】

典型的なＲＦ生成器は、ＲＦ漏れを防ぐためグランドから絶縁された出力を含む。しかし、絶縁された出力回路だけでは、ＲＦ漏れを完全に防ぐには十分ではない。開回路を検出して、それに伴って、それらのピーク出力電圧を下げることができる性能を備えるように設計されたＲＦ生成器がある。これは、いくつかの性能上の問題をもたらす。ピーク出力電圧は、適切な凝固効果に必要なスパークを開始するので、漏れ電流を最小化するためにピーク出力電圧を下げることは、ＲＦ生成器の性能を劣化させ得る。さらに、開回路状態を検出するために生成器により必要とされる期間は、ＲＦ漏れを発生させ得る瞬間的な電圧スパイクを引き起こし得る。

【0006】

他の種類の断定生成器は、許容できない漏れレベルが検出されたときに絞りスキームを導入する。これらの絞りスキームは、制御システムに望ましくない複雑さを与えるので、不適切であることが実証されている。

【0007】

図１は、ＲＦ治療システムにおける使用のための典型的なフィードバック推定システムの回路図を示す。回路１０は、トランジスタ１２のＰＷＭ制御により電圧バック型調節器内に伝達される直流電圧を生成する直流（「ＤＣ」：ｄｉｒｅｃｔ ｃｕｒｒｅｎｔ）電源１１を含む。トランジスタ１２からのＰＷＭ出力波形は、対象患者１８の処置に使用される電気手術装置（図示せず）に印加されるＲＦ波形の形態のＲＦエネルギーに変換されるＨブリッジＲＦ波生成器１６を通る低減された直流電圧を生成するために、フィルタ１４を通してフィルタ処理される。

【0008】

図１に示す従来技術の迂遠に関して続けると、ＲＦ出力回路は、電気手術装置からＲＦエネルギーの供給を絶縁するように機能する絶縁バリア１７にまたがる高巻き数変圧器２２を含み得る。電圧検出器２８は、分圧器２０と、結合した高巻き数変圧器２４とを含み、回路１０内の位置（１）においてＲＭＳ出力電圧フィードバックを測定する。電流検出器３０は、結合を含む変圧器２６をさらに含み、回路１０内の位置（２）においてＲＭＳ出力電流フィードバックを測定するように構成される。したがって、回路１０は、絶縁バリア１７にまたがる３つの誘導結合２２、２４、および２６を含む。マイクロプロセッサ３２は、交流ＲＭＳ出力電圧フィードバックとＲＭＳ出力電流フィードバックとに基づいて、推定された出力電圧と電力とを計算し、位置（４）において出力される制御出力パルス幅変調（「ＰＷＭ」：Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を調節することにより、ＨブリッジＲＦ波生成器１６への電圧入力を制御して、その出力を所望のレベルに維持する。しかし、絶縁バリア１７における多数のインダクタンス結合が、過剰なキャパシタンスをもたらし、最終的には過度に高レベルな漏れ電流をもたらす。したがって、異なるＲＦフィードバック推定回路が望まれる。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示は、漏れ電流を低減する回路を含む電気手術装置を有益に提供する。一実施形態において、電気手術装置は、直流電流を生成するように構成された電源と、直流電流をＲＦ信号に変換するように構成されたＲＦ波形生成器と、ＲＦ波形生成器への直流入力電圧を測定するように構成された電圧検出器と、出力電流フィードバックを測定するように構成された電流検出器と、を含む。電気手術装置は、少なくとも測定された直流入力電圧と測定された出力電流フィードバックとに基づいて出力電圧フィードバックを推定して、ＲＦ波形生成器への直流入力電圧を制御する制御信号であって、少なくとも推定された出力電圧と出力電流フィードバックとに基づく制御信号を出力するように構成されたプロセッサをさらに含む。

【0010】

他の一実施形態において、ＲＦシステムの電力を制御する方法が提供される。本方法は、ＲＦ波形生成器への直流入力電圧を測定するステップと、出力電流フィードバックを測定するステップと、少なくとも測定された直流入力電圧と測定された出力電流フィードバックとに基づいて、出力電圧フィードバックを推定するステップと、ＲＦ波形生成器への直流入力電圧を制御する制御信号を出力するステップであって、制御信号が、少なくとも推定された出力電圧と出力電流フィードバックとに基づく、出力するステップと、を含む。

【0011】

他の一実施形態において、電気手術装置は、直流電源電流と直流電圧とを供給するように構成された直流電源と、電力制限設定を受信してＰＷＭ信号を出力するように構成されたプログラム可能論理装置であって、ＰＷＭ信号が電力制限設定に対応する、プログラム可能論理装置と、ＰＷＭ信号を閾値電圧に変換するように構成されたバッファと、比較器と、を含む。比較器は、直流電源電流と直流電圧との乗算値を閾値電圧と比較して、プログラム可能論理装置に有効化信号を出力するように構成され、ＲＦエネルギーの出力を電気手術装置が電力制限設定未満に制御することを可能にするＰＷＭ信号をプログラム可能論理装置が出力することを有効化信号が有効化する。

【0012】

本開示と、それに付随する利点と特徴とのより完全な理解は、添付図面をあわせて考慮しながら以下の詳細な説明を参照することで、より容易に理解される。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】従来技術のフィードバック推定回路を示す図である。

【図2】本開示の原理にしたがって構築された電気手術ハンドピースと電気手術装置との正面斜視図である。

【図3】本開示の一実施形態にしたがった漏れ電流を低減するフィードバック推定回路を示す図である。

【図4】図３に示す実施形態の処理手順を示す図である。

【図5】本開示の他の一実施形態にしたがった電力出力制限回路を示す図である。

【図6】図５に示す実施形態の処理手順を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本明細書で説明する実施形態は、ＲＦ生成器により生成されるＲＦエネルギーが安全規格により禁止される過剰な電力レベルを上回らないように制御され得るように、電気手術装置内で使用され得る回路に関する。さらに、本明細書で説明する例示的な回路は、過度に大きな電力および／または電流の状態についてＲＦ波形生成器の出力電圧と出力電流とを間接的に監視することにより、規格ＩＥ６０６０１−２−２などの規格により規定された過剰電力状態に対する二次的で冗長な軽減を達成する。

【0015】

ここで、同様な参照符号が同様な要素を指す図面を参照すると、図２に、全体が「３４」と表記された、本出願の原理にしたがって構築された例示的な電気手術装置（「ＥＳＵ」：ｅｌｅｃｔｒｏｓｕｒｇｉｃａｌ ｕｎｉｔ）を示す。ＥＳＵ３４は、ＥＳＵ３４の構成要素を収容するように構成されたＲＦ生成器３６を含み得、（ＲＦと筐体との間の電気的な絶縁を維持しながら）ＲＦ生成器３６に物理的に結合した１つまたは複数の電気手術ハンドピースに対するエネルギー出力を設定し、処置の進捗と、測定値、例えば、インピーダンスとを表示し、ＥＳＵ３４に電気的に結合された１つまたは複数の電気手術ハンドピースの無線周波エネルギーと流量との供給を開始および／または終了するタッチ操作表示装置３８をさらに含み得る。例示的な構成において、ＥＳＵ３４は、第１のソケット４０を含み、第１のソケット４０は、組織に双極無線周波エネルギーを伝達するように構成された第１の電気手術ハンドピース４２を受け入れて、第１の電気手術ハンドピース４２と電気結合するように構成された３ピンコネクタであり得る。ＥＳＵ３４は、単極無線周波エネルギー、または双極無線周波エネルギーと単極無線周波エネルギーとの組合せの少なくとも１つを伝達するように構成された第２の電気手術ハンドピース４６を受け入れて、第２の電気手術ハンドピース４６に電気的に結合するように構成された第２のソケット４４、例えば、７ピンソケットをさらに含み得る。

【0016】

図３は、間接的なフィードバック推定値を提供するため、および、回路部品の数を減らし、高価なＲＭＳ変換器と変圧器との使用を減らし、絶縁バリア４８にまたがるインダクタンス結合の数を減らすこと（これが、キャパシタンスと漏れ電流とを減らす）によってＥＳＵ３４における漏れ電流を制限するためのＥＳＵ３４内の回路４６を示す。絶縁バリア４８は、ＲＦ生成器３６と１つまたは複数の電気手術伝送装置（図示せず）との間でＲＦエネルギーの供給を絶縁するように構成された１つまたは複数の変圧器を含む。回路４６の設計は、絶縁バリア４８にまたがるキャパシタンスの低減と、それによる、患者における漏れ電流の低減とをもたらす。回路４６は、ＲＦ生成器３６の電力出力を制御するため、出力にかかる検出されたＲＭＳフィードバック電圧ではなく、電圧検出器５６により測定された直流電圧入力を使用する間接的なフィードバック推定回路である。回路４６は、トランジスタ５２のＰＷＭ制御により電圧バック型調節器内に伝達される直流電流を生成するように構成された直流電源５０を含む。回路４６は、ＰＷＭ波形をフィルタ処理して、低減された直流電圧にするフィルタ５４と、回路４６内の位置（１）に位置する電圧検出器５６とを含む。電圧検出器５６は、ＲＦ波形生成器６０への信号の直流入力電圧を測定する。ＲＦ波形生成器６０は、マイクロプロセッサ６２により調節された直流入力電圧からＲＦ信号を生成するように構成されたブリッジ回路を含み得る。

【0017】

直流入力電圧フィードバックは、従属変数ＲＭＳ出力電圧を推定するために使用され得る２つの独立説明変数の１つである。使用される他方の独立説明変数は、回路４６内の位置（２）において電流検出器５８により測定された交流ＲＭＳ出力電流である。有益には、回路４６は、図１の従来技術の回路に示される出力電圧フィードバックの測定を必要としない。したがって、出力電圧フィードバックを測定するために必要な構成要素、すなわち、絶縁バリア４８にまたがる変圧器は、必要とされない。絶縁バリア４８にまたがるインダクタンス結合の低減（この場合、図１に示す３つの結合から図３に示す２つに低減される）は、絶縁バリア４８における全体的なキャパシタンスを低減し、したがって、ＥＳＵ３４における全体的な漏れ電流を低減する。さらに、電流フィードバックは、直流電圧入力フィードバックからの交流ＲＦ電圧出力推定値における非線形性を補償するために使用される。同様に、直流電圧入力フィードバックは、交流電流フィードバック推定値を改善するために使用される。直流電圧フィードバック値は、各ＲＦモードに対して計算された定数で乗算され、交流電流フィードバック推定値に加算される。

【0018】

図３の回路４６が図１の従来技術の回路１０と比較されると、回路４６における構成要素の数が減らされていることが明らかである。回路４６は、より少ない数の構成要素を含み、高価なＲＭＳ変換器と変圧器とを必要とせず、その設計が、絶縁バリア４８にまたがる全体的なキャパシタンスの低減をもたらす。その結果、漏れ電流を低減した、費用効率のより高いフィードバック推定回路が得られる。図３に示す回路４６は、マイクロプロセッサ６２を含む。マイクロプロセッサ６２は、メモリに記憶されたアルゴリズムを実行するようにプログラム可能であり得、アルゴリズムは、ＲＭＳ出力電圧を推定し、ＲＦ生成器の電力出力を制御する位置（４）における制御ＰＷＭ信号６４を提供する。マイクロプロセッサ６２は、位置（１）において電圧検出器５６により測定された直流入力電圧フィードバックを表す信号６６と、位置（２）において電流検出器５８により測定された出力電流を表す信号６８との２つの入力信号を受信する。マイクロプロセッサ６２は、入力信号６６と６８とを使用してＲＭＳ出力電圧を較正する較正技術を使用し得る。一実施形態において、独立説明変数として直流入力電圧と出力電流とを使用して、従属変数ＲＭＳ出力電圧を推定するために重線形回帰分析が使用され得る。適切な制御範囲と較正点とを使用して、ＲＭＳ出力電圧の正確な推定値が取得され得る。前述のとおり、実際の出力電圧フィードバックが測定されるのではなく推定されるので、回路４６は、従来技術の回路により必要とされる追加的な変圧器とＲＭＳ変換器とを必要としない。ＲＭＳ出力電圧の推定値が取得されると、マイクロプロセッサ６２は、ＲＦ波形生成器６０への直流入力電圧と、ＥＳＵ３４により患者に伝達される電力とを所望のレベルに制御するため、推定ＲＭＳ出力電圧と測定された出力電流とを使用して、ＰＷＭ制御信号６４を出力し得る。

【0019】

本開示は、ＲＦ生成器３６の電力出力を制御するために、電圧出力フィードバックを測定する必要性をなくすＲＦ生成器回路４６を含むＥＳＵ３４を有益に提供し、それにより、出力電圧フィードバックを測定するために必要な高価なＲＭＳ変換器と変圧器との数を減らす。その代わり、回路４６は、入力電圧を表す入力信号と測定された交流電流フィードバックとをマイクロプロセッサ６２に提供し、マイクロプロセッサ６２は、回帰分析などの較正技術を実行して出力電圧フィードバックを推定する。マイクロプロセッサ６２は、ＲＦ波形生成器６０への直流電圧入力を制御するため、および、ＥＳＵ３４により伝達される全体的な電力を制御するため、推定された出力電圧フィードバックと測定された電流フィードバックとに基づいて、電力を推定して、それにしたがってＰＷＭ信号６４を調節し得る。結果として、低減された数の変圧器と内部インダクタンス結合とを含むことにより漏れ電流の可能性を最小化しながら、患者への過剰なＲＦエネルギーの伝達を防ぐため、改善された正確なフィードバック推定システムを含むと共にＲＦエネルギー制御を調節するＥＳＵ３４が得られる。

【0020】

図４は、本開示の一実施形態の処理手順を示す。ステップ７０において、ＲＦ信号の直流入力電圧成分が、電圧検出器５６により測定される。ステップ７２において、出力電流フィードバックが、電流検出器５８により測定される。ステップ７４において、出力電圧フィードバックは、測定されるのではなく推定され、推定された出力電圧は、少なくとも、直流入力電圧と測定された出力電流フィードバックとに基づく。ステップ７６において、マイクロプロセッサ６２は、制御ＰＷＭ信号６４を出力し、制御信号は、少なくとも、推定された出力電圧と測定された出力電流フィードバックとに基づく。

【0021】

図５は、本開示の他の一実施形態を示す。図５に、ハードウェア型の電力出力回路７８を含むＥＳＵ３４を示す。回路７８は、正常状態中と異常状態中とにおいて治療エネルギー伝達システムが安全動作を維持することを要求するＩＥＣ６０６０１などの規格に準拠するため、患者に伝達されるＲＦエネルギーを制限する。

【0022】

回路７８は、特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（「ＦＰＧＡ」：ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）、または、複合プログラマブル論理装置（「ＣＰＬＤ」：ｃｏｍｐｌｅｘ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）などのプログラム可能論理装置８０を含む。本開示にわたってＣＰＬＤという用語が使用されるが、本開示は、特定の種類のプログラム可能論理装置に限定されない。閾論理回路８２を使用して、ＣＰＬＤ８０が、出力波形と、要求される電力設定８４とを受信し、電力設定が、特定の電力限界値に基づく。ＣＰＬＤ８０に入力される電力限界値は、例えば、ＩＥＣ６０６０１において規定された電力閾値などの、安全動作を維持するためＥＳＵ３４が上回ってはならない特定の電力閾値に基づき得る。電力設定を使用して、ＣＰＬＤ８０は、そのＰＷＭ信号８６に対応する特定の電力限界値に比例するＰＷＭ信号８６を出力する。ＰＷＭ信号８６は、電力制限閾値を表す。ＰＷＭ信号８６は、ＰＷＭ信号８６を対応する直流基準電圧に変換するため、バッファおよび低域通過フィルタ８８と、または他の同様のフィルタ回路によりフィルタ処理される。

【0023】

回路７８は、アナログ乗算器９０をさらに含む。アナログ乗算器９０は、ＲＦ生成器回路（図６に示さない）に入力されるフィルタ処理された直流電源電圧９２と直流電源電流９４とを受信する。アナログ乗算器９０は、電力信号の形態で直流電源電圧と直流電源電流との乗算値を出力する。アナログ比較器９６は、アナログ乗算器９０からの電力信号出力を、バッファおよび低域通過フィルタ８８による電圧閾値出力（電力制限値を表す）と比較する。電力信号の直流電圧成分が、電圧閾値未満である場合、有効化信号９８がＣＰＬＤ８０に入力される。論理積回路１００は、有効化信号９８を、マイクロプロセッサ（図示せず）から受信されるＲＦ有効化信号１０２と結合して、波形とＰＷＭ信号とをＰＷＭ生成器１０４が出力することを有効化し、ＰＷＭ信号は、ＲＦ生成ステージ１０６においてＲＦエネルギー出力を生成するために使用される。したがって、このようにして、患者に伝達されるＲＦエネルギーが特定の制限値を上回らず、安全規格、例えば、単一の異常状態の軽減に関するＩＥＣ６０６０１−２−２にしたがった安全動作が生じ得る。

【0024】

アナログ比較器９６がアナログ乗算器９０からの電力信号出力をバッファおよび低域通過フィルタ８８による電圧閾値出力と比較して、電力信号の直流電圧成分が電圧閾値を上回ったことを判定した場合、ＲＦ信号生成の妨害の開始と停止とをフィルタ処理するため、有効化信号９８が遅延され得る。インターロック遅延論理回路１０８は、所定の期間にわたって有効化信号の除去を遅延させ、それにより、ＲＦ生成ステージ１０６へのＰＷＭ制御信号の生成の妨害を遅延させる。信号９８により示される過剰電力状態が開始遅延を上回ると、論理積回路１００への有効化が、遅延論理回路１０８により制御される最小遅延期間にわたって妨害され、ＲＦ信号生成を防ぐ。したがって、遅延論理回路１０８は、異常期間に等しい期間にわたってＣＰＬＤ８０からのＰＷＭ制御信号の出力を遅延させるように構成され得る。

【0025】

図６においてインターロック遅延論理回路１０８に対して示される期間は例示にすぎず、本明細書で説明する遅延論理回路は、あらゆる期間パラメータを使用するように調節され得る。ステップ１１０において、インターロック遅延論理回路１０８により実行される例示的な一連のステップにおいて、まず、異常状態が存在するか否かと、存在する場合、所定の期間内に異常が発生したか否かと、が判定される。ステップ１１２において、例えば、直前の３２０ミリ秒内に異常が発生したと判定された場合、所定の期間、すなわち２０ミリ秒にわたって異常が発生した後まで、出力を無効化することが遅延される。ステップ１１４において、直前の３２０ミリ秒内に異常が発生しなかった場合、３２０ミリ秒にわたって異常が発生した後まで、出力を無効化することが遅延される。次に、ステップ１１６において、出力信号を無効化することが、ある期間、すなわち９０ミリ秒にわたって継続される。したがって、インターロック遅延論理回路１０８は、比較器９６からの有効化信号９８が異常状態の期間に応じて決まることを可能に、または禁止し得る。有効化信号９８を遅延または禁止することにより、論理積回路１００の結果が「０」となり、それにより、異常状態中にＲＦ生成ステージ１０６へのＰＷＭ制御信号の生成を遅延させる。

【0026】

図６は、本開示の一実施形態にしたがった回路７８の処理手順を示す。ステップ１１８において、直流電源電圧と直流電源電流とが受信され、ステップ１２０において、乗算されて乗算器出力を生成する。ステップ１２２において、乗算器出力の直流電圧成分が、電圧閾値と比較される。上述のように、電圧閾値は、要求される電力設定８４に基づくＣＰＬＤ８０により出力されるＰＷＭに基づく。乗算器出力の直流成分が閾値電圧以下である場合、有効化信号は、ＣＰＬＤ８０に送信されて、ステップ１２４において、ＲＦ生成ステージ１０６において使用されるようにＲＦエネルギーの出力をＣＰＬＤ８０が電力制限設定未満に制御することを有効化する。乗算器出力の直流電圧成分が電圧閾値より大きい場合、遅延論理回路１０８は、ＣＰＬＤ８０の無効化と再有効化とを遅延させ、それにより、ステップ１２６において、例えば、異常状態中に波形出力を防ぐ。ステップ１２８において、異常がもはや発生しなくなったと判定された場合、上述のようにＣＰＬＤ８０は有効化され得る。

【0027】

上述のように本明細書で特に提示および説明されるものに本開示が限定されないことを当業者が理解すると考えられる。加えて、それに反する記載がない限り、すべての添付図面が一定の縮尺であるとは限らないことに注意が必要である。上記の教示を考慮に入れて、後述の請求項によってのみ限定される本開示の範囲と趣旨とから逸脱することなく、種々の変更と変形とが可能である。
［形態１］
直流電流を生成するように構成された電源と、
前記直流電流をＲＦ信号に変換するように構成された無線周波（ＲＦ）波形生成器と、
前記ＲＦ波形生成器への直流入力電圧を測定するように構成された電圧検出器と、
出力電流フィードバックを測定するように構成された電流検出器と、
プロセッサであって、
少なくとも前記測定された直流入力電圧と前記測定された出力電流フィードバックとに基づいて出力電圧フィードバックを推定し、
前記ＲＦ波形生成器への前記直流入力電圧を制御する制御信号を出力する
ように構成されたプロセッサとを備え、前記制御信号が、少なくとも前記推定された出力電圧と前記出力電流フィードバックとに基づく、電気手術装置。
［形態２］
形態１に記載の電気手術装置において、
前記ＲＦ波形生成器が、前記プロセッサにより調節された前記直流入力電圧から前記ＲＦ信号を生成するように構成されたブリッジ回路を備える、
電気手術装置。
［形態３］
形態２に記載の電気手術装置において、
前記電圧検出器が、前記ブリッジ回路への前記直流入力電圧を測定する、
電気手術装置。
［形態４］
形態１に記載の電気手術装置において、
前記ＲＦ波形生成器と電気的に通信する絶縁バリアをさらに備える、
電気手術装置。
［形態５］
形態４に記載の電気手術装置において、
前記出力電圧フィードバックを測定するのではなく前記出力電圧フィードバックを推定する結果、前記絶縁バリアにまたがるキャパシタンスが低減する、
電気手術装置。
［形態６］
形態１に記載の電気手術装置において、
前記プロセッサが、統計分析法を使用して前記出力電圧を推定する、
電気手術装置。
［形態７］
形態６に記載の電気手術装置において、
前記統計分析法が、重線形回帰分析であり、前記測定された直流入力電圧に対するＡＤＣ測定値と、前記測定された出力電流フィードバックに対する交流ＲＭＳ測定値とが、独立変数として使用される、
電気手術装置。
［形態８］
形態１に記載の電気手術装置において、
前記ＲＦ波形生成器への前記直流入力電圧を制御する前記制御信号が、測定された出力電圧フィードバックに基づかない、
電気手術装置。
［形態９］
ＲＦシステムの電力を制御する方法であって、
ＲＦ波形生成器への直流入力電圧を測定するステップと、
出力電流フィードバックを測定するステップと、
少なくとも前記測定された直流入力電圧と前記測定された出力電流フィードバックとに基づいて、出力電圧フィードバックを推定するステップと、
前記ＲＦ波形生成器への前記直流入力電圧を制御する制御信号を出力するステップであって、前記制御信号が、少なくとも前記推定された出力電圧と前記出力電流フィードバックとに基づく、出力するステップと、
を含む、方法。
［形態１０］
形態９に記載の方法において、
前記出力電圧フィードバックを推定するステップが、統計分析法を使用するステップを含む、
方法。
［形態１１］
形態１０に記載の方法において、
前記統計分析法が、重線形回帰分析であり、前記測定された直流入力電圧に対するＡＤＣ測定値と前記測定された交流ＲＭＳ出力電流フィードバックとが、独立変数として使用される、
方法。
［形態１２］
形態１１に記載の方法において、
前記測定された出力電流フィードバックを使用して、推定された出力電圧フィードバックにおける非線形挙動を補償するステップ、
をさらに含む、方法。
［形態１３］
形態９に記載の方法において、
前記ＲＦ波形生成器への前記直流入力電圧を制御する前記制御信号が、測定された出力電圧フィードバックに基づかない、
方法。
［形態１４］
電気手術装置であって、
直流電源電流と直流電圧とを供給するように構成された直流電源と、
電力制限設定を受信してパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を出力するように構成されたプログラム可能論理装置であって、前記ＰＷＭ信号が、前記電力制限設定に対応する、前記プログラム可能論理装置と、
前記ＰＷＭ信号を閾値電圧に変換するように構成されたバッファと、
比較器であって、
前記直流電源電流と前記直流電圧との乗算値を前記閾値電圧と比較し、
前記プログラム可能論理装置に有効化信号を出力する
ように構成された比較器と、を備え、ＲＦエネルギーの出力を前記電気手術装置が前記電力制限設定未満に制御することを可能にするＰＷＭ信号を前記プログラム可能論理装置が出力することを、前記有効化信号が有効化する、電気手術装置。
［形態１５］
形態１４に記載の電気手術装置において、
前記直流電源電流と前記直流電圧とを乗算するアナログ乗算器をさらに備える、
電気手術装置。
［形態１６］
形態１４に記載の電気手術回路において、
前記プログラム可能論理装置が、遅延論理回路をさらに備え、前記遅延論理回路が、異常期間に等しい期間にわたって、前記プログラム可能論理装置からの前記ＰＷＭ信号の出力を遅延させるように構成された、
電気手術回路。
［形態１７］
形態１４に記載の電気手術装置において、
前記プログラム可能論理装置が、ＲＦ有効化信号を受信するようにさらに構成され、ＲＦエネルギーの出力を前記電力制限設定未満に制御する前記ＰＷＭ信号を前記プログラム可能論理装置が出力することを、前記ＲＦ有効化信号と前記比較器からの前記有効化信号とが可能にする、
電気手術装置。
［形態１８］
形態１４に記載の電気手術装置において、
前記プログラム可能論理装置が、フィールドプログラマブルゲートアレイである、
電気手術装置。
［形態１９］
形態１４に記載の電気手術装置において、
前記プログラム可能論理装置が、複合プログラマブル論理装置である、
電気手術装置。
［形態２０］
形態１４に記載の電気手術装置において、
前記電力制限設定が、規格ＩＥＣ６０６０１に適合する、
電気手術装置。
［形態２１］
形態１４に記載の電気手術装置において、
前記プログラム可能論理装置が、ＲＦ生成器によるＲＦエネルギーの出力を前記電気手術装置が前記電力制限設定未満に制御することを可能にする前記ＰＷＭ信号を出力する、
電気手術装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】