特開 2022-159001 電気外科用器具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022159001

(43)【公開日】2022-10-17

(54)【発明の名称】電気外科用器具

(51)【国際特許分類】

   A61B 18/12 20060101AFI20221006BHJP

   A61B 18/16 20060101ALI20221006BHJP

   H03B 5/12 20060101ALI20221006BHJP

【ＦＩ】

A61B18/12

A61B18/16

H03B5/12 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022038979

(22)【出願日】2022-03-14

(31)【優先権主張番号】21166320

(32)【優先日】2021-03-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(71)【出願人】

【識別番号】592245823

【氏名又は名称】エルベ エレクトロメディジン ゲーエムベーハー

【氏名又は名称原語表記】Ｅｒｂｅ Ｅｌｅｋｔｒｏｍｅｄｉｚｉｎ ＧｍｂＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100109210

【弁理士】

【氏名又は名称】新居 広守

(72)【発明者】

【氏名】ペーター・セリグ

(72)【発明者】

【氏名】コンスタンティン・ドルンホフ

【テーマコード（参考）】

4C160

5J081

【Ｆターム（参考）】

4C160KK03

4C160KK04

4C160KK19

4C160KK22

4C160KK23

4C160MM32

5J081AA02

5J081BB06

5J081CC23

5J081CC31

5J081CC33

5J081DD04

5J081DD19

5J081EE02

5J081EE03

5J081FF09

5J081FF18

5J081FF19

5J081FF21

5J081FF24

5J081GG03

5J081HH03

5J081KK03

5J081LL05

5J081MM01

(57)【要約】      （修正有）

【課題】無線周波数電圧および電流を長い線にわたって伝送をすることによって発生する放射の問題および電磁適合性に関する問題を回避する。
【解決手段】本発明による電気外科用器具１１は、生体組織上に電気的に作用するための少なくとも１つの電極１５、１６を備える。電極は、電極１５および／または１６に直接近接して配置された無線周波数発電機と結合される。無線周波数発電機は、１００ｋＨｚから１０ＭＨｚの間の周波数で自己制御式に振動し、好ましくは一定のまたは適時に変動する直流電圧によって供給される。したがって、器具１１は、低周波電圧または直流電圧を供給する線を介して、供給源、例えば装置１９と接続される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ヒトまたは動物の患者を治療するための電気外科用器具（１１）であって、
生体組織（１７）に電流を印加するための少なくとも２つの電極（１５、１６）を有し、
供給電圧入力（２２）と、前記電極（１５、１６）に接続された無線周波数出力（２１）とを備えるプッシュプル発振器として構成された少なくとも１つの無線周波数発電機（２０）を有し、前記無線周波数発電機（２０）は、適時に一定の、または適時に変動する供給電圧を無線周波数交流電圧に変換するように構成され、
前記無線周波数発電機（２０）の供給電圧入力（２２）において、前記無線周波数発電機（２０）に電流を供給するための電圧源（２７）に接続可能な線（１８）を有する、電気外科用器具。

【請求項2】

前記無線周波数発電機（２０）が、１００ｋＨｚから１０ＭＨｚの間の範囲の周波数を有する電圧（ＵＨＦ）を提供するように構成されることを特徴とする、請求項１に記載の器具。

【請求項3】

前記無線周波数発電機（２０）が、２つの交互に切り替わるトランジスタ（Ｔ１、Ｔ２）を有するプッシュプルフリップフロップを備え、前記トランジスタの出力電極で、１つの電圧増幅器（Ｔ３、Ｔ４）が、共通ゲートまたは共通ベース回路においてそれぞれ接続されることを特徴とする、請求項１または２に記載の器具。

【請求項4】

前記無線周波数発電機（２０）が、互いに並列に接続された少なくとも１つのインダクタ（３４）および少なくとも１つのコンデンサ（３３）からなる並列共振回路（３２）を備え、前記無線周波数発電機（２０）が、前記生体組織（１７）上に電気的に作用するために前記電極（１５、１６）に排他的に接続されたデカップリング回路を備えることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の器具。

【請求項5】

前記無線周波数発電機（２０）の前記少なくとも１つのインダクタ（３４）が、デカップリングインダクタ（３６、３６’）と変圧器結合構成にあり、前記デカップリングインダクタ（３６、３６’）が、前記２つの電極（１５、１６）に接続されることを特徴とする、請求項４に記載の器具。

【請求項6】

前記無線周波数発電機（２０）が、前記器具（１１）と解放可能に接続されることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の器具。

【請求項7】

前記非閉ループ制御された無線周波数発電機（２０）が、外科用途に適合された電流／電圧特性を含むことを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の器具。

【請求項8】

前記供給電圧入力（２２）が、少なくとも１つの測定デバイス（２３）に接続されることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の器具。

【請求項9】

前記測定デバイス（２３）が、電流測定デバイス（４２）および／または電圧測定デバイス（４２）および／または電力測定デバイス（４３）および／または周波数測定デバイス（４２、４３）を備えることを特徴とする、請求項８に記載の器具。

【請求項10】

前記無線周波数発電機（２０）の前記供給電圧入力（２２）が、電圧変調デバイス（２８）に接続されることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の器具。

【請求項11】

前記電圧変調デバイス（２８）が、前記測定デバイス（２３）に接続されることを特徴とする、請求項９および１０に記載の器具。

【請求項12】

請求項１から１１のいずれか一項に記載の器具を備える装置であって、
ケーブル（１８）によって前記器具（１１）に接続することができる電圧源（２７）を有する装置（１９）を備える、装置。

【請求項13】

請求項８に記載の器具（１１）を備える装置であって、
前記器具（１１）を前記ケーブル（１８）によって接続することができる制御可能な電圧源（２７）を備える装置（１９）が、提供され、
前記電圧源（２７）は、前記測定デバイスに接続することができることを特徴とする、装置。

【請求項14】

前記測定デバイス（２３）が、前記電圧源（２７）に接続された前記装置（１９）内に配置されることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。

【請求項15】

前記測定デバイス（２３）が、電流測定デバイス（４２）および／または電圧測定デバイス（４２）および／または電力測定デバイス（４３）および／または周波数測定デバイス（４２、４３）を含むことを特徴とする、請求項１４に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ヒトまたは動物の患者に対して電気外科的介入を実施するための通電電極を有する電気外科用器具に関する。

【背景技術】

【0002】

電気外科用器具、プローブなどは、通常、器具に無線周波数交流電流を供給するための電気外科用発電機を必要とする。この目的のために、独国特許出願公開第６０２００４００９２９３号明細書は、器具を接続することができる発電機を有する電気外科用システムを開示しており、器具には、発電機から無線周波数電流が供給される。一実施形態では、器具は、凝固電極、ならびにそれと同時に動作するために高速の順序で交互に供給される切断電極を備える。この目的のために、器具自体にそれぞれの電子セレクタスイッチが設けられている。

【0003】

米国特許第７８９６８７５号明細書および米国特許出願公開第２０１１／０１１２５３０号明細書は、それぞれＲＦ器具を記載しており、その外部発電機はバッテリによって供給される。米国特許第９１５５５８５号明細書は、さらに、外部制御式トランジスタを有する電池式電気医療用発電機を記載している。バッテリが設置され、発電機が設置された器具が、米国特許出願公開第２０１５／０３０５７９８号明細書から明らかになる。

【0004】

さらに、医療処置のためのマイクロ波の使用が、欧州特許第２５７２６６８号明細書および欧州特許第２５７２６６９号明細書から知られている。それぞれの器具は、器具内に配置されたマイクロ波増幅器から供給される長手方向シャフトの遠位端に配置されたマイクロ波アンテナを備える。器具は、ケーブルを介してマイクロ波信号発電機に接続され、マイクロ波信号発電機の信号はマイクロ波増幅器に伝えられる。改変された実施形態では、マイクロ波信号発電機は、器具のハンドル内に配置される。セレクタにより、外部の信号発生器のマイクロ波信号と内部の信号発生器のマイクロ波信号とを切り替えることが可能である。

【0005】

患者を治療するための単極電極を備え、治療者を介して電流回路を容量方式で閉じる、発電機が設置された器具も、米国特許第６０３９７３４号明細書から知られている。この動作周波数は、５ＭＨｚより高い。最後に、さらなる先行技術が、米国特許出願公開第２０１７／２３８９８７号明細書、米国特許出願公開第２０１７／２０２６０７号明細書、米国特許出願公開第２０１７／０７９７１０号明細書、米国特許出願公開第２０１６／０２７０８４１号明細書、米国特許出願公開第２０１４／１４８８０３号明細書、独国実用新案第２０２００８００１３６５号明細書およびカナダ国特許出願公開第２２８６８３５号明細書から明らかである。

【0006】

マイクロ波発電機がマイクロ波の放射によって組織を加熱して影響を与える一方で、高周波で動作する手術器具は、著しく低い周波数で動作する。そのような器具によって供給される電流の周波数は、通常、約数１００ｋＨｚである。そのような器具は、組織を流れ抜ける無線周波数電流の流れで動作し、この目的のために組織と当接する２つの電極を常に必要とする。器具は、例えば、切断、凝固、融合、切除など、生体組織を直接流れ抜ける電流の流れに直接リンクされた異なる手段を実施するように機能する。所望の手術効果は、それぞれの電極の形状および使用によって正確に影響され得る。これにより、異なる変調形態、例えば、非変調ＲＦ（ＣＷ－「連続波」）、振幅変調、例えばパルス幅変調の有無にかかわらない変調などのように、異なるＲＦ電圧およびＲＦ電流が、使用される。さらに、電流／電圧依存性は、手術の成功に有益なそれぞれの発電機出力特性曲線によって定義することができる。

【0007】

しかし、そのような外科用器具の動作のためには、通常、外部外科用発電機が必要とされ、この外部外科用発電機は、必要とされるモードを提供しなければならず、そこから無線周波数電力がケーブルを介して器具に伝送される。これらのモードは、例えば、電圧、電流、電力、変調などによって区別される。

【0008】

独国特許出願公開第２９０１１５３号明細書、米国特許出願公開第２０１０／０１３７８５４号明細書、米国特許出願公開第２０１１／０２４５８２６号明細書および欧州特許第１５９９１４６号明細書は、１つまたは複数の共振回路を励起するための外部制御スイッチを有する発電機を開示している。

【0009】

医療用途に加えて、例えば電気通信技術では、例えば独国特許出願公開第１９７８０４８１号明細書、独国特許出願公開第１９７８０４７０号明細書、独国特許出願公開第１９７１９４４０号明細書または独国特許出願公開第１９７１９４４１号明細書から知られているように、自己振動発電機が使用される。これらの発電機は、１～２０ＧＨｚの超／超高周波領域用の電圧制御プッシュプル発振器として構成される。それにより、この発電機は、例えばわずか４．５Ｖの非常に低い動作電圧で動作するものとする。回路は、ミリワットレンジに適している。反対に、電気外科の分野では、この発電機は、これより著しく高い電圧、高い電力、および実質的により高い電圧で動作する。これにより、個々の構成要素の電圧過負荷の危険性が、存在する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明の目的は、改良された器具を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本目的は、請求項１に記載の器具、これに加えて請求項１２または１３に記載の装置によって解決される。

【0012】

本発明による電気外科用器具は、生体組織に作用するための２つの電極を備える。組織に作用するために１つの電極のみが設けられる場合、手術位置から離間した中性電極として患者に取り付けられる少なくとも１つの第２の電極が、設けられる。したがって、器具は、外科的介入を実施するための電極と、治療電流用の電気回路を閉じるために患者に取り付けられる中性電極（または中性電極用の接続部）とを有する単極器具として構成することができる。自励発振器として構成された器具の上または中に、無線周波数発電機が配置される。無線周波数発電機は、外科的介入に必要な電力を供給する。

【0013】

入力側または一次側では、無線周波数発電機は、直流電圧源または低周波交流電圧源（例えば、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ）に接続されるか、または接続可能である。出力側または二次側では、無線周波数発電機は、電極に接続される。電極は、器具の遠位端に設けられた２つの活性電極、または無線周波数発電機の無線周波数出力に接続された１つの単一の活性電極および中性電極とすることができる。無線周波数発電機は、１００ｋＨｚから１０ＭＨｚの間の周波数、典型的には数１００ｋＨｚ、例えば３５０ｋＨｚ、５００ｋＨｚで、または指示された範囲内の別の周波数（例えば、４または５ＭＨｚ）で振動する。電気外科用器具における無線周波数の生成により、無線周波数電圧および電流をより長い線（数メートルの長さ）にわたって伝送するという要件は省略され、それにより、特に放射の問題および電磁適合性に関する問題も省略される。

【0014】

電極に流れる電流が狭いスペクトルを含むように、無線周波数発電機を単一の周波数で振動させることが可能である。しかし、無線周波数発電機から出力される電流を、広い周波数スペクトルが生成されるように変調することも可能であり、通常はその結果、電線を介した伝送中、関連する無線周波数放射のアンテナ効果により、隣接する電気装置に妨害をもたらし得る。これは、特に、非常に高い電圧（数千ボルト）を有する非常に短いインパルスを有するパルス幅変調の場合に生じる。無線周波数発電機と電極との間が直接近接しているため、広帯域で強力な信号の場合でも、放射の問題を大幅に回避することができる。供給ラインが低い電磁干渉放射を発する、または電磁干渉放射を発しないように、直流電圧または低周波交流電圧を電気外科用器具に供給することで十分である。器具の電流供給のためのケーブルは、２つまたは複数のコア（導体）を有する非シールド線とすることができる。そのようなケーブルは、シールドケーブルよりも実質的に柔軟であり得る。

【0015】

無線周波数発電機は、好ましくは、プッシュプル発振器、特にフリーランニング式プッシュプル発振器として構成される。「フリーランニング」とは、プッシュプル発振器の振動が正帰還によってプッシュプル発振器内に維持されることを意味する。このようなプッシュプル発振器を、特に高効率かつ非常に低い電力損失で構築することが可能である。これは、プッシュプル発振器が、２つの交互に切り替わるトランジスタを備えたプッシュプルフリップフロップを備え、そのトランジスタの出力電極に１つの電圧増幅器がそれぞれ接続される場合に特に当てはまる。トランジスタの出力電極は、ＰＮＰトランジスタを使用する場合、コレクタである。電界効果トランジスタが使用される場合、出力電極は、それらのドレイン電極である。下流側電圧増幅器は、例えば、共通のベース回路内のバイポーラトランジスタまたは共通のゲート回路内の電界効果トランジスタである。基本的にＮＰＮトランジスタ、ＩＧＢＴ、ディプレッション型またはエンハンスメント型のＮ－またはＰ－ＭＯＳＦＥＴ、接合ゲート電界効果トランジスタ、窒化ガリウムトランジスタ（ＧａＮ）などをトランジスタとして用いることができる。無線周波数発電機の自己制御により、プッシュプルフリップフロップのトランジスタは、重複して切り替えず、印加電圧無しおよび／または電流が流れないアイドル状態でそれぞれ切り替え、それにより、トランジスタにおける電力損失が最小になる。接続された電圧増幅器は、無線周波数発電機出力において提供された典型的には１００Ｖを超える高電圧を、フリップフロップから離したままにする。フリップフロップは、わずか１０または２０ボルト、すなわち低電圧で動作することができる。

【0016】

無線周波数発電機は、好ましくは、互いに並列に接続された少なくとも１つのインダクタおよび少なくとも１つのコンデンサからなる並列共振回路を備える。並列共振回路は、好ましくは、無線周波数発電機の周波数決定構成要素を形成し、プッシュプルフリップフロップへのフィードバックは、２つの電圧増幅器を流れる電流によって達成される。

【0017】

並列共振回路からの電気無線周波数エネルギーのデカップリングは、好ましくは、変圧器内で並列共振回路のインダクタと結合しているデカップリングインダクタによって実施される。このように構成された変圧器は、患者回路と規格に準拠する無線周波数発電機との間の電位絶縁に合わせて構成することができる。好ましくは、デカップリングインダクタの両端は、生体組織と接触する電極と直接接続される。特に好ましくは、インダクタと電極との間に追加の構成要素は配置されず、特に電流または電圧測定センサは配置されない。そうする際、浮遊容量を有する無線周波数発電機の無線周波数出力の負荷および容量性漏れ電流の発生が、最小限に抑えられる。ＲＦ側の任意の電流および電圧センサの省略により、容量性漏れ電流が最小化されるだけでなく、特定の単純な回路構成も達成される。これは、電圧および／または電流および／または電力および／または周波数を検出するための測定デバイスを直流電圧側に配置することができることを示している。したがって、それぞれの測定デバイスを器具内または供給装置内に配置することができる。測定デバイスは、無線周波数発電機の動作の開ループまたは閉ループ制御に役立つ信号を生成することができる。例えば、生体組織に出力される電力、電流、電圧または別の電気的パラメータを調整することができる。電流が印加される組織の状態は、測定された電流に基づいて、または測定された周波数に基づいて決定することができ、それに応じて器具を制御することができる。例えば、組織融合プロセスが完了した場合、無線周波数発電機をオフに切り替えることができる。電流が閾値を下回る場合、電流に基づいて完了を検出することができる。代替的または追加的に、無線周波数発電機は、時間制御された方法でオフに切り替えることができる。

【0018】

無線周波数発電機の供給電圧入力を、器具内または供給装置内に配置することができる電圧変調デバイスに接続することがさらに可能である。電圧変調デバイスは、所望の電流／電圧特性または所望の変調を有するＲＦ電力を提供するために、測定デバイスと接続することができる。

【0019】

したがって、直流電圧源は、規定された変動しない直流電圧、経時的に変動しない調整可能な直流電圧、または時間もしくは負荷に応じて変動する直流電圧を出力することができる。（プッシュプル）発振器の損失は低く、負荷範囲にわたって実質的に一定であるため、無線周波数発振器の一次側（直流電圧側）の電圧および電力は、双極凝固などの単純な効果を実現するのに十分な精度で無線周波数側（二次側）の電圧、電流および電力を示し、無線周波数発電機、特にその電力またはその電圧の閉ループ制御を完全に回避することもできる。例えば、この目的のために、無線周波数発電機の内部抵抗は、それぞれの外科用途に適合させることができる。そのような適合は、例えば、発電機またはその構成要素などの寸法決めによって、または発電機の調整手段によって実施することができる。特に、そのような適応は、デカップリングインダクタに対する共振回路インダクタの巻線比の適切な定義によって実施することができる。

【0020】

本発明による概念により、ＲＦ電圧のそれぞれの変調により、極めて低い電力入力と同時に最大５ＭＨｚの周波数で動作することが可能になる。例えば、電力入力は、非常に低いパルス／休止比を有するＲＦ信号のパルス／休止変調によって非常に低くすることができる。それにより、電極で生成される可能性のあるプラズマを低温に保つことができ、それによって、その化学効果は医学的に有効となり、熱外科効果は、バックグラウンドに押し込まれるか、または消失する。

【0021】

本発明の有利な実施形態のさらなる詳細は、特許請求の範囲ならびに図面およびそれぞれの説明から導かれる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】器具および供給装置を有する装置の説明図である。

【図2】図１の装置を示すブロック図である。

【図3】図１の装置の改変された実施形態を示すブロック図である。

【図4】図１の装置のさらなる改変された実施形態を示すブロック図である。

【図5】無線周波数発電機の回路概念を明確にするための図１から図４の装置の回路原理を示す図である。

【図6】図１から図４による装置の回路の詳細図である。

【図7】図１の装置のさらなる改変された実施形態を示すブロック図である。

【図8】図１の装置のさらなる改変された実施形態を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

患者への外科的影響のための装置１０が、図１に示されている。ここでは明確にするために腹腔鏡バイポーラ器具として示されている器具１１は、装置１０の一部である。ハウジングとして構成されたそのハンドルから開始して、シャンク１３が遠位端に延び、その遠位端には、ハンドレバー１４の作動によって鉗子のタイプにおいて開閉することができる、例えば２つの顎部を有するツールが支持されている。例えば、互いに対向する顎部の両側には、電極１５、１６が配置され、これらの電極は、その間に位置し、ハンドレバー１４の作動によって圧縮された組織１７に電流を直接印加するのに適しており、すなわち、電流の流れが、組織１７を介して電極１５、１６間で可能にされる。組織１７は、破線の図示されたオーミック抵抗によってそれぞれ図２、図３および図４に示されている。

【0024】

器具１１は、基本的には図示されていない別の方法で構成することもできる。器具を例えば電気外科用鉗子器具などの開腹手術器具として構成すること、または電極１５、１６に加えて１つまたは複数の追加の電極を設けることが特に可能である。例えば、好ましくは組織１７の凝固のために設けられる電極１５、１６に加えて、切断電極などを設けることができる。また、器具１１を、ただ１つの活性電極１５を有する単極器具（図７）として構成することも可能である。この場合、対向電極１６が活性電極１５に割り当てられ、この対向電極は、例えば、電流回路を閉じるために患者に取り付けられる大面積の中性電極として構成される（図７）。

【0025】

器具１１は、器具１１への電流の供給に役立つ線、例えば好ましくは遮蔽されていない２本または複数本のコアケーブル１８を介して装置１９に接続される。

【0026】

さらなる説明のために、図２を参照する。器具１１および装置１９は、そこでは鎖線のブロックとして概略的に示されている。器具１１は、無線周波数出力２１と供給電圧入力２２とを備える無線周波数発電機２０を備える。無線周波数出力は、無線周波数電圧ＵＨＦ（図５）を少なくとも２つの電極１５、１６に供給し、それぞれの無線周波数電流を供給するために、少なくとも２つの電極１５、１６に接続される。電極１５、１６に印加される電圧は、典型的には、１００Ｖから数１００Ｖの間である。これはまた、個々の場合において、例えば切断電極の供給のために、例えば最大で数１０００Ｖのピーク電圧など、著しく高い値を有することもできる。

【0027】

供給電圧入力２２は、直流電圧入力であり、または整流ブロックＧが存在する場合、低周波交流電圧の入力である。この場合、供給電圧入力２２は、使用される整流回路に応じて、直流電圧ならびに低周波交流電圧を受け入れるように構成することができる。供給電圧入力２２は、それぞれの線を介して測定デバイス２３に接続され、この測定デバイスは、少なくとも１つの物理的電気的パラメータ、例えば、供給電圧入力２２に印加される電圧および／または供給電圧入力２２に流れる電流および／または供給電圧入力２２に供給される電力および／または無線周波数発電機２０の発振周波数を検出する。発振周波数を決定するために、測定デバイス２３は、無線周波数発電機に流れる電流の無線周波数リップルを検出および評価することができる。リップルの周波数は、無線周波数発電機２０の発振周波数に依存する。したがって、測定デバイス２３は、示された物理的パラメータのうちの１つまたは複数を検出し、それぞれの測定値を信号線２４を介して装置１９に供給することができる。信号線２４は、ケーブル１８の一部とすることができ、ケーブルは、これに加えて、器具１１の電流供給のための少なくとも２つのコア２５、２６を備える。

【0028】

装置１９は、典型的には１００Ｖ、１５０Ｖ、２００Ｖの供給電圧、または１２から５００Ｖの間の範囲の別の電圧を出力することができる電圧源２７を備える。電圧は、直流電圧またはそれぞれの低周波交流電圧とすることができる。電圧源は、必要な電力で電圧を器具に供給する。それにより、供給されるべき電力は、数ワットから数１００Ｗまでの範囲であることができ、典型的には１００Ｗから３００Ｗの間の範囲内にある。電力は、それによってケーブル１８のコア２５、２６を介して直流または低周波電力として器具１１に供給される。

【0029】

装置１９内には、装置１９から出力される供給電圧の量に影響を及ぼすように構成された電圧変調デバイス２８を設けることができる。電圧変調デバイス２８は、電圧源２７の一部とすることができ、または図２に象徴的に示されているように、別個のブロックとして構成することができる。電圧源２７は、バッテリ動作電圧源２７またはグリッド動作電圧源２７とすることができる。好ましくは、電圧源は、電力グリッドと器具側に設けられた供給電圧との間に、規格に適合する電位分離をもたらす。

【0030】

図１および図２に示す器具１１および装置１９は、以下のように動作する。

【0031】

器具１１がケーブル１８を介して装置１９に接続されると、器具１１は使用する準備が整う。ハンドレバー１４によって、電極１５、１６を有する顎部を移動させることができ、互いの間に組織１７を保持させることができる。次に、無線周波数発電機２０は、スイッチ２９によって作動させることができる。例えば、スイッチ２９は、この目的のために測定デバイス２３に接続することができ、測定デバイスは、その後、信号線２４を介して装置１９に解放信号を送信する。解放信号は、電圧源２７が作動されるという効果、および／または電圧変調デバイス２８が提供された直流または交流電圧をコア２５、２６に印加し、したがって器具１１に電圧および電流を供給するという効果を有することができる。最も単純な場合、電圧変調デバイス２８は、スイッチのみである。スイッチ２９の代わりに、装置１９を作動させるか、またはコア２５、２６に電流を放出するフットスイッチなどを設けることもできる。

【0032】

電圧源２７が作動されると、無線周波数発電機２０は、その供給電圧入力２２において直流電圧または低周波交流電圧を取得する。無線周波数発電機は、無線周波数で振動し始め、その無線周波数出力２１で治療電圧または治療電流を出力する。したがって、これは、環境内の電磁干渉が予想されないように、電極１５、１６に直接近接して生成される。これにより、例えばビデオ内視鏡検査中またはロボティックス適用中の他のデバイスの干渉が特に回避される。

【0033】

測定デバイス２３は、例えば、無線周波数出力２１における電流出力と密接な関係にある、無線周波数発電機２０への電流供給を監視する。例えば、治療持続時間と電極１５、１６間の電力出力との間の所望の依存性が調整されるものとする場合、電圧変調デバイス２８は、所望の期間後に器具１１の電流供給をオフに切り替えることができる。例えば、パルス幅変調されたＲＦ信号が無線周波数出力２１で出力されるものとする場合、直流電圧変調デバイス２８は、器具１１に供給される直流（または交流）電圧の量を変調することができ、例えば、これをオンおよびオフに切り替えるか、または例えば１０Ｖから１５０Ｖの２つの値間で交互に切り替える。また、電圧変調デバイス２８は、例えば、コア２５、２６への電圧出力が所望の関数に従って電流の増加と共に減少するという点で、無線周波数発電機２０の所望の内部抵抗、すなわち、所望の電圧／電流特性曲線を生成することができる。測定デバイス２３が電流測定デバイスであり、信号線２４が電流測定信号を電圧変調デバイス２８に伝送する場合、電圧変調デバイス２８は、例えば所望の曲線に従って、所望の方法で測定された電流に応じて電圧を調整することができる。無線周波数発電機２０が一定の有効性で動作する場合、所望の特性、すなわちＲＦ出力電圧とＲＦ出力電流との間の所望の依存性は、このようにしてその無線周波数出力２１で調整される。

【0034】

ケーブル２８は、例えば、最大で数ヘルツまたは数ｋＨｚまたは数１０ｋＨｚの低周波数で変調することができる直流電圧および直流電流（または低周波の交流電圧および交流電流）を案内する。ケーブル１８を介した容量性漏れ電流の干渉放射または漏れは、発生しない。

【0035】

提示される概念は、様々な点で変化し得る。第１の変形例を図３に示す。図３による器具１１は、無線周波数発電機２０と電極１５、１６とを備える。それとは別に、上記の説明は、それに応じて以下の逸脱を条件として適用される。

【0036】

測定デバイス２３は、器具１１内ではなく、装置１９内に位置する。結果として、ケーブル１８は、実際にコア２５、２６を含むが、信号線は、必要ではない。したがって、ケーブル１８は、単純な二芯非シールド線とすることができる。作動スイッチは、図３には示されていない。これはフットスイッチとして構成することができ、直流電圧の出力を放出または遮断するために装置１９に直接接続することができる。作動スイッチ２９を器具１１に取り付け、作動スイッチによって信号線を介して装置１９を制御することも可能である。さらに、ケーブル１８を介して装置１９によって供給電圧入力２２に供給された電圧または供給電圧入力から供給された電圧を供給または遮断するために、一方または両方のコア２５、２６内にオン／オフスイッチとしてのみの作動スイッチを置くことも可能である。

【0037】

さらなる改変例を図４に示す。この実施形態では、無線周波数発電機２０、ならびに測定デバイス２３および電圧変調デバイス２８は、器具１１内に配置される。装置１９は、変動しない直流電圧（または低周波交流電圧）を出力するように構成された電圧源２７のみを備える。例えば、電圧源２７は、通常の直流電圧電源、例えば高電力ＵＳＢ電源、または手術台上に設けられた電圧源、例えば直流電圧用のソケットとすることができる。例えば５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの交流電圧を有する交流電圧源を電圧源として設け、さらに電圧変調デバイス２８の上流に整流ブロックＧを接続することも可能である。それとは別に、先行する実施形態を参照する上記の説明が、それに応じて、器具１１、ケーブル１８および装置１９からなるシステムの機能に関して適用される。

【0038】

無線周波数発電機２０の構造は、基本的に図５で説明される。無線周波数発電機２０は、好ましくは電界効果トランジスタ（および／またはＧａＮトランジスタ）（好ましくはｎチャネル、エンハンスメント型、すなわち自己ブロッキング）として構成された、合計で少なくとも４つのスイッチングトランジスタＴ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４を有するプッシュプル発振器として構成される。しかし、基本的に、例えば逆電圧極性、ｐチャネル電界効果トランジスタまたはバイポーラトランジスタ（ｎｐｎまたはｐｎｐ）、ＩＧＢＴなどの場合、他のトランジスタも同一の回路構成で使用することができる。

【0039】

トランジスタＴ１、Ｔ２は、ソース電極が共通の基準電位３０（接地）に接続されている。ドレイン電極は、それぞれタップＺ１、Ｚ２を形成する。２つのトランジスタＴ１およびＴ２のゲートは、それぞれ他方のトランジスタのタップに接続されている。したがって、トランジスタＴ１およびＴ２は共に、プッシュプルモードで動作する２つのトランジスタＴ１およびＴ２を有するフリップフロップを形成する。タップＺ１およびＺ２上には、０から数ボルト（例えば２０Ｖ）の間の方形波電圧が印加され、トランジスタＴ１およびＴ２は決して同時にオンにならず、または決して同時にオフにならない。

【0040】

タップＺ１およびＺ２には、共通のゲート配置の電圧増幅器として動作するトランジスタＴ３およびＴ４の電流入力が接続されている。電流入力は、それらのソース電極によって実現される。トランジスタＴ３およびＴ４の２つのゲートは、定電圧回路３１によって提供される変動しない電圧に接続される。

【0041】

２つのトランジスタＴ３、Ｔ４のドレイン電極は、並列共振回路３２に接続された増幅器出力を形成する。これは、コンデンサ３３（または例えば直列接続で配置された複数のコンデンサ）およびインダクタ３４（または直列接続された複数のインダクタ）からなる。インダクタ３４は、供給電圧入力２２の正電位に接続されたタップ３５を備える。

【0042】

デカップリングインダクタ３６は、並列共振回路３２からのＲＦ電力をデカップリングする役割を果たし、デカップリングインダクタ３６は、インダクタ３４と変圧器結合方式で結合される。インダクタ３６は、追加の構成要素を介在させることなく電極１５、１６と接続され、したがってそれらにＲＦ電力を出力する。必要に応じて、さらに詳細には図示しない追加の電極、例えば切断電極Ｓへの供給に役立つ追加のデカップリングインダクタ３６’を設けることができる。例えば、この電極は、器具１１の顎部内に位置することができる。インダクタ３６’は、増加した電圧を出力するために、インダクタ３６と直列に接続することができる。また、異なるインダクタ構成を選択することも可能である。好ましくは、デカップリングインダクタは、電極１５、１６の間に保持された組織１７と共に、分岐のないガルバニック回路を形成する。

【0043】

トランジスタＴ１およびＴ３は共に、カスコード回路を形成する。同様に、トランジスタＴ２およびＴ４は共に、カスコード回路を形成する。並列共振回路３２は、２つのカスコード回路と共に、プッシュプルフリップフロップＴ１、Ｔ２の発振周波数を規定する並列共振回路３２付きプッシュプル発振器を形成する。プッシュプル発振器は、完全に対称的であることができ、または好ましいように、構造および寸法に関してわずかに非対称に構成することもできる。非対称性は、特にトランジスタに関する部品のばらつき、わずかなインダクタの非対称性（共振インダクタのタップは正確に中心にない）、異なる浮遊容量などに存在し得る。これは、例えば、無線周波数発振器の振動の開始をサポートすることができる。

【0044】

図６は、図５による無線周波数発電機２０をわずかにより詳細な図で示す。上記の図５による回路の説明に基づいて、これに加えて、トランジスタＴ１およびＴ２によって形成されるプッシュプルフリップフロップは、タップＺ１およびＺ２がそれぞれトランジスタＴ１およびＴ２のゲートとコンデンサ３７、３８を介して接続されるという点で容量性結合を含むことができることが示される。さらに、２つのゲートは、時間平均で同電位に保つため、抵抗３９を介して互いに接続することができる。好ましくは、コンデンサ３７、３８は、抵抗３９と共に、並列共振回路によって設定される振動周波数よりも低い、トランジスタＴ１およびＴ２によって実現されるプッシュプルフリップフロップのフリップフロップ周波数を規定する。トランジスタＴ１からＴ４は、共通のハウジング内に配置することができ、通常、冷却を必要としない。これらは冷却されない。

【0045】

並列共振回路は、並列共振回路３２における過電圧を回避するために、基準電位３０に２つのＺダイオードＺＤ１およびＺＤ２を介して接続することができる。

【0046】

定電圧回路３１は、ＺダイオードＺＤ３と、抵抗４１を介して電流が供給されるコンデンサ４０との並列接続によって実現することができる。

【0047】

図６による回路は、無線周波数発電機２０に加えて、ここでは一例としてシャント４２によって表される測定デバイス２３も備える。これは、電圧源２７から無線周波数発振器２０に至る線内に位置する低オーミック抵抗によって実現される。さらに、ブロック４３は、測定デバイス２３の一部であり、この測定デバイスは、電流測定のためにシャント４２上に印加される電圧を検出し、それぞれの制御信号を電圧変調デバイス２８に供給する。線４４を介して、ブロック４３はまた、電圧入力２２において印加される電圧を検出することもできる。

【0048】

電圧変調デバイス２８は、トランジスタＴ５によって実現することができ、そのドレインソース接続（またはコレクタエミッタ接続）は、電圧源２７から供給電圧入力２２に至る線内に配置される。信号線２４は、トランジスタＴ５のゲートに接続することができる。

【0049】

電圧源２７によって無線周波数発電機２０に供給される電流を平滑化するために、タップ３５に通じる線内にリアクタＤを設けることができる。さらに、バッファコンデンサを、電圧入力（整流ブロックＧが存在する場合、整流ブロックＧの下流）に設けることができる。

【0050】

ブロック４３は、無線周波数発電機２０の所望の機能を制御することができる。無線周波数発電機２０がトランジスタＴ５を介して定電圧を受け取る限り、この発電機は、その出力において、電極１５、１６に電流を印加するための特定の無線周波数電圧を提供する。電極１５、１６に流れる電流は、シャント４２およびブロック４３によって検出される。ブロック４３は、所望の電流／電圧依存性を規定することができる。異なる電流／電圧依存性が提供され、選択可能であることを実現することが可能である。例えば、発電機出力電圧が電流の増加に伴って低下するものとする場合、ブロック４３は、それに応じて線２４を介してトランジスタＴ５を制御することができる。ブロック４３は、図６に破線で示す線を介して供給電圧入力２２に接続することができ、そこに印加される電圧を測定することができる。測定された電圧は、トランジスタＴ５の制御に用いることができる。トランジスタＴ５は、アナログまたはパルス（オン／オフ）動作モードで動作することができる。線２４を介してトランジスタＴ５をそれぞれ解放または遮断することによって、無線周波数発電機２０をオンまたはオフに切り替えることができ、あるいは高電力と低電力との間で切り替えることができる。他のタイプの変調も可能である。

【0051】

本発明による概念は、様々な利点を有する。図５および図６によるプッシュプル発振器は、特に小さい構成での実現を可能にする。トランジスタＴ１からＴ４の冷却は不要であり、実際には、無線周波数発電機が１００Ｗを超える電力を出力する場合も不要である。さらに、患者回路内、すなわち無線周波数発電機２０の無線周波数側では、任意の電流または電圧センサを省略することができる。患者回路は、非分岐回路である。測定デバイス２３（および必要に応じて追加の測定デバイス）を直流回路内に設けることができる。無線周波数発電機２０の振動周波数でさえ、シャント４２で、例えば、そこで発生する電流リップルにより検出することができる。一次側の電流、電圧および電力は、患者側のＲＦ電圧を十分に正確に示す。これは、無線周波数発電機２０の損失が低く、その負荷範囲にわたって実質的に一定であるためである。こうして、直流側で決定された一次測定値によるＲＦ電圧、ＲＦ電流またはＲＦ電力の閉ループ制御を実現することができる。ＲＦ側の電流および電圧センサの省略により、直流回路とＲＦ回路との間の、規格によって規定される非常に長い絶縁距離にわたる結合容量も低減される。したがって、システムの無線周波数漏れ電流が、低減される。

【0052】

双極凝固などのより単純な効果を実現するために、閉ループ制御を完全に省略することもできる。例えば、非閉ループ制御された無線周波数発電機２０の電力曲線は、この目的のために外科用途に適合させることができる。そして、負荷インピーダンス（すなわち、生体組織１７の抵抗）は、流れる電流を規定する。対応する調整は、発電機の出力回路、例えばインダクタ３４、３６の互いに対する巻線比を変更することによって、またはインダクタ３４、３６間の結合係数をそれぞれ定義することによって行うことができる。共振回路のＬ／Ｃ比を用いた共振回路インダクタ３４とデカップリングインダクタ３６との間の結合係数の適切な寸法決めによって、リアクタＤの適切な寸法決めによって、無線周波数発電機の内部抵抗、すなわち組織１７によって形成される負荷からのＲＦ電流の依存性を決定することができる。

【0053】

このような調整は、別の点での干渉によって、例えばトランジスタＴ３、Ｔ４のゲートのゲートバイアスの変更によって行うこともできる。加えて、短絡またはアイドリングなどの特定の負荷条件の複雑な監視は必要ない。既知の発電機と比較して、実質的に単純化された設計結果が得られる。また、既知の発電機の場合のように、制御による周波数の複雑な追跡は必要ではない。自励発振システム、すなわち無線周波数発電機２０は、外部クロック発生器も特定の監視回路も必要としない。

【0054】

図７に示すように、無線周波数発電機２０はまた、中性電極１６上に配置することもでき、したがって器具１１の一部とみなされる必要がある。したがって、図１～図６による実施形態の上記の説明は、既に導入された参照符号に基づいて適用される。すべての実施形態において、器具１１内または器具１１の隣に無線周波数発電機２０が位置することにより、より高い周波数、例えば４ＭＨｚの発電機を合理的に使用する可能性が提供される。このような高放射周波数の場合でも、本発明による概念では、発生する干渉および容量性漏れ電流は低い。

【0055】

図８は、無線周波数発電機２０に解放可能に接続された器具１１を有する本発明の好都合な実施形態を示しており、無線周波数発電機は、例えば器具１１のハウジングに差し込まれるように直接構成することができ、またはケーブル１８の延長部内に配置することができる。例えば、無線周波数発電機２０はまた、ケーブル１８がそれによって装置１９に接続されることになるケーブル１８の近位コネクタ内に配置することもできる。図８による器具は、非閉ループ制御されて動作する無線周波数発電機２０とすることができ、そのＲＦ出力側の内部抵抗は、所望の外科効果、例えば凝固または組織融合に適合される。無線周波数発電機２０の内部抵抗は、線形または非線形とすることができる。これは、インダクタ３４、３６間の結合係数のそれぞれの寸法設定（図５および図６）、リアクタＤの適切な値の寸法設定（図６）、または電圧源１８の内部抵抗のそれぞれの設定によって、必要に応じて定義することができる。図８による実施形態では、測定デバイス２３および電圧変調デバイス２８を省略することができる。しかし、図３の基礎となるように、測定デバイス２３および電圧変調デバイス２８を無線周波数発電機２０上に直接配置するか、または代替として装置１９内に配置することも可能である。図８による実施形態に基づくすべてのそのような改変形態では、発電機は、器具１１から取り外すことができ、したがって再使用可能な器具ケーブル１８内に取り付けることができる。次いで、器具１１は、単回使用のみでその後に廃棄するために提供することができる。発電機２０はまた、器具１１およびそのケーブル１８と装置１９との間に取り付けられる中間コネクタまたは中間ケーブルとしての別個のハウジング内に設けることもできる。無線周波数発電機２０はまた、図７に着想されるように、中性電極１６上またはその近傍の別個の取り外し可能なハウジング内に設けることもできる。

【0056】

本発明による電気外科用器具１１は、生体組織に電気的に作用するための少なくとも１つの電極１５、１６を備える。電極は、電極１５および／または１６に直接近接して配置された無線周波数発電機２０と結合される。無線周波数発電機は、１００ｋＨｚから１０ＭＨｚの間の周波数で自己制御式に振動し、好ましくは一定のまたは適時に変動する直流電圧によって供給される。したがって、器具１１は、低周波電圧または直流電圧を供給する線を介して、供給源、例えば装置１９と接続される。

【符号の説明】

【0057】

１０ 装置
１１ 器具
１２ ハンドル
１３ シャンク
１４ ハンドレバー
１５ 電極
１６ 電極または中性電極
１７ 生体組織
１８ ケーブル
１９ 装置
２０ 無線周波数発電機
２１ 無線周波数出力
２２ 供給電圧入力
Ｇ 任意選択の整流ブロック
ＵＨＦ 無線周波数電圧
２３ 測定デバイス
２４ 信号線
２５、２６ ケーブル１８のコア
２７ 電圧源
２８ 電圧変調デバイス
２９ スイッチ
３０ 基準電位
Ｔ１～Ｔ４ トランジスタ
３１ 定電圧回路
３２ 並列共振回路
３３ コンデンサ
３４ インダクタ
３５ タップ
３６、３６’ デカップリングインダクタ
Ｓ 切断電極
３７、３８ コンデンサ
３９ 抵抗
ＺＤ１～ＺＤ４ Ｚダイオード
４０ コンデンサ
４１ 抵抗
４２ シャント
Ｔ５ トランジスタ
Ｄ リアクタ
４３ ブロック、測定デバイス
４４ 導管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【外国語明細書】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】