电外科发生器的制造方法
【专利摘要】本公开涉及电外科发生器。该电外科发生器包括：电外科能量输出端，其被配置为在用于治疗组织的导电液环境中将电外科能量输送到双极末端执行器组件；以及控制器，其具有硬件处理器，被配置为基于阻抗与功率的关系曲线控制从输出端输送到双极末端执行器组件的电外科能量的波形，使得该波形在切割模式和止血模式之间振荡。本公开的一实施例的目的是提供一种改进的电外科发生器。本公开的一实施例的效果是提供了一种改进的电外科发生器。
【专利说明】
电外科发生器
【技术领域】
[0001]本公开涉及电外科发生器和系统，更具体地涉及用于在在盐水环境中执行手术的电外科发生器和系统。
【背景技术】
[0002]前列腺的经尿道切除术(TURP)被用来治疗通常被称为良性前列腺增生症(BPH)的前列腺的良性肿大。该切除包括对切除的组织的组织分割(例如，切割)和止血(例如，凝血/脱水)，以控制和减少出血。治疗BPH的常规方法包括使用单极电切镜，在单极电切镜中，电流通过患者的身体经由有源电极流到远程返回电极。通常，非导电性流体，例如甘胺酸(Glycene)或山梨糖醇，用于冲洗手术部位。但是，这些流体在程序过程中被身体吸收，从而潜在地导致被称为经尿道前列腺切除术(TUR)综合征的患者电解质不平衡。因此，这种手术程序所允许的时间量通常被限制为一个小时或更小。
[0003]最近，已经开发了一种TURP技术，该TURP技术使用双极电切镜，从而消除了使电流通过身体流到远程返回电极的需要，并且由此减少了由于流过患者身体的电流所导致的附带损伤的风险。在双极TURP程序中，使用盐水作为冲洗液，从而减轻了患者发展TUR综合征的风险。由于较低效的能量转移而以比单极TURP通常慢的切除速度进行双极TURP。但是，由于降低了使用盐水造成的TUR综合征的风险而可允许该较慢的切除速度。
[0004]电外科发生器，例如射频(RF)电外科发生器，产生被设计用来优化治疗的组织的切割和止血的波形。但是，由于盐水的导电性质，被配置用于气体(空气)环境中的常规波形在导电液环境(例如，盐水环境)中具有降低的或者甚至不期望的效应。
实用新型内容
[0005]为解决上述问题，本实用新型的一实施例的目的是提供一种改进的电外科发生器。
[0006]根据本公开的一方面，提供一种电外科发生器，其特征在于，其包括:
[0007]电外科能量输出端，其被配置为在用于治疗组织的导电液环境中将电外科能量输送到双极末端执行器组件；以及
[0008]控制器，其具有硬件处理器，被配置为控制从输出端输送到双极末端执行器组件的电外科能量的波形，使得该波形在切割阶段和止血阶段之间连续地振荡:
[0009]在切割阶段中，波形包括切割能量Ec，其中Ec>ETm，并且，Ethi是当电外科能量经由导电液在双极末端执行器组件的第一和第二电极之间流动时产生电弧所需的能量，切割阶段被配置为促进开始和维持组织的切割；并且
[0010]在止血阶段中，波形包括止血能量Eh,其中EH〈ETH2,并且，Eth2是当电外科能量经由导电液在第一和第二电极之间流动时维持电弧所需的能量，止血阶段被配置为促进组织的脱水和凝血中的至少一个。
[0011]根据一实施例，双极末端执行器组件被合并到双极电切镜中。
[0012]根据一实施例，E。和EH中的至少一个根据感测到的反馈数据、用户输入和经验数据中的至少一个来确定。
[0013]根据一实施例，E。和Eh中的至少一个根据其中阻抗数据被与能量数据相关的阻抗曲线来确定。
[0014]根据一实施例，切割阶段持续了第一时间间隔，而止血阶段持续了第二时间间隔，并且，处理器被配置为控制第一和第二时间间隔。
[0015]根据一实施例，第一时间间隔在5ms和1ms之间，并且,第二时间间隔为40ms。
[0016]根据一实施例，第一和第二时间间隔分别根据第一和第二电极中的至少一个在切割阶段和止血阶段期间的移动距离来确定。
[0017]根据一实施例，第一和第二时间间隔根据感测到的反馈数据、用户输入和经验数据中的至少一个来确定。
[0018]根据一实施例，所述电外科发生器还包括在第一和第二时间间隔之间的第三时间间隔，其中，在第三时间间隔期间，波形接近零。
[0019]根据一实施例，处理器被配置为接收感测到的反馈数据并基于感测到的反馈数据来修改Ec和Eh中的至少一个。
[0020]根据一实施例，感测到的反馈数据包括以下至少之一:组织阻抗、温度、电流、电压、功率和电极中的至少一个的移动量。
[0021]根据一实施例，在切割阶段和止血阶段中的每一个中的电外科能量输出是连续的。
[0022]根据一实施例，波形是电压波形，并且，Ec为600V且Eh为150V。
[0023]根据本公开的另一方面，提供一种电外科发生器，其特征在于，其包括:
[0024]电外科能量输出端，其被配置为在用于治疗组织的导电液环境中将电外科能量输送到双极末端执行器组件；以及
[0025]控制器，其具有硬件处理器，被配置为基于阻抗与功率的关系曲线控制从输出端输送到双极末端执行器组件的电外科能量的波形，使得该波形在切割模式和止血模式之间振荡。
[0026]根据一实施例，功率变化率被减幅。
[0027]根据一实施例，在功率增加期间的减幅量不同于在功率减小期间的减幅量。
[0028]根据本公开的一方面的效果是提供了一种改进的电外科发生器。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]在本文中参照附图描述本公开的各个方面，在附图中，相同的附图标记表示相同或相似的元件:
[0030]图1是根据本公开的被提供使用的电切镜(resectoscope)的侧视图；
[0031]图2A是根据本公开的被提供使用的且被配置为与图1的电切镜一起使用的末端执行器组件的放大的透视图；
[0032]图2B是根据本公开的被提供使用的且被配置为与类似于图1的电切镜的电切镜一起使用的另一个末端执行器组件的放大的透视图；
[0033]图3是根据本公开提供的且被配置为与图1的电切镜一起使用的发生器的前视图；
[0034]图4是根据本公开的被提供使用的且被配置为与图3的发生器一起使用的脚踏板组件的俯视图；
[0035]图5是图3的发生器的框图；
[0036]图6是与由图3和4的发生器提供的电外科信号相关联的能量输送曲线；
[0037]图7是与在导电液环境中施加的电外科能量相关联的阻抗-功率曲线；
[0038]图8是凭经验获得的与对凝胶体模施加电外科能量相关联的波形的图；
[0039]图9是电外科波形在切割电压和脱水电压之间交替的图；以及
[0040]图10是电外科波形在切割功率和脱水功率之间交替的图。
【具体实施方式】
[0041]如本文中所使用的，术语“远端”指较远离操作者的那一部分，而术语“近端”指较接近操作者的那一部分。此外，本文所描述的各个方面中的任何方面在它们一致的程度上可以与本文所描述的其他方面中的任何方面结合使用。
[0042]根据本公开提供的系统、设备和方法合并了包括控制器和由控制器控制的电外科能量输出端的发生器，用于在导电液环境中将电外科能量输送到双极末端执行器组件以治疗组织。控制器包括硬件处理器，被配置为将连续的电外科能量波形输送到双极末端执行器组件。该连续的电外科能量波形实现切割和止血这两个临床目标。更具体地说，通过以或高于足以产生电弧和侵蚀组织的最小电压电平或功率输送能量，实现切割。另一方面，通过以或低于停止发生电弧的最大电平输送电压或功率，实现止血。为了在导电环境中的程序(例如，TURP程序)中实现有效的组织治疗，提供较高电压功率的相对较短的脉冲，以促进末端执行器组件的推进，以例如切割通过组织，然后利用相对较长的、较低的电压时段来实现止血。当从切割模式转变到止血模式时，充分地减小功率，以使在切割时段建立的电弧场崩溃。当从止血模式转变回到切割模式时，充分地增加功率，以再次开始和维持电弧。下面详细地描述本公开的这些和其他方面和特征。
[0043]现在转到图1至2A，根据本公开的被配置使用的双极电外科电切镜总体由附图标记10示出。虽然在这里示出和描述了电切镜10，但是可设想到，可以提供被配置为在盐水环境中治疗(例如，消融，烧灼，去除，切割，脱水，凝血等)组织的任何合适的双极电外科装置来根据本公开进行使用。出于本文的目的，一般性地描述电切镜10。
[0044]继续参照图1至2A，电切镜10限定了纵轴“X-X”并且包括手柄组件20、从手柄组件20向远端延伸的外套筒12以及可操作地耦合到手柄组件20并且可滑动地设置在外套筒12内的末端执行器组件100。手柄组件20被配置为例如通过致动可移动手柄22以从外套筒12伸出或缩回末端执行器组件100来促进电切镜10的抓取和/或末端执行器组件100的操纵。可以通过手柄组件20和外套筒12可移动地插入内窥镜30，以为外科医生提供手术部位的增强视图。末端执行器组件100可以包括与其耦合的引导管40，以促进将内窥镜22通过外套筒12引入手术部位。
[0045]电切镜10的外套筒12由导电材料形成，该导电材料在其内外表面上基本上被绝缘体14涂敷或包围。但是，外套筒12的远端部分16被暴露，即，绝缘体14没有完全延伸到外套筒12的远端，从而外套筒12限定导电远端部分16。外套筒12的导电远端部分16充当电切镜的返回电极120。外套筒12还包括被设置在手柄组件20内的暴露的导电近端部分(未明确地示出)。外套筒12的暴露的导电近端部分(未明确地示出)被配置为通过第二连接器线缆60促进外套筒12 (并且由此还有返回电极120)到诸如发生器200 (图3和5)的能量源的电耦合，如下面更加详细地描述的。
[0046]电切镜10还可以包括与诸如发生器200 (图3和5)的能量源可操作地连接的位置传感器90。发生器200 (图3和5)使用位置或位置导数(B卩，速度)，以调整切割和止血阶段的持续时间，这将在下面被更加详细地描述。更具体地说，较慢移动的电极110将通常需要较少的止血效果，而较快移动的电极110将通常需要增加的切割效果。另外，虽然发生器200 (图3和5)可以被激活以在用于静态止血的凝血模式中使用，但是发生器200 (图3和5)可以被配置为对于切割模式中的使用不激活，除非电极110正在切割方向上移动。通常，当从行程的远端范围向近端移动电极110时，使用切割。但是，切割的方向是在发生器200(图3和5)处用户可选择的，并且，可以是远端至近端、近端至远端，或两者。可替换地，传感器90可以检测施加到电切镜10的力以移动切割环状电极110通过组织并以类似的方式调整切割和止血阶段的持续时间，以便维持恒定的阻力。
[0047]参照图2A，与图1结合，末端执行器组件100包括从具有Y形远端部分116的绝缘管114延伸的导线环状电极110。导线环状电极110充当电切镜10的有源电极110，而如上所述，外套筒12的导电远端部分16充当返回电极120。更具体地，当导线环状电极110被供电时，电流从导线环状电极110流到组织以治疗组织。当充分的电压被施加到导线环状电极110时，可能会发生电弧，从而促进切割组织。另一方面，在较低的电压，例如在不发生电弧的情况中，可以进行对组织的脱水/凝血，以实现止血。在经过组织时，能量通过组织或周围的导电液返回到返回电极120，并且最终返回到能量源，例如，发生器200 (图3和
5)。虽然导电环状电极110被配置用于导电液环境(例如,盐水环境),但是末端执行器组件100可以可替换地被配置用于其他手术环境中。
[0048]参照图2A，与图1结合，被容纳在绝缘管114内的导线环状电极110的细长部分118在近端延伸通过电切镜10的绝缘管114和外套筒12，最终与第一连接器线缆50耦合，以促进导线环状电极110与诸如发生器200 (图3和5)的能量源电耦合。如上所述，外套筒12的返回电极120经由第二线缆连接器60与发生器200 (图3和5)耦合。也就是说，电极110、120经由相应的线缆连接器50、60与发生器200 (图3和5)电耦合，以便在发生器200 (图3和5)和末端执行器组件110之间传送能量。此外，当末端执行器100被设置在其中导线环状电极110从外套筒12向远端延伸的延伸位置时，电极110、120相对于彼此被定位为促进从有源电极110传送电外科能量通过组织和/或诸如盐水的导电液，以治疗组织，并且通过外套筒12的返回电极120将能量返回到发生器200(图3和5)。更具体地，在处理期间，在电极110、120都被设置(例如，沉浸)为与组织和/或例如盐水的导电液物理和电接触的同时，从发生器200 (图3和5)提供电外科信号，以对导电环状电极110供电，从而产生允许电流通过组织和/或盐水从有源电极110流到返回电极120的电流路径。从有源电极110施加电外科能量到与其接触或与其紧密靠近的组织，从而进行组织处理，例如，切割组织和/或对组织的脱水/凝血以实现止血。
[0049]如上所述，电切镜10被配置用于导电液环境(例如，盐水环境)中。盐水可以被引入到手术部位，以扩张手术部位，提供适当的导电性，冲洗手术部位，和/或以阻止气体进入手术部位。盐水由于其导电性和等渗性质而通常被使用，例如，因为盐水在组成上与其他体液相似。可以经由与电切镜10集成或与其独立的冲洗系统(未示出)将盐水提供到手术部位。
[0050]现在转到图2B，示出总体由附图标记100’指示的末端执行器组件的另一个实施例，该末端执行器组件类似于末端执行器组件100 (图2A)，并且被配置为与类似于电切镜10 (图1)的电切镜一起使用。末端执行器组件100’包括从具有Y形远端部分116’的绝缘管114’向远端延伸的导线环状电极110’。绝缘管114’又延伸通过外导电部件120’并从其向远端延伸，该外导电部件120’充当末端执行器组件100’的返回电极120’。换句话说，末端执行器组件100’与末端执行器组件100 (图2A)的不同之处在于，围绕末端执行器组件100’的绝缘管114’设置的外导电部件120’充当返回电极120’，从而避免提供外套筒12 (参见图1)的导电远端部分16的需要。绝缘管114’分别在有源电极和返回电极110’、120’之间提供充分的分离，以抑制短路。与上面关于末端执行器组件100 (图2A)描述的类似，导线环状电极110’的细长部分118’最终与第一连接器线缆50 (图2)耦合，以促进导线环状电极110’与发生器200 (图3和5)电耦合，而外导电部件120’的近端最终与第二连接器线缆60 (图2)耦合，用于类似的目的。
[0051]参照图3至5，发生器200被示出被配置为射频(RF)电外科发生器。发生器200包括:有源电极端子250，其被配置为接收或以另外的方式将电切镜10 (图1)的第一线缆连接器50的插头端耦合到发生器200 ；以及返回电极端子260，其被配置为接收或以另外的方式将电切镜10 (图1)的第二线缆连接器60的插头端耦合到发生器200。发生器200还设置有用于向用户显示信息的至少一个显示屏幕204、用于激活发生器200的开/关供电开关206、用于与电源(未示出)耦合的电源接口 208以及用于接收脚踏板组件300的脚踏板线缆连接器310的插头端的踏板插孔210。显示屏幕204可以是允许用户输入数据和/或控制发生器200的操作的触摸屏。
[0052]如图4所示，与图1至3结合，脚踏板组件300通常包括脚踏板304 (多个脚踏板304也可被设想到)和被配置为将脚踏板304与发生器200可操作地耦合的脚踏板线缆连接器310，使得脚踏板304的选择性致动控制将电外科能量施加到电切镜10的电极110、120。另外或者可替换地，一个或多个致动器80可以被设置在电切镜10上，以便选择性地控制将电外科能量施加到电极110、120。致动器80和脚踏板304可以被配置为控制相同或不同的功能。例如，致动器80和/或脚踏板304可以被激活以选择不同的操作模式，例如切割模式、脱水/凝血模式或者组合切割和脱水/凝血模式，这些操作模式中的任何模式都可以被配置为默认模式。
[0053]参照图3和5，发生器200被设置有RF输出级502、电源504和控制器506，该控制器506具有至少一个处理装置508，用于控制RF输出级502和/或电源504。发生器200还包括用于产生定时信号的时钟(CLK)510。一个或多个传感器512被提供用于感测和提供各种参数的反馈给控制器506。更具体地，一个或多个传感器512可以被定位在手术部位处，例如，在电切镜10 (图1)上，和/或在发生器200上或中，以便测量与组织、末端执行器组件100 (图1至2A)的电极110、120或发生器200相关联的电或物理性质。传感器512可以被配置为例如测量:阻抗?’温度;电极110、120 (图1至2A)的移动速率；(在末端执行器组件100 (图1至2A)和发生器200 二者处的)电流、电压和/或功率，并且将对应的反馈数据转送到控制器506。
[0054]继续参照图3和5，发生器200还包括多个软件模块，包含用户接口(Π )模块514、仪器识别器模块516、模式选择器模块518、切割/凝血曲线产生模块520和能量控制模块522。这些模块514、516、518、520和522中的每一个都包括能够由一个或多个处理装置508执行的可编程指令，并且可以被存储在可由处理装置508访问的非暂态计算机可读存储介质上。合适的非暂态计算机可读存储介质包括EEPROM、ROM、RAM、硬盘驱动器、CD、智能卡、
3.5"软盘等。如下面将更加详细地描述的，处理装置508使用模块514、516、518、520、522和/或其他输入，例如Z曲线536、切割速率数据532、脱水/凝血速率数据534、传感器数据512、患者和手术程序数据530等来控制发生器200执行下面描述的各种功能以实现期望的电外科效果。
[0055]与处理装置508结合的UI模块514被配置为例如通过显示屏幕204的触摸屏能力来处理来自用户输入装置的用户输入并例如通过显示屏幕204和/或可听信号来将信息输出到用户。当诸如电切镜10 (图1)的仪器与发生器200耦合时，并且/或者，当诸如脚踏板组件300的致动装置与踏板插孔210耦合时，通过检测线缆连接器50 (图1)存在于发生器200的有源电极端子250处，仪器识别器模块516进行识别。仪器识别器模块516还可以被配置为确定与发生器200接合的仪器和/或致动装置的特定类型。当电切镜10(图O与发生器200适当地耦合时，仪器识别器模块516产生“电切镜存在”信号。
[0056]模式选择器模块518被配置为接收用户输入模式选择信息。例如，用户可以例如通过在显示屏幕204上输入信息来选择处理模式。如上所述，通过将致动器80 (图1)和/或脚踏板304 (图4)致动到期望的模式，可以可替换地或另外选择操作模式。在任一种配置中，虽然其他模式也可被设想到，但是，用户可以在切割模式、脱水/凝血模式或者组合切割和脱水/凝血模式(例如，在切割和脱水/凝血之间自动地转变的交替模式)之间选择。当组合切割和脱水/凝血模式被选择时，模式选择器模块518产生“切割&凝血”信号。
[0057]参照图1至2A和5至6，一旦电切镜10与发生器200耦合了，例如一旦产生了“电切镜存在”信号，并且，当电切镜10被激活用于组合切割和脱水/凝血模式中时，例如当产生了“切割&凝血”信号时，切割/凝血曲线产生器模块520产生由能量控制模块522遵循的能量输送曲线600，用于调整RF输出级502和/或电源504的输出，以控制被提供给有源电极110的电压。更具体地，能量控制模块522控制由RF输出级502和/或电源504产生的电压波形的幅度，以在切割模式和脱水/凝血模式之间交替(虽然切割/凝血曲线产生器模块520和能量控制模块522可以可替换地被配置为调整其他输出能量参数，例如，电流幅度或功率幅度)。
[0058]能量控制模块522基于由切割/凝血曲线产生器模块520产生的能量输送曲线600使用目标能量特性(在本示例中为V1、V2、V3)和/或目标时间限度来控制RF输出级502和电源504中的至少一个。为了实现此，能量控制模块522产生用于控制控制RF输出级502和/或电源504的一个或多个部件的控制信号。能量控制模块522还可以通过使用CLK510测量经过的时间并与时间限度(例如“t/’Zt/’Zt/’)进行比较来控制RF输出级502和/或电源504。
[0059]继续参照图1至2A和5至6，在切割模式中，电压波形的幅度被增加以满足或超出第一电压阈值Vthi ,该第一电压阈值Vthi对应于当在盐水环境中操作时在有源电极110和返回电极120之间产生电弧所需的最小电压。照此，利用电弧的发生，可以容易地实现组织切割。
[0060]在切割模式中的操作之后，切割/凝血曲线产生器模块520转变到脱水/凝血模式，使得电压波形的幅度被降低到或低于第二电压阈值Vth2，该第二电压阈值Vth2对应于当在盐水环境中操作时在有源电极110和返回电极120之间维持电弧所需的最小电压。换句话说，一旦电压波形的幅度被降低到或低于第二电压阈值Vth2，则停止发生电弧，并且，代替地，进行组织的脱水/凝血，以实现止血。如可以认识到的，Vthi通常大于VTH2，因为产生电弧所需的电压阈值通常小于维持电弧所需的电压阈值。
[0061]在脱水/凝血模式完成之后，切割/凝血曲线产生器模块520转变回到切割模式，重复上述过程。切割/凝血曲线产生器模块520在切割模式和脱水/凝血模式之间连续地自动地振荡预定的周期数、预定的时间量，或者根据来自外科医生的开始/停止输入振荡。
[0062]参照图6,与图5结合,不出不例性的能量输送曲线600。由能量输送曲线600表示的波形包括三个阶段:第一阶段602、第二阶段604和第三阶段606。波形包括分别与每一个阶段602、604、606相关联的目标电压幅度m可以根据其他能量特性可替换地提供能量输送曲线600，照此，每个阶段602、604、606可以同样地与诸如电流幅度、功率幅度等的其他能量特性相关联。
[0063]继续参照图6，第一阶段602被配置为开始切割，例如，开始切割模式中的操作。切割开始需要相对较高的电压脉冲，并且持续第一时间段“t/’，例如，约5ms。第一阶段602的目标电压是V1，其中V1Mthiij虽然其他电压可被设想到，但是V1以举例的方式被指示为约600V。也就是说，第一阶段602对应于切割模式的开始，其中，电压波形的幅度被增加到(到电压V1)超过第一电压阈值Vthi，从而加热组织以汽化，建立汽泡并在盐水环境中的有源电极110和返回电极120 (参见图1至2A)之间产生电弧，以促进切割组织。
[0064]第二阶段604被配置为维持在第一阶段602期间建立的电弧，例如，以维持组织的汽化切割。也就是说，第二阶段604对应于(开始后)切割模式。维持切割模式需要提供相对中等的电压脉冲，并且持续第二时间段“t2”，例如，约5ms。第二阶段604的电压波形的幅度是V2，其中VTH2〈V2〈VTH1。虽然其他电压可被设想到，但是V2以举例的方式被指示为约400V。在V2大于维持电弧所需的最小电压Vth2的情况中，在该第二阶段604期间维持组织切割。但是，由于已经建立电弧并且由于维持电弧所需的电压通常小于建立电弧所需的电压，所以电压V2不必大于Vthi。
[0065]在一些实施例中，不利用明显的开始阶段。确切地，电压波形的幅度被增加(到电压V1)并被维持在电压V1处，以开始和维持切割操作模式。在这样的配置中，对应于切割操作模式的阶段(例如，施加电压V1的阶段)可以被保持等于Vt2 (约1ms)的时间段，或者，可以被保持等于h或t2 (约5ms)的时间长度。在任一种配置中，这导致高电压功率的相对较短“脉冲”以促进组织切割，同时，如在下面描述的，在对应于脱水/凝血模式的第三阶段606中，能量以相对较低的功率被施加较长的持续时间。此外，虽然下面针对三个阶段602、604和606来描述本公开，但是可设想到，仅仅通过排除第二阶段604并将第一阶段602扩展为包括切割操作模式的开始和维持，下面的描述等同地适用于两个阶段。
[0066]第三阶段606被配置为在切割组织之后(例如，分别在第一阶段和第二阶段602、604之后)进行组织的脱水/凝血以实现止血。脱水/凝血需要电极与组织接触并且与组织汽化切割相关联的汽泡被崩溃(由于相对较低的电压)，并且持续第三时间段“t3”，例如，约40ms。第三阶段606的电压波形的幅度是V3，其中V3〈VTH2。虽然其他电压可被设想到，但是V3以举例的方式被指示为约150V。由于V3小于在盐水环境中维持汽泡和电弧所需的最小电压VTH2，所以不会发生电弧，并且从而基本上抑制组织切割。确切地，在该相对较低的电压V3处，进行接触脱水/凝血，以实现止血。在实施例中，可以在第二阶段604和第三阶段606之间提供断开时段或低功率时段，以帮助确保停止电弧并且使与组织汽化切割相关联的汽泡崩溃。可替换地，如下面针对图8描述的，与输入波形相比的实际波形的过冲有效地建立断开时段，而不需要不输送能量的实际的断开时段，以便允许停止电弧和使汽泡崩溃。
[0067]参照图5至6，切割/凝血曲线产生器模块520可以根据各种因素设置或修改时间间隔‘％”、％”、‘％”和/或电压WV3，所述因素包括:第一和第二阈值电压Vthi和Vth2 ；控制器506可访问的数据，例如患者和手术程序数据530 (患者年龄、重量、性别、身体质量指数(BMI)等)，切割速率数据532和/或脱水/凝血速率数据534 ;要执行的特定的手术程序，例如器官的切除、生长的去除等；使用的仪器，例如电切镜10 (图1);以及/或者其他考虑事项。
[0068]另外参照图7，切割/凝血曲线产生器模块520可以根据控制器506可访问的阻抗曲线(Z曲线)536来另外地或可替换地建立能量输送曲线600。例如，这样的功率与阻抗的关系曲线可以被实现，使得功率基于组织阻抗的变化来有意地振荡，以在切割模式和止血模式之间进行反复的转换。通常，当(一个或多个)电极与组织部接触时，存在高阻抗，例如，高于阻抗Z3的阻抗。此时，增加功率，使得产生电弧开始电压(第一阶段602，图6)。当建立电弧并且/或者组织被电极接触时，功率被降低，使得产生维持电压(第二阶段604，图
6)，以维持组织切割。可替换地，如上所述，第一阶段602可以被保持以维持组织切割而没有将功率降低到维持电平，例如，没有转变到第二阶段604。当组织被切割时，在电极和下面的新鲜组织之间产生空间，阻抗从例如阻抗Zl (或者，高于阻抗Z3的阻抗)下降到阻抗Z2(或者在阻抗Z2和阻抗Z3之间的阻抗)。作为响应，功率被降低，从而电压下降到电弧开始电压以下，终止电弧，并且，发生组织脱水，例如，进入脱水阶段(第三阶段606，图6)。应该注意到，在脱水阶段期间，组织阻抗可以不同地出现，例如，取决于电极的移动速率，因此，可能会期望在发生这事期间根据阻抗的变化增加或减小功率输出。虽然在正方向上改变斜率也可被设想到，但是这可以通过例如在负方向上改变片段712的斜率来实现。通常，请注意，功率曲线片段的位置和斜率可能会对于不同的电极和应用而改变，并且，该曲线遵循的速率很可能是重要的参数。也就是说，仅仅出于示例性的目的，提供图7中示出的功率阻抗曲线700，以图示基于阻抗的实施方式，并且，功率阻抗曲线700可能必须根据特定的目的而被定制。
[0069]为了基于组织的阻抗来分别确定能量输送曲线600的第一、第二和第三阶段602、604、606的能量特性和/或持续时间，参考在图7中示出的示例性的阻抗-功率曲线(Z曲线)700。也就是说，可以使用Z曲线700来根据组织的阻抗或阻抗的变化建立分别与能量输送曲线600的阶段602、604、606相关联的目标电压幅度￥^2和V3和/或时间间隔“t/’、“t2”、“t3”。组织的阻抗可以由一个或多个传感器512来测量，从而，例如，类似于上面针对基于组织阻抗的变化改变功率描述的，响应于由(一个或多个)阻抗传感器512提供的感测到的反馈信息，可以动态地实现Z曲线700。可以基于经验数据(例如，通过访问存储合适的经验数据的查找表)来计算或确定阻抗阈值，例如，ZpZyZ3t5可替换地，Z曲线700可以被配置为确定诸如电流或电压的其他能量特性作为组织阻抗的函数。可以被合并到Z曲线700和/或能量输送曲线600的其他感测到的反馈信息包括:温度反馈数据；电流、电压和/或功率反馈数据；电极移动反馈数据等。
[0070]在使用中，在切割模式的开始期间，例如，在第一阶段602期间，从发生器200供应第一功率P1给电极110、120 (图1至2A)，以将电压波形的幅度升高为高于第一电压阈值Vth1结果，产生电弧，并且，开始组织切割。Z曲线700的点702对应于这一点，即，开始切割的点。在开始期间，如图7中的片段716所示，最小地实现组织阻抗。片段716对应于电压波形的第一阶段602，例如，切割开始阶段。
[0071]一旦实现了切割模式的开始，例如，一旦完成了第一阶段602，从发生器200供应至IJ电极110、120 (图1至2A)的功率以第一速率R1从第一功率P1减小到第二功率P2,以将电压波形的幅度降低到低于第一阈值电压VTH1，S卩，在盐水环境中产生电弧所需的电压。但是，虽然减小了功率，但是仍然进行组织切割，因为此时电压波形的幅度被保持高于第二电压阈值VTH2，S卩，保持盐水环境中的电弧所需的电压。当功率以第一速率R1减小以保持切割组织的电弧时，开始增加组织阻抗到例如阻抗Zp更具体地，在组织切割期间，组织阻抗增力口，直到组织侵蚀为止，从而在电极和下面的未处理(或者，相对较少处理)的组织之间建立间隙。在发生这种情况时，阻抗从阻抗Z1下降，因为与已侵蚀的先前处理的组织相比，未处理(或者，相对较少处理)的组织与电极分隔开。点706指示处理的组织开始侵蚀以暴露进一步分离的未处理的组织的点。也就是说，点706指示阻抗开始下降的点，对应于阻抗Zp在阻抗这样下降时，如片段708所示，功率以第二速率R2从第二功率P2减小到第三功率P3,直到阻抗Z2到达点710处为止。片段706和708对应于电压波形的第二阶段604，例如切割阶段。
[0072]可替换地，在开始和维持切割模式被组合到单一阶段中的实施例中，从发生器200供应第一功率P1给电极110、120(图1至2A)，以将电压波形的幅度升高到高于第一电压阈值乂?。结果，产生电弧，并且，开始组织切割。随后保持第一功率P1，以维持组织切割。在组织切割期间，组织阻抗增加，直到组织侵蚀为止，从而在电极和下面的未处理(或者，相对较少处理)的组织之间形成间隙。在发生这种情况时，阻抗从阻抗Z1下降。在阻抗这样下降时，如片段708所示，功率以第二速率R2从第二功率P2减小到第三功率P3,直到阻抗Z2为止。
[0073]如上所述，如片段708所示，组织切割在第二阶段604期间持续，直到到达阻抗Z2,在该点，如点710所示，功率从第三功率P3减小到第四功率P4以将电压波形的幅度下降到低于第二电压阈值Vth2，从而停止发生电弧和使汽泡崩溃。这对应于第三阶段606。更具体地，在第三阶段606中，电压波形的幅度被下降到低于维持电弧所需的最小电压Vth2，从而停止发生电弧和组织切割。确切地，进行脱水/凝血，以实现止血。在脱水/凝血期间，例如，在脱水/凝血模式中，如片段712所示，随着组织被脱水/凝血，阻抗增加，直到它在点714处达到阻抗Z3，其中，实现止血，并且/或者组织被完全脱水/凝血。在该点，第三阶段506完成。
[0074]在第三阶段506完成之后，功率电平再次从第四功率P4增加到第一功率P1，如片段716所示，以从脱水/凝血模式(第三阶段506)转变到切割模式的开始(第一阶段502)。在这样的功率增加期间，阻抗基本上不改变，直到功率大到足以开始切割为止，例如，直到达到功率P1为止。在该点，Z曲线700返回到了点702，其中，重复上述过程，以进一步在两个模式之间振荡。
[0075]Z曲线700的特性经由Z曲线模块536提供给控制器506，并且可以包括:阻抗值ZpZ2和Z3，功率值P1、P2、P3和P4，和/或功率速率R1和R2。这些特性可以根据期望的组织效果和已知的组织特性(例如，通过经验数据)来被选择。功率电平Pp P2、P3和P4又确定图6中示出的对应的目标电压V1、V2和V3。此外，时间间隔“ ti ”、“ t2 ”、“ t3 ”可以由功率电平P1' P2, P3和P4和功率速率R1和R2以及/或者测得的阻抗值Z” Z2和Z3来确定。另外，功率变化率，例如，功率速率R1和R2，可以被减幅，以控制波形的幅度和振荡速率。减幅的程度可以根据功率速率和/或功率速率的斜率(例如，功率是增加还是减小)来改变。
[0076]具体地关于TURP程序(尽管下面描述等同地适用于其他手术程序)，由于前列腺组织相对较软和弹性，所以外科医生通常难以触感到电极110、120通过组织的短的移动距离。因此，在切割和脱水/凝血时外科医生感受到的触觉响应往往是相似的。因此，外科医生难以基于触觉来区分是发生切割还是发生脱水/凝血。因此，切割速率数据532和脱水/凝血速率数据534可以被用来根据电极110、120 (图1A至2)通过组织的移动距离提供能量输送曲线600，使得在电极110、120 (图1A至2)移动第一距离期间进行组织切割，然后，在电极110、120 (图1A至2)随后移动第二距离期间进行组织的脱水/凝血。也就是说，使用速率数据532、534，可以确定分别对应于每个阶段602、604、606的时间间隔
“t3”，使得每个阶段对应于电极110、120 (图1至2A)的期望的移动距离。切割模式的开始可能会在开始的相对较短的第三距离上开始发生。电极110、120 (图1至2A)在切割模式和脱水/凝血模式中的每个模式中通过组织的移动速率可以通过传感器512中的一个或多个来感测，从而以切割速率数据532和脱水/凝血速率数据534的形式提供反馈。可替换地，切割速率数据532和脱水/凝血速率数据534可以凭经验确定，计算得到或者通过用户输入来接收。
[0077]现在转到图8，示出使用根据本公开的上述的发生器200获得的经验结果。输入波形802是具有472kHz的频率的电荷启发式(charge heuristiC)AC信号。峰值电压由切割/凝血曲线发生器模块520来选择。实际的输出被示出为波形804。在这种情况中，切割开始电压被保持，使得切割开始和切割维持阶段在450V处组合1m的总持续时间。请注意，在转变到低电压模式时实际曲线的过冲提供断开时段的等同形式，从而帮助停止电弧和使在切割阶段建立的汽泡崩溃，以更迅速地建立止血阶段的开始。也就是说，该“有效断开时段”被用来促进切割和止血膜状之间的转变。通过对凝胶体模执行电外科程序，以llm/s的速率来切割和凝血，获得图8中示出的实验结果。热扩散被测得为5mm。
[0078]现在转到图9，以能量输送曲线900的电压分布的形式，示出根据本公开的被配置为由发生器200输出或者被提供给电极110的能量输送曲线的另一个实施例。能量输送曲线900类似于能量输送曲线600 (图6)，并且可以类似于如上所述的那样被实现。如能量输送曲线900的电压分布所不,特征电压在第一电压Va和第二电压Vb之间振荡。特征电压可以是，例如，峰值电压、峰值到峰值电压或者RMS电压。电压Va是大于在盐水环境中产生电弧所需的电压Vthi的用来开始和维持切割的切割电压。Vb是低于在盐水环境中维持电弧所需的电压Vth2的用来使组织脱水/凝血的止血电压。也就是说，能量输送曲线900与能量输送曲线600 (图6)的不同之处在于，代替使用电压V1 (其高于第一阈值电压Vthi)并然后将电压减小到电压V2 (其在Vthi和Vth2之间(参见图6))开始切割模式，在整个切割模式中保持大于第一阈值电压Vthi的切割电压Va。
[0079]参照图10，作为能量输送曲线1000的功率分布，示出根据本公开提供的另一条能量输送曲线。能量输送曲线1000的功率分布包括具有在第一功率Pa和第二功率Pb之间交替的特征功率的重复图案。特征功率可以是，例如，峰值功率、峰值到峰值功率或者RMS功率。功率Pa是大于在盐水环境中产生电弧所需的功率的用来开始和维持切割的切割功率。功率Pb是低于在盐水环境中维持电弧所需的功率的用来使组织脱水/凝血的止血功率。也就是说，能量输送曲线1000与能量输送曲线900 (图9)的不同之处在于，能量输送曲线1000基于特征功率，而不是特征电压。关于能量输送曲线1000，低于能量分布1000的阶段的阴影区域1002对应于功率Pb的施加，其中，在诸如脱水/凝血模式的非起弧、非切割模式中提供能量。该区域1002又通常与实现的止血量相关联。有利地，可以这样选择功率Pb和施加功率Pb的时间长度，例如，脱水/凝血模式的长度，以便实现期望的止血量。
[0080]根据本公开的各方面，提供一种电外科发生器，该电外科发生器包括:电外科能量输出端，被配置为在用于治疗组织的导电液环境中将电外科能量输送到双极末端执行器组件；以及控制器。控制器包括硬件处理器，被配置为控制从输出端输送到双极末端执行器组件的电外科能量的波形，使得该波形在切割阶段和止血阶段之间振荡。在切割阶段中，波形包括切割能量Ec，其中EC>ETH1，并且，Ethi是当电外科能量经由导电液在双极末端执行器组件的第一和第二电极之间流动时产生电弧所需的能量。切割阶段被配置为促进组织的切割的开始和维持。在止血阶段中，该波形包括止血能量EH,其中EH〈ETH2。Eth2是当电外科能量经由导电液在第一和第二电极之间流动时维持电弧所需的能量。止血阶段被配置为促进组织的脱水和/或凝血以达到止血。任选地，切割维持阶段和止血阶段可以由有效的断开(off)时段分离，以促进切割能量场和电极周围的汽泡的崩溃，例如停止电弧。在该有效的断开时段期间，功率接近零。
[0081 ] 在一个方面中，双极末端执行器组件被合并到双极电切镜中。
[0082]在另一个方面中，导电液是盐水。
[0083]在另一个方面中，能量^和Eh中的一个或两个根据感测到的反馈数据、用户输入和/或经验数据来确定。
[0084]在另一个方面中，能量E。和Eh中的一个或多个根据其中阻抗数据与能量数据相关的阻抗曲线来确定。此外，阻抗数据可以是感测到的组织阻抗反馈数据。
[0085]在另一个方面中，切割阶段持续了第一时间间隔，止血阶段持续了第二、不同的时间间隔。时间间隔可以由处理器控制。更具体地说，第一时间间隔可以在约5ms和约1ms之间，并且，第二时间间隔可以为约40ms。此外，第三时间间隔，例如其中功率接近零的有效断开时段，可以被设置在切割阶段和止血阶段之间，以在在止血阶段施加能量之前从切割阶段使电弧崩溃。可替换地，可以在相对于输入波形产生的实际波形中通过过冲(overshoot)来建立该有效断开时段。
[0086]在另一个方面中，第一和第二时间间隔分别根据在切割阶段和止血阶段期间第一和第二电极中的一个或两个的移动距离来确定。
[0087]在另一个方面中，在切割阶段和止血阶段中的每一个中的电外科能量输出是连续的。
[0088]在另一个方面中，第一和第二时间间隔根据感测到的反馈数据、用户输入和经验数据中的一个或多个来确定。
[0089]在另一个方面中，处理器接收感测到的反馈数据并基于感测到的反馈数据来修改Ec和Eh中的至少一个。感测到的反馈数据可以包括以下至少之一:组织阻抗、温度、电流、电压、功率和电极中的一个或两个的移动量。
[0090]在另一个方面中，波形是电压波形。在这个方面中，切割电压可以为约600V，并且，止血电压可以为约150V。
[0091]根据本公开的各方面，还提供一种在导电液环境中用双极末端执行器组件来治疗组织的方法。该方法包括:施加比当电外科能量经由导电液在双极末端执行器组件的第一和第二电极之间流动时产生电弧所需的能量高的切割能量，以开始和维持组织的切割；以及施加比电弧维持能量低的止血能量，以使组织脱水和/或凝血。类似于上面描述的，还可以以在切割能量和止血能量的施加之间提供(或者，有效地建立)低功率或有效断开时段，以允许电弧场和汽泡崩溃。
[0092]在一个方面中，该方法包括在施加切割能量和施加止血能量之间重复地振荡。
[0093]在另一个方面中，该方法还包括:接收感测到的反馈数据；以及基于接收到的反馈数据来修改切割能量和止血能量中的一个或两个。
[0094]在另一个方面中，感测到的反馈数据包括组织阻抗、温度、电流、电压、功率和/或电极中的一个或两个的移动量。
[0095]在另一个方面中，该方法包括:参考其中阻抗数据与能量数据相关的阻抗曲线，以确定切割电压和止血电压。此外，阻抗数据可以是感测到的组织阻抗反馈数据。
[0096]在另一个方面中，在第一时间间隔内施加切割能量，在第二时间间隔内施加止血倉tfi。
[0097]在这一方面中，该方法还包括:根据感测到的反馈数据、用户输入和/或经验数据来控制第一和第二时间间隔。
[0098]根据本公开提供的一种电外科发生器包括:电外科能量输出端，被配置为在用于治疗组织的导电液环境中将电外科能量输送到双极末端执行器组件；以及控制器。控制器包括硬件处理器，被配置为基于阻抗与功率的关系曲线控制从输出端输送到双极末端执行器组件的电外科能量的波形，使得该波形在切割模式和止血模式之间振荡。
[0099]在一个方面中，功率变化率被减幅，以控制波形。更具体地说，在功率增加期间的减幅量可以不同于在功率减小期间的减幅量，以例如在功率的增加和减小期间不同地控制波形。
[0100]根据本公开的另外的方面，提供一种电外科发生器，该电外科发生器包括:电外科能量输出端，被配置为在用于治疗组织的导电液环境中将电外科能量输送到双极末端执行器组件；以及控制器。控制器包括硬件处理器，被配置为控制从输出端输送到双极末端执行器组件的电外科能量的波形，使得该波形在切割开始阶段、切割维持阶段和止血阶段之间振荡。在切割开始阶段中，波形包括切割能量Ea，其中Εα>ΕΤΗ1，并且，Ethi是当电外科能量经由导电液在双极末端执行器组件的第一和第二电极之间流动时产生电弧所需的能量。切割开始阶段被配置为促进组织的切割的开始。在切割维持阶段中，该波形包括切割维持Ecs,其中ETH2〈ECS〈ETH1，并且，Eth2是当电外科能量经由导电液在第一和第二电极之间流动时维持电弧所需的能量。Ek小于或等于Εα。切割维持阶段被配置为促进(例如，维持)组织的切害I]。在止血阶段中，该波形包括止血能量EH，其中ΕΗ〈ΕΤΗ2。止血阶段被配置为促进组织的脱水和/或凝血以达到止血。任选地，切割维持阶段和止血阶段可以由断开时段(或者，有效断开时段)分离，以促进切割能量场的崩溃，例如，停止电弧和电极周围的汽泡。同样地，可以提供上面针对前面的实施例描述的特征中的任何特征。
[0101]根据本公开的另外的方面，还提供一种在导电液环境中用双极末端执行器组件来治疗组织的方法。该方法包括:施加比当电外科能量经由导电液在双极末端执行器组件的第一和第二电极之间流动时产生电弧所需的能量高的切割开始能量，以开始组织的切割；以及施加比产生电弧能量低且比维持电弧所需的能量高的切割维持能量，以切割组织；以及施加比电弧维持能量低的止血能量，以使组织脱水和/或凝血。类似于上面描述的，还可以以在切割维持能量和止血能量的施加之间提供(或者，有效地建立)低功率或有效断开时段，以允许电弧场和汽泡崩溃。同样地，可以提供上面针对前面的实施例描述的特征中的任何特征。
[0102]根据前述内容，并且参照各个附图，本领域的技术人员将会认识到，还可以在不脱离本公开的范围的情况下对本公开进行某些修改。虽然在附图中示出了本公开的几个实施例，但是本公开不应当局限于此，因为本公开应当为如本领域将允许的范围那样宽，并且应当以同样的方式来阅读本说明书。因此，上面的描述不应当被解释为限制性的，而仅仅作为特定实施例的示例。本领域的技术人员将在所附权利要求的范围和精神内设想到其他修改。
【权利要求】
1.一种电外科发生器,其特征在于,其包括: 电外科能量输出端，其被配置为在用于治疗组织的导电液环境中将电外科能量输送到双极末端执行器组件；以及 控制器，其具有硬件处理器，被配置为控制从输出端输送到双极末端执行器组件的电外科能量的波形，使得该波形在切割阶段和止血阶段之间连续地振荡: 在切割阶段中，波形包括切割能量E。，其中E。> Ethi，并且，Ethi是当电外科能量经由导电液在双极末端执行器组件的第一和第二电极之间流动时产生电弧所需的能量，切割阶段被配置为促进开始和维持组织的切割；并且 在止血阶段中，波形包括止血能量Eh，其中Eh < Eth2，并且，Eth2是当电外科能量经由导电液在第一和第二电极之间流动时维持电弧所需的能量，止血阶段被配置为促进组织的脱水和凝血中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的电外科发生器，其特征在于，双极末端执行器组件被合并到双极电切镜中。
3.—种电外科发生器,其特征在于,其包括: 电外科能量输出端，其被配置为在用于治疗组织的导电液环境中将电外科能量输送到双极末端执行器组件；以及 控制器，其具有硬件处理器，被配置为基于阻抗与功率的关系曲线控制从输出端输送到双极末端执行器组件的电外科能量的波形，使得该波形在切割模式和止血模式之间振荡。
【文档编号】A61B18/12GK203970533SQ201420047118
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年1月24日 优先权日:2013年2月19日
【发明者】A·K·沃德, J·D·萨尔特, R·H·瓦姆 申请人:柯惠有限合伙公司