多按钮电外科设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种多按钮电外科设备，包括：外壳，具有延伸通过其的通道、被配置为支撑电极的远端；至少四个开关，设置在所述外壳的表面上，被配置为由用户选择性地激活；和三条电线，连接在所述外壳和连接器之间，所述连接器被配置为在操作上耦合到电外科发生器，第一电线耦合到所述电极并被配置为从电外科发生器接收电外科能量，第二电线耦合到第一开关并被配置为生成第一激活信号，以及第三电线耦合到第二开关并被配置为生成第二激活信号，其中第三和第四开关经由相应的无功切换元件耦合到第一电线和第二或第三电线，被配置为生成第三和第四激活信号。
【专利说明】多按钮电外科设备
[0001]优先权
本申请是2013年3月13日递交的序列号为13/802，572的美国申请的部分继续申请，序列号为13/802，572的美国申请是2011年11月4日递交的序列号为13/289,060的美国申请的部分继续申请，序列号为13/289,060的美国申请要求2010年11月8日递交的美国临时专利申请N0.61/411，174的优先权，所有这些申请的内容以其整体通过引用并入本文。
【技术领域】
[0002]本公开总体涉及电外科以及电外科系统和设备，并且更具体地，涉及具有多按钮手持件的电外科设备。
【背景技术】
[0003]高频电能已广泛地用于外科中。使用由电外科单元(ESU)(例如电外科发生器)生成的电外科能量来切割组织和凝固体液，并且由电外科仪器(例如手持件)将体液递送或施加到组织。
[0004]电外科仪器一般包括“单极”装置或“双极”装置。单极装置包括具有附着到患者的返回电极的电外科仪器上的有源电极。在单极电外科中，电外科能量流经仪器上的有源电极，通过患者的身体到返回电极。这样的单极装置在需要切割和凝固组织并且杂散电流不对患者造成实质风险的外科过程中是有效的。
[0005]双极装置包括外科仪器上的有源电极和返回电极。在双极电外科装置中，电外科能量流经有源电极到患者的组织，通过穿过组织的短距离到返回电极。电外科效果基本上被局部化到设置在外科仪器上的两个电极之间的组织的小区域。双极电外科装置已被发现对于杂散电流可能对患者造成危害或其它过程关注需要有源和返回电极紧密接近的外科过程来说是有用的。涉及双极电外科的外科手术通常需要基本上与涉及单极电外科的方法和过程不同的方法和过程。
[0006]气体等离子体是能够传导电能的电离气体。等离子体用在外科装置中以将电外科能量传导到患者。等离子体通过提供相对较低电阻的路径来传导能量。电外科能量将跟随等离子体，以切割、凝固、干燥(desiccate)或电灼(fulgurate)患者的血液或组织。在电极和被治疗的组织之间不需要存在物理接触。
[0007]未合并经调节气体的源的电外科系统能够电离有源电极和患者之间的环境空气。由此产生的等离子体会将电外科能量传导到患者，尽管与具有可电离气体的经调节的流的系统相比，等离子弧通常会显得更加空间分散。
[0008] 大气压放电冷等离子体涂敷器已在包括表面消毒、止血和肿瘤消融的多种应用中找到用途。在后面的示例中，过程可能相对较慢，在蒸发和烧焦组织的情况下生成大体积的有害烟尘，并在使用高功率电外科能量时可能引起对周围健康组织的附带损害。归因于等离子体束的宽度，精确度也可能是问题。
[0009]通过由外科医生给出的激活命令,将任何电外科单元(ESU)或RF单元(射频单元)的功率递送到患者组织。命令接口通常是开关(例如按钮)，位于ESU的激活附件(例如把手(手持件)、脚踏开关和其它专门的仪器)中。传统把手附件10在图1中图示并包括外壳2、电极8和两个按钮:一个用于⑶T模式(按钮14)并且一个用于COAG模式(按钮16)。通常，根据特定标准的要求(例如，黄色用于CUT模式并且蓝色用于COAG模式)对按钮14、16进行着色。2按钮把手10使用3条电线、经由连接器12和电缆13连接到ESU 11。
[0010]在电外科过程的进程期间，每个模式的功率设定可能需要被改变若干次以适配于变化的手术状况。传统地，这通过在电外科发生器单元的控制面板上做出调整来完成，并将需要护士的协助或者需要外科医生离开外科部位的无菌区。对于外科医生来说将有利的是能够在按需要的基础上通过对电外科手持件自身添加附加控制来调整电外科功率。然而，附加的按扭将需要从手持件10到ESU 11的更多控制电线；例如，具有3个按钮的把手将需要4条控制电线，具有4个按钮的把手将需要5条控制电线，即，所需控制电线的数量=按钮的数量+1。
[0011]必然地，手持件10和ESU 11之间的电缆13中的更多控制电线具有至少两个缺点。第一，附加的控制电线增加了用于手持件和用于ESU的前面板的连接器的复杂度，并因此增加了其成本。增加的成本在一次性附件的情况下是关键问题。第二，电缆中的更多电线通常表示更多的杂散对地电容，因此，将产生更高的泄漏电流。当在较高的频率(例如高达4MHz)的情况下工作时，要避免较高的泄漏电流。
[0012]因此，存在对用于控制电外科单元或发生器的采用最少数量的控制电线的多按钮手持件或附件的需要。
【发明内容】
[0013]本公开涉及具有多按钮手持件的电外科设备。
[0014]根据本公开的一个方面，提供了一种电外科设备，包括:外壳，具有延伸通过其的通道，所述外壳具有近端和远端，所述远端被配置为支撑电极；至少四个开关，设置在所述外壳的表面上，被配置为由用户选择性地激活；和三条电线，连接在所述外壳和连接器之间，所述连接器被配置为在操作上耦合到电外科发生器，第一电线耦合到所述电极并被配置为从电外科发生器接收电外科能量，第二电线耦合到第一开关并被配置为生成第一激活信号，以及第三电线耦合到第二开关并被配置为生成第二激活信号，其中，第三和第四开关经由相应的无功切换元件耦合到第一电线和第二或第三电线，所述无功切换元件被配置为生成第三和第四激活信号。
[0015]在一个方面，所述至少四个开关被配置为按钮。
[0016]在另一个方面，相应的无功切换元件中的每一个被选择为生成不同阻抗值。
[0017]在又一个方面，相应的无功切换元件中的每一个可以包括电阻器和电容器的并联组合、电阻器和电感器的串联组合、电阻器和电容器的串联组合、电阻器和电感器的并联组合、电容器或电感器。
[0018]在进一步的方面，所述连接器包括三管脚连接器。
[0019]在另一个方面，所述至少四个开关中的至少两个开关耦合到单个船型按钮(rocker button)。
[0020]在本公开的另一个方面，电外科设备包括:电外科发生器，耦合到电源，被配置为生成电外科能量；手持件，包括:外壳，具有延伸通过其的通道，所述外壳具有近端和远端，所述远端被配置为支撑电极；至少四个开关，设置在所述外壳的表面上，被配置为由用户选择性地激活；和三条电线，连接在所述外壳和连接器之间，所述连接器被配置为在操作上耦合到电外科发生器，第一电线耦合到所述电极并被配置为从电外科发生器接收电外科能量，第二电线耦合到第一开关并被配置为生成第一激活信号，以及第三电线耦合到第二开关并被配置为生成第二激活信号，其中，第三和第四开关经由相应的无功切换元件耦合到第一电线和第二或第三电线，所述无功切换元件被配置为生成第三和第四激活信号；以及激活感测电路，被配置为在第一、第二、第三和第四激活信号之间进行区别并执行对应的动作。
[0021]在一个方面，至少一个激活感测电路包括振荡发生器和至少一个晶体管，该振荡发生器和至少一个晶体管被配置为充当用于无功切换元件的电压源或电流源。
[0022]在另一个方面，振荡发生器的频率不同于电外科发生器的操作频率。
[0023]在进一步的方面，相应的无功切换元件中的每一个被选择为生成不同阻抗值。
[0024]在又一个方面，第一和第二激活信号中的每一个是短路信号。
[0025]在一个方面，至少一个激活感测电路包括用于将第三和第四激活信号中的每一个与预定值相比较的比较器。
[0026]在另一个方面，至少一个激活感测电路将第三和第四激活信号转换成相应的脉冲宽度调制(PWM)信号。
[0027]根据本公开的另一个方面，一种电外科设备包括:电外科发生器，稱合到电源，被配置为生成电外科能量；手持件，包括:外壳，具有延伸通过其的通道，所述外壳具有近端和远端，所述远端被配置为支撑电极；至少四个开关，设置在所述外壳的表面上，被配置为由用户选择性地激活；和三条电线，连接在所述外壳和连接器之间，所述连接器被配置为在操作上耦合到电外科发生器，第一电线耦合到所述电极并被配置为从电外科发生器接收电外科能量，第二电线耦合到第一开关并被配置为生成第一激活信号，以及第三电线耦合到第二开关并被配置为生成第二激活信号，其中第三和第四开关经由相应的谐振电路耦合到第一电线和第二或第三电线，所述谐振电路被配置为生成第三和第四激活信号；以及至少一个激活感测电路，被配置为在第一、第二、第三和第四激活信号之间进行区别并执行对应的动作。
[0028]在一个方面，针对不同的频率配置每个相应的谐振电路。
[0029]在进一步的方面，振荡发生器是被配置为扫描通过预定频率范围的可变频率振荡发生器，其中所述预定频率范围包括相应谐振电路的频率。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]根据结合附图作出时的下面的详细描述，本公开的以上和其它的方面、特征和优点将变得更加显而易见，在附图中:
图1是根据本公开的实施例的示例性电外科系统的图示；
图2是根据本公开的实施例的电外科手持件的电示意图；
图3是根据本公开的实施例的按钮激活感测电路；图4是根据本公开的实施例的激活感测输出的图示；
图5A是根据本公开的实施例的采用具有幅度检测器的电压源的激活感测电路的图示；
图5B是根据本公开的实施例的采用具有幅度检测器的电流源的激活感测电路的图示；
图6是根据本公开的实施例的采用占空比测量的激活感测电路的图示；
图7A-7B图示了根据本公开的一个实施例的在图6中示出的激活感测电路的输入/输出信号；
图8A-8B图示了根据本公开的另一个实施例的在图6中示出的激活感测电路的输入/输出信号；
图9是根据本公开的另一个实施例的电外科手持件的电示意图；
图9A是根据本公开的进一步实施例的电外科手持件的电示意图；
图10是根据本公开的实施例的对于多个按钮的激活感测输出的图示；
图11是根据本公开的实施例的多按钮激活感测电路；
图12A-12C图不了根据本公开的实施例的电外科系统；
图13是图示根据本公开的实施例的递增功率控制模式的流程图；和图14是图示根据本公开的实施例的连续功率控制模式的流程图。
[0031]应当理解的是，(一个或多个)附图是为了图示本公开的概念的目的，而不必然是用于图示本公开的唯一可能配置。
【具体实施方式】
[0032]将在下文中参考附图描述本公开的优选实施例。在下面的描述中，没有详细地描述公知的功能或构造以避免以不必要的细节使本公开模糊。在下面的附图和描述中，如传统那样，术语“近”将指代装置(例如仪器、设备、涂敷器、手持件、钳等)的更接近用户的末端，而术语“远”将指代更远离用户的末端。本文中，用语“耦合”被限定为意指直接连接到或者通过一个或多个中间部件与之间接连接。这样的中间部件可以包括基于硬件和基于软件的部件两者。
[0033]提供了具有多按钮手持件的电外科设备。本公开的电外科设备提供了下述显著优点:使外科医生能够在按需要的基础上通过对电外科手持件自身添加附加控制来调整电外科功率。附加控制可以采用下述形式:除了在电外科手持件(例如电外科笔)上已经存在的例如切割和凝固按钮外，还有两个新按钮或者双位置开关，一个用于功率升并且另一个用于功率降。本公开的技术提供了将不需要附加信号线和关联连接器管脚的方式，因为这些将增加手持件组件的总体成本，其中成本是一次性医疗装置的特别敏感的方面。通过将信号线保持到最低限度(例如三条信号线)，可以避免杂散电容并因此避免较高的泄漏电流，其在操作于较高频率(诸如4MHz)处的电外科发生器中尤其成问题。
[0034] 参照图2，提供了根据本公开的实施例的电外科手持件的电示意图，手持件100包括外壳102，外壳102具有延伸通过其的通道，外壳102具有近端104和远端106。外壳的远端106被配置为支撑传导元件108 (例如刀形电极)以影响对组织的外科过程。电缆110将手持件100的近端104耦合到连接器112。连接器112被配置为耦合到ESU的面上的对应连接器。第一和第二按钮114、116 (即分别为⑶T按钮和COAG按钮)被设置在外壳102的外表面上以发起不同电外科过程。第一和第二按钮114、116分别耦合到开关115、117。
[0035]电缆110承载从连接器112到手持件100的3条导线或电线。第一导线118 (在图2中标记为ACTIVE)将从ESU输出的RF或电外科功率耦合到刀形电极108。每个开关115、117的一个极也耦合到第一导线118。第二导线120 (在图2中标记为C0AG)耦合到由按钮116控制的开关117的第二极。第三导线122 (在图2中标记为⑶T)耦合到由按钮114控制的开关115的第二极。切割和凝固按钮通过与承载操作电外科功率的有源电极进行接触来操作。那么，该实施方式在手持件100和ESU之间需要仅三条电线和关联的三管脚连接器112，如图2中图示的那样。
[0036]隔离的装置对在切割或凝固按钮被激活并连接到有源功率线118时生成的信号来说是必要的，因为有源功率电平承载非常高的电压，与数字控制逻辑电平不兼容。隔离的装置可以用隔离屏障变压器和关联的激活电路(例如设置在电外科发生器中)来实现。使用图3中图示的激活感测电路130来感测按钮促动。激活感测电路130包括驱动隔离变压器Tl 134的副边136的振荡器132。振荡器132的频率被选择为使得其与电外科发生器的操作频率显著不同，从而防止一个被误认为另一个。按钮PBl (例如按钮114或按钮116)通过有源线和切割或凝固线跨接在隔离变压器Tl 134的原边138上。在隔离变压器Tl 134的副边136中流动的交变电流通过电阻器Rl加以监控，并且当按钮PBl未被激活时，该交变电流处于给定的静态(quiescent)电平，并且隔离变压器134的原边138是开路。该静态电流由二极管Dl和滤波电容器Cl整流和滤波，从而产生静态DC电平。然而，当按钮PBl被激活时，按钮或开关使隔离变压器Tl 134的原边138短路，从而引起隔离变压器134的副边136的电流的实质增加，该实质增加导致激活感测输出140处的DC电平的增加，这在图4中图示。就是副边电流中的该增加经由ESU中的控制器或其它电路而被感测和识别为有效按钮激活。针对每个按钮，需要隔离变压器和激活电路的完整集合。
[0037]当感测到按钮的激活时，除了命令电外科发生器中的关联功能(诸如切割或凝固)，还可以产生反馈信号以向用户警告该激活。具有电外科发生器前面板上的指示灯的形式的视觉反馈以及听觉音被产生，并且对于切割或凝固激活，每一个是独特且容易区别的。
[0038]可以与切割和凝固按钮并联地添加附加按钮，但是取而代之，该附加按钮以特定阻抗值切换，该阻抗值不同于在切割或凝固按钮被激活的情况下的短路值。在图9、9A和12A中图示了包括用于功率升和功率降功能的两个附加按钮的示例性手持件，其细节将在下面描述。
[0039]参照图3中的激活感测电路130，取代引入被引入到变压器Tl 134的原边138中的按钮PBl的短路，激活感测电路145可以包括如图5A中示出的能够切换接入的无功元件146。这将引起稍小于如图4中示出的短路值的变压器Tl 134的副边电流的增加。该增加副边电流值将依赖于在给定频率处无功组件146的阻抗值。图5A的激活感测电路145还可以包括变压器134的原边138上的可选滤波器电路148，其用于防止由电外科放电弧生成的电外科功率信号和任何噪声两者与激活信号的识别发生干扰。图5A中的振荡器150被配置为电压源，而振荡器可以被配置为电流源152，如图5B中的激活感测电路154中所示。图5A和5B中的电容器Cd用于阻塞可能在振荡器输出中存在的任何DC分量。对来自图5A和5B中的任一个中的检测器156的输出进一步滤波并将其发送到模数转换器(ADC)(未示出)，然后，电外科发生器系统控制器158使用模数转换器(ADC)的值以通过将其与预设的固定值相比较来确定按钮PBl是否被按压。可替代地，可以将检测器156的经滤波的输出发送到比较器，比较器将其与固定的参考电压相比较，并且然后确定按钮PBl是否被按压。
[0040]在如图6中示出的可替代配置中，激活感测电路160利用占空比的后测量将在变压器134的副边136处感测到的幅度转换为脉冲宽度调制(PWM)信号。激活感测电路160利用比较器162以感测变压器134的副边136中的电流的改变。将在变压器134的副边136中感测到的电压的幅度与参考电压(Vkef)相比较。当瞬时感测电压超过参考电压(Vkef)时，比较器162的输出变为逻辑“1”，并且否则处于逻辑“O”。所感测到的电压的峰值幅度越高，则其将在越长时间高于参考电压，并且比较器162的输出将在越长时间保持在逻辑“I”。这产生了其宽度与所感测到的电压的幅度相关的脉冲。所感测到的峰值电压越高，则脉冲越宽。这分别在图7A和图7B中得到的比较器输出针对较低感测峰值电压以及在图8A和图8B中针对较高感测峰值电压而示出。然后，来自比较器162的该变化的脉冲宽度输出由电外科发生器系统的控制器158测量，并与预设值相比较以确定按钮PBl是被按压还是开路的。这实质上减少了基于ADC的配置的成本和复杂度。
[0041]应当意识到，振荡源(例如电压或电流源)可以是自激振荡电路，例如考毕兹(Colpitz)振荡器。
[0042]参照图9，提供了根据本公开的另一个实施例的电外科手持件200的电示意图。手持件200包括外壳202，外壳202具有延伸通过其的通道，外壳202具有近端204和远端206。外壳的远端206被配置为支撑传导元件208 (例如刀形电极)以影响对组织的外科过程。电缆210将手持件200的近端204耦合到连接器212。连接器212被配置为耦合到ESU的面上的对应连接器。第一和第二按钮214、216 (即分别为⑶T按钮和COAG按钮)被设置在外壳202的外表面上或通过外壳202的外表面，以发起不同的电外科过程。第一和第二按钮214、216分别耦合到开关215、217。在该实施例中，第三和第四按钮224、226 (即分别为功率降(POWDN)按钮和功率升(POWUP)按钮)也被设置在外壳202的外表面上。第三和第四按钮224、226分别耦合到开关225、227。
[0043]应当意识到，虽然按钮224、226被示为两个个体按钮，但是按钮224、226可以被替换为耦合到开关225、227的单个船型按钮。参照图9A，船型按钮或开关250设置在外壳202的外表面上。船型按钮250包括被配置为关于中心点256枢转的第一倾斜表面252和第二倾斜表面254，如在本领域中已知的那样。第一倾斜表面252耦合到开关225 (例如功率降)，并且第二倾斜表面耦合到开关227 (例如功率升)。在由用户按压第一或第二倾斜表面时，对应的开关闭合。船型按钮250可以是弹簧支承的，使得在用户在压力上释放时其返回到未激活状态(即当第一和第二倾斜表面都未被按压时，开关225和开关227打开)。用于激活开关215、217、2 25、227的其它类型的按钮和/或装置预期在本公开的范围内。例如，用于激活开关的按钮和/或装置可以包括但不限于滑动型开关、电容触摸开关、电阻触摸开关等。
[0044]类似于图2中示出的实施例，电缆210承载从连接器212到手持件200的3条导线或电线。图9中标记为ACTIVE的第一导线218将从ESU输出的RF或电外科功率耦合到刀形电极208。每个开关215、217的一个极也耦合到第一导线218。图9中标记为COAG/POffUP的第二导线220耦合到由按钮216控制的217开关的第二极。图9中标记为⑶T/POffDN的第三导线222耦合到由按钮214控制的215开关的第二极。
[0045]应当意识到，第三和第四开关225、227分别耦合到三条导线218、220、222，从而消除了对更多控制电线的需要。如图9中所示，开关225具有耦合到导线218的一个极和经由无功切换元件230 (即电阻器R2和电容器C2)耦合到导线222的第二极。开关227具有耦合到导线218的一个极和经由无功切换元件232 (即电阻器Rl和电容器Cl)耦合到导线220的第二极。
[0046]多按钮激活感测电路根据如关于图3中示出的电路描述的类似原理进行操作，但现在寻找阻抗中的特定改变，同时仍然与切割和凝固按钮操作兼容。图9中示出的电阻器和电容器R1、C1以及R2、C2的值被选择为使得容易地将在关联的按钮被激活时阻抗中的改变与在切割或凝固按钮被按压时的短路加以区别。电阻器R1、R2的示例性值可以是100欧姆，而电容器C1、C2可以是2.2nF ;然而，这些值仅是示例性值，并且电阻器和电容器的其它值预期在本公开的范围内。切割和凝固按钮取得优先，因为一旦它们被按压，它们的短路就使得不可能看到电阻器和电容器组合R1、Cl或R2、C2中的任一个。由此，当切割或凝固激活处于进行中时，不能改变电外科发生器的功率电平，即，当⑶T按钮214或COAG按钮216被按压时，按压功率升按钮226或功率降按钮224将不具有效果。
[0047]图9中示出的电容器Cl和C2分别与电阻器Rl和R2并联放置，两者都为了减少噪声拾取(尤其在电外科手持件和电外科发生器之间的长电缆的情况下)以及为了减少电阻器Rl和R2中的功率耗散。在不具有这些电容器的情况下，功率耗散将是若干瓦特，这将在已经限制空间的电外科手持件中需要物理上大的电阻器。因为通过电阻器Rl和电容器Cl的并联组合以及电阻器R2和电容器C2的并联组合感测阻抗，所以应当意识到，阻抗中的该改变可能还受其它无功切换元件(诸如电阻器和电容器的串联组合、电阻器和电感器的串联组合、电阻器和电感器的并联组合、或者单独的电容器或电感器)影响。
[0048]考虑到在电外科环境中存在的电噪声的约束，通过使用充分不同以至于多按钮激活感测电路能够可靠地识别阻抗中的改变的其它电阻器和电容器值，可以潜在地将任何数量的附加按钮添加到电外科手持件。电外科过程实质上由向手术部位中的电弧放电构成，并产生在时间和幅度两者上都相当大地变化的噪声的宽频谱。在图10中图示了多按钮感测的示例。
[0049]在一个实施例中，耦合到电外科设备200的电外科发生器包括激活感测电路，该激活感测电路被配置为感测沿电缆210的导线的阻抗值以确定已激活哪个按钮或开关。激活感测电路的输出被发送到模数转换器(ADC)，模数转换器(ADC)将不同的电压电平转换成等效的数字表示。由电外科发生器中的控制器(例如微控制器)将该数字值与先前存储的值相比较，并且采取适当的动作。可替代地，激活感测电路的输出可以被发送到模拟比较器的阵列，每个模拟比较器将激活感测输出与预设的模拟值相比较。再一次，当识别出特定的激活感测输出电压电平时，采取适当的动作，例如提高功率电平、降低功率电平、激活切割模式、激活凝固模式等。
[0050]现在将关于图11描述示例性多按钮激活感测电路300。提供了产生正弦波(尽管可以使用其它波形)的振荡发生器302，振荡发生器302操作驱动晶体管Q2和Q3。这些晶体管的配置充当电压源，尽管可替代地可以使用电流源配置。振荡发生器302的频率被选择为使得容易地将其与电外科发生器的操作频率以及任何电外科功率调制频率加以区别。驱动晶体管Q2、Q3的输出操作串联谐振电路，该串联谐振电路由部件电容器C17、电感器L3、变压器T2的副边、电感器L4、电阻器R18和电阻器R2构成。该谐振电路以及特别地电感器L3和L4的值防止电外科功率信号被激活感测电路拾取。
[0051]归因于由电外科弧产生的噪声频率的宽频谱，使用若干噪声滤波电容器，包括C23和C27、C25、C10和C18、以及C15和C21。这最后两个滤波电容器C15和C21还防止由该电路产生的任何杂散信号进入电外科系统电源，以及防止可能存在于系统电源中的杂散信号影响该激活电路。
[0052]由隔离屏障变压器T2感测到的电流被发送到由R2和R18构成的分压器，该分压器的输出随后被整流和滤波并被发送到ADC(未示出)。该感测到的电流还被发送到由R13、D2和关联的比较器304构成的切割或凝固激活电路。
[0053]图11中示出的电路可以用于感测例如切割按钮或功率降按钮的激活。然后将使用复制的电路来感测凝固或功率升按钮，如图12A-12C中所示。
[0054]参照图12A-12C，图示了电外科系统400，电外科系统400包括经由电缆403耦合到电外科发生器411的电外科笔401。电外科笔401包括四个按钮或开关，即用于⑶T的按钮414、用于COAG的按钮416、用于功率降的按钮424和用于功率升的按钮426。电缆403包括用于经由适当的端口或插座405将笔401耦合到电外科发生器411的连接器412 (例如三管脚连接器)。
[0055]参照图12B和12C，图示了根据本公开的示例性电外科发生器411。电外科发生器411包括具有前面板面432的外壳430，前面板面432包括用于将命令和数据输入到发生器中的输入部434 (例如触摸屏)和具有对应指示器438的各种电平控制436。电外科发生器411进一步包括插座部440, 插座部440包括接通/关断开关442、返回电极插座444、单极脚踏切换插座446、单极手动切换插座405和双极手动切换插座450。在内部，电外科发生器411包括控制器452，控制器452控制HV DC电源454 (其从外部源接收功率)以经由至少一条导线403将从RF输出级456输出的电外科能量供应给图12A中的手持件401。存储器453耦合到控制器452并被配置为存储各种控制参数，诸如但不限于关联手持件的功率曲线、预定义功率限制控制、功率电平递增/递减单元、与开关或功能相关联的预定阻抗值等。电外科发生器411将经由I/O接口 458 (诸如输入部434、电平控制436和指示器438)给操作者指示各种操作状况。电外科发生器411可以进一步包括用于向操作者警告各种状况的可听指示器460。
[0056]在一个实施例中，电外科发生器411包括两个激活感测电路，即，用于感测凝固或功率升按钮的电路407和用于感测切割或功率降按钮的电路409。每个激活感测电路生成两个激活信号，该两个激活信号被传送到电外科发生器411中的控制器452(例如处理器)以影响对应的动作。例如，电路407被配置为生成COAG激活信号413和功率升激活信号415，并且电路409被配置为生成⑶T激活信号417和功率降激活信号419。电路407和409的操作类似于关于图11中示出的电路300描述的操作。
[0057]应当意识到，通过采用本公开的激活感测电路，可以由电外科笔401实施四个按钮或开关，同时采用传统的三管脚连接器412。应当进一步意识到，激活感测电路可以设置在电外科发生器411中或者可以被配置为要与电外科发生器一起利用的单独模块或装置。
[0058]正如当切割或凝固按钮被激活时电外科发生器产生视觉和听觉反馈提示两者那样，功率升和功率降按钮也将产生容易与同切割和凝固激活相关联的反馈提示区别的它们自身的反馈提示。例如，反馈提示可以具有电外科发生器的前面板432上的可视指示器(例如指示器438)的形式或从电外科发生器产生声音的可听指示器(例如可听指示器460)的形式。
[0059]电外科发生器还可以具有以下能力:具有针对远程功率升或功率降激活的预设限制，使得电外科发生器的输出功率不会无意地升高到危险地高的电平或降低到无效果的电平。
[0060]可以采用经由手持件的按钮的远程功率增加或减少的不同方法。例如，功率升按钮的单次下压可以使电外科发生器的功率输出增加预设的固定量。该按钮的随后下压将使功率输出再次增加相同量。在图13中图示了示例性递增功率控制模式。首先，在步骤502中，从发生器控制面板(例如输入部434)选择递增功率控制模式。接下来，在步骤504中，控制器确定功率升按钮是否被激活。如果功率升按钮被激活，则控制器452将功率电平递增一个单位(步骤506)。在步骤508处，控制器452确定功率升按钮是否仍然被激活，并且如果是，则不采取进一步的动作。功率升按钮必须首先被释放，并且如果再次被按压，则采取功率电平的一个单位的另一次递增。以这种方式，功率电平将被递增与功率升按钮被重复按压一样多的单位。例如，如果功率升按钮被按压三次，则功率电平将被增加三个单位。
[0061]如果在步骤504和508中控制器452确定功率升按钮没有被激活，则在步骤510-514中控制器452执行递减功率电平的类似步骤。应当意识到，要在电外科发生器的控制面板处输入或调整递增/递减单位的大小，例如经由电平控制436。在另一个实施例中，递增/递减单位的大小可以被编程到发生器中以被固定。在另一个实施例中，发生器可以被编程为具有高和/或低功率限制电平，其中当达到限制电平时，另外的按钮激活将不具有效果。在另一个实施例中，发生器包括每当功率电平被递增或递减时都被激活的可听指不器460。
[0062]可替代地，该按钮的单次下压将再次将输出功率增加固定量，但是，继续压住按钮将继续促进功率设定，其中发出适当的视觉和听觉反馈提示。在图14中图示了示例性连续功率控制模式。首先，在步骤520中，从发生器控制面板(例如输入部434)选择连续功率控制模式。接下来，在步骤522中，控制器452确定功率升按钮是否被激活。如果功率升按钮被激活，则控制器452将功率电平递增一个单位(步骤524)。在步骤526处，控制器452确定功率升按钮是否仍然被激活，并且如果是，则在将功率电平递增一个更多的单位之前，控制器452发起时间延迟(步骤528)。时间延迟的持续时间确定功率电平被递增得有多快。只要功率升按钮保持被按下，短的时间延迟就将使功率电平迅速递增。较长的延迟将使功率电平更慢地递增。延迟的持续时间可以由发生器前面板例如经由输入部434或电平控制436来设定，或者由制造商预设到固定值。
[0063]如果在步骤522和526中控制器452确定功率升按钮没有被激活，则在步骤530-536中控制器452执行递减功率电平的类似步骤。
[0064]应当意识到，一旦例如通过关于图13和14描述的方法设定了功率电平，就可以通过按压适当的按钮来实施切割或凝固模式。如上所述，一旦激活或按压了 CUT或COAG按钮，功率升和/或功率降按钮就将不具有效果。
[0065] 在用户便利性、复杂度和安全性的限制内，可以使用切割和凝固线两者将附加的按钮和功能添加到电外科手持件。例如，在等离子体束类型的电外科装置中，附加的按钮或开关可以用于调整来自手持件的气体流动速率以及电束功率电平。
[0066]虽然图11中的振荡发生器302以一个固定的频率操作，但是可替代实施例可以包括可变频率振荡发生器。这样的可变频率可以周期性地扫描通过给定频率范围，或者周期性地步进通过特定频率的给定集合。当附加开关(例如，图9中示出的开关225或227)被激活时，谐振电路或装置由图11中的激活感测电路300切换接入并感测，只是现在阻抗中的改变与特定频率相关。
[0067]例如，如果附着到图9中的开关225和227的谐振电路或装置被设计为分别具有30kHz和35kHz的谐振频率，则当图11中的振荡发生器302扫描通过或步进通过这些频率，并且图11中的电路300没有检测到阻抗中的改变时，那么开关225和227都没有被激活。然而，如果当振荡发生器302处于30kHz时检测到阻抗中的改变，那么电路300将确定开关225被激活。类似地，如果振荡发生器302处于35kHz并且检测到阻抗改变，那么电路300将确定开关227被激活。
[0068]考虑到在电外科环境中存在的电噪声的约束，通过使用充分不同以至于多按钮激活感测电路能够可靠地识别阻抗中的改变的其它谐振电路或装置值，可以潜在地将任何数量的附加按钮添加到电外科手持件。电外科过程实质上由向手术部位中的电弧放电构成，并产生在时间和幅度两者上都相当大地变化的噪声的宽频谱。
[0069]谐振电路可以由电阻器、电感器和电容器的串联或并联组合构成，或者它可以是谐振装置，诸如晶体、陶瓷谐振器或者类似的机电谐振部件。谐振频率被选择为使得容易地将谐振频率与电外科功率频率和/或可使用的任何功率调制频率加以区别。
[0070]应当意识到，所示出和描述的各种特征是可互换的，即，在一个实施例中示出的特征可以合并到另一个实施例中。
[0071 ] 本领域技术人员将意识到，本文中呈现的框图表示体现本公开原理的说明性电路的概念性视图。类似地，将意识到，任何流程图表、流程图、状态转移图、伪代码等表示可基本上表示在计算机可读介质中且因此由计算机或处理器执行的各种过程，不论这样的计算机或处理器是否被显式地示出。
[0072]可以通过使用专用的硬件以及能够与适当的软件相关联地执行软件的硬件来提供在图中示出的各种元件的功能。当由处理器提供时，该功能可以由单个专用处理器、单个共享处理器、或其中一些可被共享的多个个体处理器来提供。此外，术语“处理器”或“控制器”的显式使用不应被理解为专门指代能够执行软件的硬件，而是可以隐式地包括但不限于数字信号处理器(“DSP”)硬件、用于存储软件的只读存储器(“ROM”)、随机存取存储器(“RAM”)和非易失性储存器。
[0073]还可以包括传统和/或定制的其它硬件。类似地，在图中示出的任何开关都仅是概念性的。可以通过程序逻辑的操作、通过专用逻辑、通过程序控制和专用逻辑的交互、或者甚至手动地执行它们的功能，特定的技术可由实施者如从上下文中更具体地理解的那样选择。
[0074]虽然已参考其特定的优选实施例示出并描述了本公开，但是本领域技术人员将理解的是，在不脱离如由所附权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，可以在本公开中做出形式和细节上的各种改变。
[0075]此外，虽然上述文本阐述了多个实施例的详细描述，但是应当理解，本发明的法律范围由本专利的结尾处阐述的权利要求的词语限定。详细描述应当被理解为仅是示例性的并且没有将每个可能的实施例都进行描述，因为描述每个可能的实施例将是不现实的，如果不是不可能的话。使用目前的技术或者在本专利的提交日之后开发的技术，可以实施多个可替代实施例，其仍然将落入权利要求的范围内。
[0076]还应当理解的是，除非在本专利中使用句子“如本文中所使用的那样，术语“—”在此被限定为意指……”或类似的句子明确地限定术语，不意图明确地或通过暗示来限制该术语的含义，超越其明显含义或普通含义，并且这样的术语不应当被解释为限制在基于本专利的任何部分(除了权利要求的语言)中做出的任何陈述的范围内。在本专利中以与单个含义相一致的方式提及在本专利的结尾处的权利要求中记载的任何术语的意义上，其仅为了清楚而进行以便不使读者困惑，并且不意图通过暗示或以其它方式将这样的权利要求术语限制于该单个含义。 最后，除非通过记载词语“装置”和未记载任何结构的功能来限定权利要求元件，不意图基于35 U.S.C.§ 112第6款的应用来解释任何权利要求元件的范围。
【权利要求】
1.一种电外科设备,包括: 外壳，具有延伸通过其的通道，所述外壳具有近端和远端，所述远端被配置为支撑电极； 至少四个开关，设置在所述外壳的表面上，被配置为由用户选择性地激活；和三条电线，连接在所述外壳和连接器之间，所述连接器被配置为在操作上耦合到电外科发生器，第一电线耦合到所述电极并被配置为从电外科发生器接收电外科能量，第二电线耦合到第一开关并被配置为生成第一激活信号，以及第三电线耦合到第二开关并被配置为生成第二激活信号， 其中，第三和第四开关经由相应的无功切换元件耦合到第一电线和第二或第三电线，所述无功切换元件被配置为生成第三和第四激活信号。
2.如权利要求1所述的电外科设备，其中所述至少四个开关被配置为按钮。
3.如权利要求1所述的电外科设备，其中所述相应的无功切换元件中的每一个被选择为生成不同阻抗值。
4.如权利要求3所述的电外科设备，其中第一和第二激活信号中的每一个是短路信号。
5.如权利要求3所述 的电外科设备，其中所述相应的无功切换元件中的每一个是电阻器和电容器的并联组合。
6.如权利要求3所述的电外科设备，其中所述相应的无功切换元件中的每一个是电阻器和电感器的串联组合。
7.如权利要求3所述的电外科设备，其中所述相应的无功切换元件中的每一个是电阻器和电容器的串联组合。
8.如权利要求3所述的电外科设备，其中所述相应的无功切换元件中的每一个是电阻器和电感器的并联组合。
9.如权利要求3所述的电外科设备，其中所述相应的无功切换元件中的每一个是电容器。
10.如权利要求3所述的电外科设备，其中所述相应的无功切换元件中的每一个是电感器。
11.如权利要求1所述的电外科设备，其中所述连接器包括三管脚连接器。
12.如权利要求1所述的电外科设备，其中所述至少四个开关中的至少两个开关耦合到单个船型按钮。
13.—种电外科设备,包括: 电外科发生器，耦合到电源，被配置为生成电外科能量； 手持件，包括: 外壳，具有延伸通过其的通道，所述外壳具有近端和远端，所述远端被配置为支撑电极； 至少四个开关，设置在所述外壳的表面上，被配置为由用户选择性地激活；和三条电线，连接在所述外壳和连接器之间，所述连接器被配置为在操作上耦合到电外科发生器，第一电线耦合到所述电极并被配置为从电外科发生器接收电外科能量，第二电线耦合到第一开关并被配置为生成第一激活信号，以及第三电线耦合到第二开关并被配置为生成第二激活信号，其中第三和第四开关经由相应的无功切换元件耦合到第一电线和第二或第三电线，所述无功切换元件被配置为生成第三和第四激活信号；以及 至少一个激活感测电路，被配置为在第一、第二、第三和第四激活信号之间进行区别并执行对应的动作。
14.如权利要求13所述的电外科设备，其中所述至少一个激活感测电路包括振荡发生器和至少一个晶体管，该振荡发生器和至少一个晶体管被配置为充当用于无功切换元件的电压源或电流源。
15.如权利要求14所述的电外科设备，其中振荡发生器的频率不同于电外科发生器的操作频率。
16.如权利要求13所述的电外科设备，其中所述相应的无功切换元件中的每一个被选择为生成不同阻抗值。
17.如权利要求16所述的电外科设备，其中第一和第二激活信号中的每一个是短路信号。
18.如权利要求17所述的电外科设备，其中所述至少一个激活感测电路包括用于将第三和第四激活信号中的每一个与预定值相比较的比较器。
19.如权利要求17所述的电外科设备，其中所述至少一个激活感测电路将第三和第四激活信号转换成相应的脉冲宽度调制PWM信号。
20.—种电外科设备,包括: 电外科发生器，耦合到电源，被配置为生成电外科能量； 手持件，包括: 外壳，具有延伸通过其的通道，所述外壳具有近端和远端，所述远端被配置为支撑电极； 至少四个开关，设置在所述外壳的表面上，被配置为由用户选择性地激活；和三条电线，连接在所述外壳和连接器之间，所述连接器被配置为在操作上耦合到电外科发生器，第一电线耦合到所述电极并被配置为从电外科发生器接收电外科能量，第二电线耦合到第一开关并被配置为生成第一激活信号，以及第三电线耦合到第二开关并被配置为生成第二激活信号，其中第三和第四开关经由相应的谐振电路耦合到第一电线和第二或第三电线，所述谐振电路被配置为生成第三和第四激活信号；以及 至少一个激活感测电路，被配置为在第一、第二、第三和第四激活信号之间进行区别并执行对应的动作。
21.如权利要求20所述的电外科设备，其中所述至少一个激活感测电路包括振荡发生器和至少一个晶体管，该振荡发生器和至少一个晶体管被配置为充当用于所述谐振电路的电压源或电流源。
22.如权利要求21所述的电外科设备，其中针对不同的频率配置每个相应的谐振电路。
23.如权利要求22所述的电外科设备，其中所述振荡发生器是被配置为扫描通过预定频率范围的可变频率振荡发生器，其中所述预定频率范围包括所述相应的谐振电路的频率。
【文档编号】A61B18/12GK104042325SQ201310539627
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年11月5日 优先权日:2013年3月13日
【发明者】N.D.希列夫, G.A.科涅斯基 申请人:博为医疗公司