用于处理肿瘤和增生细胞的处理方法和便携式外科设备与流程

背景技术：

宫颈癌是严重的且日益增长的全球性健康问题。在2008年，估计有529,000个新增的宫颈癌病例以及将近274,000人死亡，使宫颈癌成为女性中第二最常见的癌症。大约88％的死亡发生在发展中国家，其中53,000例发生在非洲、31,400例发生在拉丁美洲和加勒比海，以及159,800例发生在亚洲。在东非、中南亚和美拉尼西亚，宫颈癌是女性最常见的癌症杀手。(Ferlay J.、Shin HR、Bray F、Forman D、Mathers C、和Parkin DM，GLOBOCAN 2008vl.2，全球癌症发病率和死亡率(Cancer Incidence and Mortality Worldwide)，IARC CancerBase No.10[在线数据库]。里昂，国际癌症研究机构，2010(http://globocan.iarc.fr))。

尽管宫颈癌影响全球女性，但是宫颈癌死亡率在低资源设置(其中女性传统上还未接触有序的筛选项目)中是最高的。人乳头瘤病毒(HPV)是全球极其常见的病毒族。存在多于100种的HPV，其中至少13种为致癌的。宫颈癌通过两性之间获得的特定类型的HPV的感染而引起。HPV的感染可通过接种疫苗来预防，但是应当在首次性行为的感染之前给出疫苗，这经常发生在几年内。对于已经感染的那些女性，宫颈癌的发展可使用可在地方(如果非初级)医疗保健水平下实现的相对简单的、低成本的筛选和处理方法来预防。宫颈癌病变的处理可以通过如下来进行：1)利用子宫切除的手术切除、电外科学的针锥形切除术、冷刀锥形切除术、激光锥形切除术(CO₂)、变性带的大环切除(LEEP，LLETZ)，或者2)利用激进透热疗法(电烙术)、电凝聚透热疗法、电灼疗法、冷(热)凝聚疗法、冷冻疗法、和激光汽化疗法(CO₂)的组织灭活(破坏)。

一种治疗宫颈癌的方法为去除癌细胞。

电外科为用于描述多个不同种类的手术的术语，通过这些手术，使用电流来引起组织的热破坏。存在两个基本种类的常用电外科且其与本发明的主题有关：高频电外科和电烙术。

高频电外科指的是四种不同方法：电凝聚、电干燥、电灼和电切除，其中每种方法涉及使用手持式仪器(“探针”)使高频交流电流通过组织，其中当该电流通过该组织的电阻时，将该电流转换为热量。组织内热量积累的结果是破坏该组织。

电烙术为将热量直接传递到组织的形式。代替使电流通过组织，使用电流来加热手持式仪器的加热元件，该加热元件然后被应用到组织。当高频电外科不可取时，这种形式的电外科最常用于诸如止血和肿瘤破坏等手术。

由于存在众多不同的加热元件、信号波形、时间和占空比变型以及用于操作的功率级(全部取决于在手边的特定手术和组织)，因此最重要的是电外科设备(ESD)利用精确型的附件(诸如探针、加热元件和探针末端)和运行特性(例如基于正被使用的加热元件)工作，以便执行具有最佳结果的医疗手术。待避免的且在不使用精密部件和运行参数的情况下成为风险的危险副作用是触电、电或热灼伤、眼损伤(来自火花)、细菌和病毒感染的传播以及植入式设备故障。这些情况(如果允许在手术期间被产生)增加并发症，该并发症可以从暂时性伤痛变为永久性伤痛。

遗憾地，世界上许多地区不具有足够的基础设施以在早期阶段治疗宫颈癌或赘生性细胞。治疗宫颈细胞生长中的异常情况所需的大部分或几乎所有装备要求电力，以及在世界的许多地方，不具有可靠的电力源。另外，用货车运输各种庞大的医疗设备或耗材是不切实际的，这是因为世界的这些地区中的许多地区不具有可靠的公路。

附图说明

并入本文中且形成说明书的一部分的附图示出了本发明的一个或多个实施方式，以及还连同描述一起用于阐述本发明的原理且使得相关领域中的技术人员能够制作和使用本发明。

图1为根据一个实施方式的电外科设备(ESD)外壳的部件的示意性框图；

图2为示出探针的手术部位端处的加热元件和探针末端的简化示意图；

图3为示出控制器的部件的示意性框图；

图4为示出根据电外科设备的实施方式的电源电路的示意图；

图5为用于PTC材料的随时间变化的温度对比功率的标准标绘图，该图示出随着温度升高，功率降低；

图6为用于利用热敏电阻反馈电路、根据正温度控制(PTC)加热概念加热ESD的探针末端的电路设计；

图7(A)至图7(C)示出可存储在ESD的存储器中以供用户简单参考的各种文件；

图8示出可存储在ESD的存储器中以供用户简单参考的基准激光切割信息的类型、以及在电外科中使用的激光信号波形的不同变型；

图9为激光加热元件的针对特定激光波形的功率对比时间的标绘图；

图10(A)示出单极电外科手术的布置，图10(B)为该单极手术的更详细示图，其中第二电极从ESD的探针上的第一电极末端接收RF信号；

图11示出双极电外科手术的布置，其中RF信号电流路径在ESD的探针内运转；

图12为超声陶瓷盘加热元件的使用的概念示图；

图13示出如用在公开的ESD中的排烟器系统；

图14示出直筒式探针护套的片段，其具有薄膜开关及其上安装的LED指示器的示图；

图15(A)至图15(B)呈现两种类型的薄膜开关的图片，其中LED指示灯可用在公开的电外科设备的探针上；

图16(A)为在探针的加热末端处看到的前视图，其中圆环形的冷却流体孔围绕该加热末端；

图16(B)为ESD探针内部的流体冷却系统的操作的示图；

图17为探针的一端上的探针末端的侧视图，其示出探针末端具有施加于该探针末端的不粘涂层；

图18为示出使用根据本发明的包含某些描述特征的ESD的过程中的潜在步骤的流程图；

图19为根据第一实施方式的一个方面的ESD的外壳上的各种开关的绘图；

图20为根据所公开的第二实施方式的ESD的便携式手持ESD的正面透视图；

图21为图20的电外科设备(ESD)的侧视图；

图22(A)和图22(B)为描绘两种不同规格版本的探针的探针2003的侧视图；

图23为在处理期间接触目标组织的末端2211的示图；

图24示出根据第二实施方式的ESD的不同方面的侧视图；

图25为与ESD的手柄断开连接的探针以及所描述的各种特征的相关联的布线和导管连接的示图；

图26为第二实施方式的第二方面的另一版本，其中ESD 2603被形成为单片式集成单元；

图27示出可与描述的ESD的任一版本一起使用的两种末端；

图28示出分离的探针2801，其中图27(B)的乳头状末端附接到该探针的远侧端部；

图29示出根据第二实施方式的整个便携式手持ESD单元。

具体实施方式

出于说明的目的，提供了用于(I)一般电外科的领域、(II)用于电外科手术的示例性类型的加热元件、以及(III)公开的电外科设备(ESD)的新颖特征的描述。

ESD外壳部件

图1示出根据实施方式的电外科设备(ESD)的外壳中包含的部件的示意性框图。ESD具有外壳101，该外壳101作为图1中所示的部件的框架。为了简化图1，外壳101有时可以被称为ESD，但是ESD总体由外壳部件和附接到外壳的探针部件二者构成。

ESD在电源输入部103接收DC电源电压作为输入，并在探针连接器端子105处将信号(也称为驱动信号)输出到探针。本文中所使用的“驱动信号”指的是在ESD手术期间被发送到末端且被注入到目标组织中的信号。

可拆卸的探针(未示出)在连接器端子105处连接到ESD。ESD的外壳还包含电子器件，该电子器件尤其包括控制器107，该控制器107也可以为或被称为微处理器、计算机、处理器或其它一种或多种计算和控制类型的设备。在本文中，这些术语是可互换的且该部件被称为控制器。ESD的外壳还包含显示器109。

按需要，从电源输入部103将电力供应到控制器、显示器和其它部件。尽管未明确示出，但是应当理解，通过控制器107供应和调节合适的DC电压以操作ESD的其它部件。控制器107按需要生成调节的DC或AC信号并将其输出到探针和其它ESD外壳部件，诸如输出到显示器109、输出到操作者输入面板111。输入面板111可以为借助USB输入端115连接到ESD的键盘、或任何其它类型的用户输入设备。USB输入端115可以用于下载用于各种不同加热元件的指南、操作参数、检查表等，用以显示给操作者。显示器109可以包含或单独地连接到其它类型的一个或多个显示器，诸如发光二极管(LED)指示器113。通向LED指示器113的虚线用于指示，除了显示器109外，其它显示器或指示器的使用也是可选项。

另外，DC电压被用在控制器107内，用于设置与操作者选择的加热元件相关联的电参数以及与正使用的加热元件相关联的用户的选择和该用户所选的参数。ESD上的以太网输入端117使得用户能够在远程区域中时按需要访问其它信息源。控制器107包含用于信息存储的存储器，该存储器包括一个或多个RAM 119和ROM 121存储单元。ESD包含AC驱动信号选择控制部105，该控制部105包含用于选择加热元件类型和从ESD发送到探针的驱动信号的操作信号特性的一个或多个选择旋钮控制部。

双极或单极选择器125用于使用户选择在外科手术中所针对的组织的位置与单电极加热元件还是双电极加热元件一起工作。地面插头端子129为用于在单极电外科操作中使用的接地导体的输入端。该接地导体来自远离外科手术部位的靠着患者身体放置的第二电极。

在一个实施方式中，除了AC驱动信号外，还按需沿着路径123从控制器107输出DC电流。探针连接器106是从ESD外壳输出信号的位置以及ESD的探针与ESD外壳101连接的位置。

具有加热元件和探针末端部件的ESD探针

探针具有探针轴，在该探针轴的远侧端部具有探针末端。探针可以具有整体固定的探针末端或该末端可以是可拆卸的。探针轴为用户在使用探针时握住的部分。在本文中，有时将探针轴简称为“探针”或“工具”。探针轴可以被形成为直形结构，或具有成角度的形状或形成有手柄，该手柄与探针的称为探针轴的直的或成角度的部分形成更加锐角的角度。

图2为示出探针的手术端部处的加热元件和探针末端的简化示意图。在图2中，探针201具有加热元件203和探针末端205，该加热元件203和该探针末端205安装在探针的最靠近手术部位的端部。这位于图2的右侧。尽管仅示出了表示加热元件203和探针末端205的关系所需的探针201的部分，但是如果扩展，则图2的左侧将示出探针201的另一端在该外壳上的探针连接器处连接到ESD的外壳。具体地，探针201是可拆卸探针且连接到图1中所示的ESD外壳101中的探针连接器106。

用虚线示出探针末端205，这是因为可以使用或可以不使用该探针末端205。加热元件203被放置成紧挨着探针末端205且用于将探针末端加热到足以破坏目标组织的高温。当不使用探针末端205时，诸如当加热元件电极放置成接触组织时，直接将热量从加热元件203传递到组织以及驱动能量通过组织发送到作为加热元件203的一部分的第二电极(“双极”配置)或发送到抵靠远离手术部位的患者皮肤的接地端子(“单极”配置)。在单极情况下，探针201外部的接地导体连接在接地端子和ESD外壳之间以完成电路路径。

探针末端205包含加热元件203且向目标组织提供表面或突出部，由加热元件203生成的热量通过该表面或突出部被施加到组织。探针末端205和/或加热元件203可以被拆卸且用不同的加热元件来替换，或在另一实施方式中，组合式探针末端和加热元件用不同的组合式探针末端和加热元件来替换。两个部件可以为单个单元或可以为分离的单元。可替选地，现成的探针的这种修改可手动地用不同类型和不同部件值的加热元件以及不同形状的探针末端来替换。

利用在探针的外科手术端处的部件的该替换特征，不需要拆卸和替换整个探针本身或拔出整个新的ESD，以获得用于手边的电外科的最精确的加热元件/探针末端。

控制器部件

图3为控制器的示意性框图。应当理解，控制器也可以被称为微处理器、计算机或其它等效的计算和控制部件，以及与微处理器、计算机或其它等效的计算和控制部件一样地操作。而且在一个实施方式中，控制器包括多于一个互连的控制器、微处理器或计算机等。

现在参照图3，控制器300包含具有随机存取存储器(RAM)305和只读存储器(ROM)309的存储器301，该存储器301用于存储数据和文件以及用于从记忆存储器检索信息以显示给用户。

在一个示例或实施方式中，控制器包括或访问单独的模块，这些单独的模块用于连接到各种信号发生器以对应于可用在ESD中的频率和波形。例如这包括微波信号发生器307、射频信号发生器319、激光信号发生器317和/或超声信号发生器321。每个信号发生器模块操作性地连接到其它控制器功能、电源和输入信息，该输入信息被用在特定信号发生器的选择中以激活且用于激活具有特定频率和其它特性的信号，该其它特性诸如该信号是否为整流的、脉冲的、具有与其相关联的占空比、为连续波、以及其它因子，该其它因子诸如其峰值和/或平均电压功率。

控制器300还包括或可操作性地联接到现场可编程门阵列(FPGA)313，该FPGA 313用于在现场被用户编程以将信号设置到具有特定信号特性的探针。可与FPGA 313一起使用的是一个或多个电参数选择开关315，其中，来自开关315的信号被发送到FPGA 313或控制器300中的别处，在生成从控制器到探针的驱动信号时起作用。类似地，一个或多个波导选择开关325联接到探针信号波形发生器323，用于进一步对在电外科中将使用的驱动信号整形。控制器300在来自电源329的输入处接收电源输入电压和电力。信息被控制器300投射到显示器331上以将可视信息提供给用户。显示器331可以由多于一个的显示器构成。在一个实施方式中，显示器为触屏显示器，该触屏显示器还提供切换电信号的功能，或者在另一个实施方式中，显示器为6-段、8-段或x-段数字显示器。在一个实施方式中，音频转换器和与视觉上显示的数据相关联的输出(未示出)也被并入在ESD中。从控制器300到附接探针的输出信号作为输出信号传送到探针327。根据所公开的新颖的ESD的一个特征，自动杀菌循环311也被包含在控制器300中，这是因为控制器针对自动杀菌循环调节信号和与一个或多个信号相关联的时序。

在另一个实施方式中，控制器300还包含多个控制器共有的连接件和其它项，尽管未示出。这包括诸如电压和电流调节器以及传感器或响应于传感器在控制器处输入的数据的电路等项。

图3中的控制器的电源输入部103能够从ESD外壳101的电源输入部103中的可充电电池为ESD供电，以及可替选地，还能够在外部电源作为输入而连接至电源输入部103时从外部电源提供电力供应。图4为ESD的电源输入部的电路示意图。所描述的ESD实施方式的概念将针对ESD使用电池源，且仅使用壁式电源来为电池充电。然而，通过DC充电输入端口来自太阳能电池或存储的DC电池充电电源的替选充电是可行的。

简洁地，公开的ESD的设计在ESD被用在远程区域(医疗宣传时有时旅行到该远程区域中)中的情况下认识电源的需求和重要性时允许各种电源。在该情况下，电网不可用且针对假定一周或两周的旅程的受限电源是不可容忍的。独特地，考虑在这类远程的且持续很久的医疗现场情况中的使用，设计所描述的ESD及其电源。

电源单元

在图4的电源示意图中，外部电源输入端403接收AC或DC输入信号。在AC或DC电压检测器304处，输入信号被检测且感测为AC或DC信号，以及包括信号调节器以免受过电压信号。如果输入信号被检测为AC信号，则该信号被路由到AC到DC电压转换器407，在AC到DC电压转换器407，将AC信号转换为DC信号，其中调节的DC信号输出被输入到可充电的电池电源电路409。

如果回到AC或DC电压检测器405处的输入信号被检测为DC信号，则直接将该DC信号发送到可再充电的电池电源电路409，以及该DC信号也被馈送作为DC电压传感器413的输入，在DC电压传感器413，DC电压被感测且作为输出馈送到电压调节器415的输入端，驱动流经电流调节器419的电流，以及在电流调节器的输出端421处输出调节的电流。

利用该布置，DC输入信号同时为DC电池电源411中的可充电电池充电且将DC电压和电流提供给控制器300和ESD的其它电子器件。如果输入AC信号，则同样的行为利用图4的电源设计发生，原因在于将AC信号转换为DC信号以及该信号用于作为电源同时将电压和电流供应到控制器300和ESD的电子器件，同时也用于为可充电电池充电。一旦电池已经达到阈值电压级，则传感器(未示出)使电池的再充电断开。

在示例中，车辆携带在旅途期间随时间而使用的一定量的外部充电的电池组。在另一个实施方式中，太阳能电池板被安装在车辆(例如为汽车、货车或公共汽车)上以为ESD供应DC电源以及也用于为外部电池组再充电。

具有正温度系数(PTC)的探针末端的加热设计

正温度系数(PCT)指的是材料的系数。正温度材料(PTM)指的是具有正温度系数的材料。在本文中可互换使用PTC和PTM来指代包含正温度系数材料或用正温度系数材料制成的材料或部件。

PTM具有读起来就像电阻器的电阻。与PTM加热元件的区别在于，其电阻随着温度改变而大幅变化。当PTM处于其冷电阻状态时，即当电路中不存在电力或存在低电力时，组成PTM陶瓷的原子按特定图案排布，该特定图案允许一些电子自由流动。电子通过该部分“携带”电力，以及存在的“自由”电子越多，电力就可以越容易穿过陶瓷。因此，PTM处于其低电阻状态。然而，当利用足够功率(电力)使电路通电时，PTM几乎瞬间升温到其指定的过渡设置点，该过渡设置点例如可以被设定处于刚好高于120℃。当PTM升温时，其电阻急剧增大。PTM的高电阻本质上导致电力停止“流”经部件。PTM的电阻能够急剧改变，这是因为随着PTM升温，组成PTM陶瓷的原子自身按不同图案重排(因此名为过渡温度)以及该新的原子排布将自由电子“锁定”在适当位置，使得自由电子不再能够在陶瓷中自由游荡。

本发明的发明人发现了，PTC技术在电外科设备(ESD)中的两个重要的关键方面中提供了重大益处：安全和高效。

由PTM制成的加热元件为自限制的，原因在于随着加热元件接近其设计操作温度，耗电量自动降低。图5为用于PTC材料的随时间变化的温度对比功率的标准标绘图，该图示出随着温度提高，功率降低。

如果用户想要将恒定温度施加到组织，则PTC加热元件是有利的，这是因为PTC加热元件倾向于将其自身调节处于恒定温度。该自调节属性允许PTC在近乎相同的温度下操作，不管电压变化、环境温度以及热负载的变化。

PTC加热元件和传统加热元件(诸如螺旋线或绕线或线圈)之间的区别在于，PTC加热元件响应于周边或环境需求而自动地改变功率级。PTC加热元件不能过热。除了加热元件，其它温度控制的部件也可以由PTC材料制成。

图6示出用于使用热敏电阻反馈电路、根据正温度控制(PTC)加热概念加热ESD的探针末端的电路设计。热敏电阻可以用PTC材料形成或可以不用PTC材料形成，但是无论哪种方式，热敏电阻反馈可以与PCT加热元件部件一起使用。

在图6中，类似地，探针末端601可包括标准电阻元件603，诸如镍铬线或厚膜，包括例如具有3欧姆电阻的屏蔽的电阻式陶瓷元件，来自电源的DC电源为10伏特，则提供33瓦特的功率。反馈控制电路将热敏电阻605连接在探针末端和加热元件的通断开关607之间，以监控探针末端的温度以及导通和断开探针末端中的电阻元件的电压，从而将探针末端保持为预期温度，诸如保持于120℃。

用于加热元件控制的PTC概念提供附加的安全机制，该安全机制用于通过利用正温度材料(PTM)制作电阻元件来确保探针末端不进入据说是由于热敏电阻控制电路的故障而引起的失控加热模式。在一个实施方式中，这通过将PTC控制点保持处于特定的探针末端温度设置(诸如处于120℃)而充当简单的控制机制而无需热敏电阻，或者在另一个实施方式中，PTC利用热敏电阻而充当安全机制以确保探针温度不太高。

因此如果ESD的恒温器、温度设置或温度控制部件在处于ON(导通)设置时发生故障或者冷却风扇(如果使用)发生故障，则加热元件将自动地将功率降低到最小操作级而不过热，同时手术单元保持操作性。如果存在置于加热系统上的突然热负荷(如在末端触及人类组织时可能发生的)，则PTC加热元件自动增大其加热功率以偿还热损失。这在用于准确度较高的手术仪器单元的手术期间提供了精确的温度控制。只要组织的切除已经完成，加热元件就将再次稳定处于较低功率级，以类推来说明其返回到“踩水”模式。ESD的加热元件系统可以使用基于PTC的加热元件和恒温器；或，恒温器可以被整体消除且让PTC控制温度。

在一个实施方式中，PTC加热元件在启动时吸收全额定功率以快速加热该元件，并随着达到操作温度而降低功耗。加热器仅像平时一样努力工作从而保持温度。这节省能量并达到更恒定的温度控制，以利用使用PTC的ESD给出更精确的组织切除。

陶瓷加热元件中的PTM

在另一个实施方式中，在陶瓷加热元件中使用PTM。在一个实施方式中，PTC陶瓷材料由具有高度非线性热响应的陶瓷(例如一些钛酸钡和钛酸铅复合物)的薄膜构成，因此在高于取决于组成的阈值温度时，它变为极其电阻性的。该行为导致该材料充当其自身的恒温器，因为当它冷却时，电流通过，以及当它很热时，电流不通过。PTC的过渡温度且因此PTC升温达到的温度通过修改陶瓷的组成来设置。例如，一种PCT陶瓷由通用电气公司制造，其过渡温度的范围从60℃到140℃(粗略地按10℃增量)。

对于从大约60℃到140℃的过渡温度，PTC材料电阻范围从0.8欧姆变化到1000欧姆，且电压范围从10V变化升高到1000V。在一个实施方式中，陶瓷圆盘的直径从2.5mm到19mm，厚度从1.0mm到4mm。

可拆卸的且可选择的加热元件或探针结构克服了不具有正确加热元件的问题

公开的电外科设备允许提供可拆卸的探针和可替换的加热元件，从而提供在本领域中需要的恰当的加热元件。用于特定医疗手术的探针由用户选择且然后被附接到ESD盒子。另外，对于电阻式加热元件探针，电阻器部件是可替换的或可替代的，原因是不同值可以取代另一值。例如，34欧姆的电阻器(作为加热元件)为可用30欧姆的电阻器部件替代的探针，这对于待应用于目标组织的不同的加热设置提供不同的功率设置是期望的。

在另一个实施方式中，用于任一探针的指令、说明书、下拉式列表和检查表可下载到ESD中且通过使用控制器中的RAM和ROM存储器，可以被拉升且显示在显示器509上以供用户即时参考。在另一个实施方式中，操作者将数据(诸如注释、检查点等)输入到记忆存储器中，用于在使用特定探针作为用于该探针类型的另一形式的参考材料时拉升。控制器中的存储器或存储部件(包括RAM和ROM)操作性地连接到USB端口，该USB端口用于将该信息下载和更新到ESD中用以存储在存储部件中。

作为一个示例，用户使用AC驱动信号选择控制部505(图1)将ESD设置为附接到探针601(图2)的类型的加热元件。控制器507设置用于加热元件的合适驱动信号的生成并在显示器509上呈现该信号信息。在一个实施方式中，加热元件参考其存储在存储器508中的相关信息。例如，拉升说明书、指令或检查表，其具有检查表、操作提示或与该特定加热元件相关联的其它操作信息。这类信息的示例为与加热元件相关联的操作时间、温度和距离或接触到组织的信息。这为操作者提供了不仅为即将进行的给定手术选择最佳加热元件、而且查看与该特定加热元件相关联的参考材料的能力。

例如，陶瓷超声加热元件附接到探针。用户拉升用于陶瓷超声加热元件的相关检查表和操作指南，并且发现，基于待破坏的组织的类型和位置决定这不是使用的最好类型的加热元件。不改变ESD或甚至探针，用户仅拆卸陶瓷加热元件并附接超声振动加热元件，然后将对超声振动的AC驱动信号选择控制部505设置为ESD上的加热元件。然后将其驱动信号参数显示在显示器509上。再次，用户能够刷新其用于该新附接的加热元件的指南和考虑的因素、检查表等的知识。

在另一个实施方式中，操作者通过输入相关联的手术名称(诸如从上文列出的相关联的手术名称)或被手术瞄准的组织类型来调用特定手术进行显示，手术以及作为响应，显示建议的加热元件和操作参数的列表，诸如功率级、用于手术的时间间隔、电流类型、占空比特性、波形(例如整流的AC信号、占空比设置、脉冲DC信号等)等。

作为另一示例，用户可能希望基于用户对与该类型的连接探针相关联的显示信息的评定降低操作功率级。ESD外壳包含输入部，由此可以使用加热元件的新值，其中与该新值相关联的特性和信息被显示在屏幕上以供操作者进一步评定。例如，在电阻器加热元件探针中，显示的制造商的信息示出使用40欧姆的电阻器元件以给出供特定类型的组织和/或特定尺寸的目标组织使用的特定的热量或功率级。可替选地，对于超声探针，显示的制造商的信息可以示出用户对用于不同的外科手术条件的频率的选择。因此，在这类实施方式中，用户使用开关设置来为超声探针选择特定超声频率。可以针对波形、时间、电流值和其它操作参数进行类似的选择。

图7(A)至图7(C)示出可存储在存储器中以供ESD的用户简单参考的各种文件。当用户在正在进行的外科手术现场时，这种信息的该随时可用性根据需要给出良好资源和检查表以用于快速参考。图7(A)、图7(B)和图7(C)示出了不同类型的表格，这些表格给出用于不同手术和情况的概要检查表和操作数据。

其它文件类型(诸如检查表、教材片段和文献)提供医学参考，该医学参考向用户提供用于回顾任何类型的手术的便利资源、实践指南以及专家关于可能遇到的电外科情况的特定方面的报告书。这在远程的偏避区域中提供治疗时是特别有用的。

在一个实施方式中，使用USB端口将这些类型的文件下载到ESD中，该USB端口可以接收用于从网站下载的以太网连接器以及可以接收鼠标、键盘或任何其它类型的输入设备。在另一个实施方式中，使用无线连接。

在一个示例中，在显示器中将该信息格式化成下拉式列表，在该下拉式列表中，针对每个加热元件列出标识名和/或标识号，其中，针对每个加热元件类型(诸如电阻、微波(射频)、激光、超声等)列出相关联的电流值和电压值、波形类型、AC或DC电流、将电力应用到目标组织的时间段等。例如通过双击下拉式列表中的线或启动另一类型的开关，投射向用于特定加热元件的操作指南或检查表的转移，以将信息的变化投射到显示屏上。在一个实施方式中，通过另一双击或使用另一启动开关执行转移回到下拉式列表以返回该下拉式列表。投射不同信息的屏幕之间的转移是设计选择的主题。

在另一个实施方式中，除了USB输入端115，以太网输入端117也允许连接到因特网，以将来自因特网的信息投射到显示器109上。当在远程区域中使用电外科设备以及需要获得关于特定手术、关于特定加热元件的具体信息、与另一医学专家联系时等，该特征是有用的手术。在一个实施方式中，如果位置位于不具有电缆因特网访问的远程区域中，则使用碟形接收天线或其它接收天线和合适的接口电路(盒)。

控制器300(图3)包含存储器，该存储器包括ROM 309和RAM 305，其用于存储例如程序、应用、历史数据、下拉式列表以及在进行设备操作时检索信息。

显示器109(图1)显示与设备操作相关联的信息，诸如先前提及的项目、电池状态指示符，以及包括(集成在显示器中或围绕显示器的边界、或置于设备上的别处)指示灯，诸如发光二极管(LED)113。指示灯可以可选地也具有颜色指示器。LED 113示出与设备、以及正执行的当前手术或正使用的加热元件相关联的各种功能和参数的状态和操作状态。

操作者输入面板111可用于信息的用户输入，诸如激活搜索模式以针对某些种类的加热元件搜索存储器，仅作为用户输入信息的一个示例。用户也可以输入某些种类的加热元件的参数变化。

在一个实施方式中，在计算参数(诸如用于ESD的功率设置)时，用于控制电流的电阻式加热元件的电阻由与目标组织串联的分立电阻器部件组成，该目标组织具有其自身的电阻，使得总电阻为组织电阻加上分立电阻器(如果在加热元件中使用分立电阻器)。人类组织的电阻变化，作为一些示例，诸如从针对肌肉的400欧姆、针对脂肪的2000欧姆、以及针对结老茧的干性皮肤的高达100KΩ。如果针对手术将某个功率设置设定为恒定的，则电流和电压可以根据变化的电阻不断地改变，该变化的电阻诸如由目标组织在任何时间点变化的状态以及探针与组织的变化的距离引起。

如果其它变量已知且被输入到ESD中，则并入控制器中的如下两个等式允许确定四个所列参数中的任一者，即电压、电流、电阻和功率。

P＝V·I ...(1)

V＝IR ...(2)(欧姆定律)

其中P＝功率(瓦特，W)

V＝电压(伏特，V)

I＝电流(安培，A)

R＝电阻(欧姆，Ω)

例如，在12VDC电源电压下，加热元件可以使用33欧姆的电阻器以将大约4.4瓦特的功率传送到目标组织。为了简化，在该示例中，不考虑目标组织的电阻，其中理解成了准确确定总电阻和电流，将组织电阻考虑在内。

使用等式(1)和等式(2)给出：

P＝12×0.36＝4.32瓦特

如果例如用户正在处理待破坏的扩大组织，则用户可以首先检索存储在存储器中的相关检查表信息并将其呈现在显示器上，该相关检查表信息诸如用于各种类型和尺寸的人类组织的功率设置。从该信息的评定，用户可能想要将功率提高到7.0瓦特。用户使用针对电阻式加热元件(其可以包括用于目标组织的电阻部件)的功率级的选择将7.0瓦特输入到输入面板111中。控制器107使用其计算器功能(包括上文两个等式(1)和(2))来通知用户，它需要将用于加热元件的电压提高到大约19.5V(V＝7/0.36)。因此通过用户输入已知参数，未知参数自动地由控制器107来计算并被应用到探针，其中可选地将计算结果显示在显示器109上。

尽管此处和本文中的别处陈述了将信息或数据显示在显示器109上，但是应当理解，这只是一种显示方式。数据或信息也可以被单独显示，诸如通过使用7元素数值显示器、单独文本显示器或任何类型的其它分立显示器，该7元素数值显示器、单独文本显示器或任何类型的其它分立显示器可代替显示器109或附加于显示器109使用。

加热元件中可手动替换的电阻器

在另一实施方式中，存储在存储器中的另一类型的相关检查表信息为用于加热元件的参考不同类型手术和各种类型的人类组织的分立电阻器值的数据库。如果制造的加热元件允许手动可插入的电阻器，则用户使用检索到的电阻器信息来用达到预期操作条件所需的新电阻器值手动替换电阻器加热元件。

设置电参数以获得用于其它电加热元件参数的设置

因此如说明书和示例所示，公开的ESD使得用户选择特定变量，然后针对用于该特定变量的预期操作值输入数据，然后激活开关(诸如为了“计算”)，以及控制器将计算并显示所计算的值以在该特定可变设置下操作。可变参数可选自于电阻、电流、电压和功率的参数，其关系如上文等式(1)和(2)所限定。按照剩余参数或针对任何一个特定选择的剩余参数呈现所计算的值。

用于作为受控变量的温度的温度传感器

先前描述涉及设置和确定用于加热元件的电参数。类似过程可应用于温度，温度不是电参数。探针末端区域处的温度传感器使得能够将温度设置为另一受控参数。在手术期间通过用户可变的温度控制设置由用户来激活。温度控制开关(诸如可旋转的通/断开关，其线性可变温度范围基于旋钮旋转度来设置)连接到控制器且引起控制器向上或向下调节加热元件处的电压或电流，从而升高或降低加热元件处的温度。温度传感器放置在加热元件处以感测温度数据并将其传输到控制器，从该控制器将加热元件温度显示在显示器109上。

如果用户选择温度作为待保持恒定的参数，则控制器使用接收的温度数据以及再次使用等式(1)和等式(2)的关系，例如持续调节电流使得贯穿整个电外科手术保持恒定温度。在一个实施方式中，温度传感器基于传感器的输出电压，其中输出电压表示特定温度。例如参看由Norwood,Ma的模拟器件公司制造的模拟设备产品AD 22100，电压输出温度传感器。控制器调节其它参数(诸如加热元件处的电压或电流)，从而保持传感器恒定输出电压，即保持加热元件处的恒定温度。

用户可切换的加热元件或探针类型

在另一实施方式中，如果用户想用改变为不同类型的加热元件(诸如从电阻式加热元件到激光加热元件)，则用户激活用于电外科的加热元件的下拉式列表。这将被存储在存储器中且可以由医学参考材料、制造产品说明书、医学标准检查表和应用注释等组成。作为一个示例，用户选择激光加热元件。通过进行该选择，控制器连接到其预编程的激光加热元件输出。在另一示例中，用户选择电阻式加热元件，其中显示的文献示出不同电阻器值与不同类型的电外科手术和其它参数推荐值的关系。

关于电阻器加热元件，在另一实施方式中，如果该特征可从制造商购得或被设计作为进入探针中的适配器，则在探针末端手动替换电阻器元件。电阻器值的改变可以被预期改变功率设置或其它操作参数。在另一实施方式中，不同可选择的电阻器元件可从可替换的电阻器的集合获得，该集合伴随制造的探针或被添加作为公开的ESD的一部分。电阻式加热元件为单个电阻或可替选地由多于一个的并联或串联布置的分立电阻组成，或其组合。在另一实施方式中，电阻器元件为形成在陶瓷片上的厚膜电阻器。

可替换的特征也节省了空间、时间和操作者的成本。

示例：使用超声以及陶瓷加热元件

在另一实施方式中，具有附接到探针的远离ESD外壳的一端的超声能量组件的公开的ESD将超声能量传送到刀片或机械切割组件。当使用超声以及快速剪刀式刀片切割时，产生相对低的热量，其中主要能量源为振动。将电源和驱动信号从控制器和ESD外壳发送到探针的远侧端部的刀子或钳子。切割元件的振动频率接近55-56KHz，作为一个示例性振动频率。这引起切割刀片利用足够热量切穿组织以产生切割组织的凝结。

示例：使用激光加热元件

在另一实施方式中，使用激光加热元件。图8和图9呈现了可存储在ESD的存储器中以供用户简单参考的基准激光切割信息的类型、以及在电外科中使用的激光信号波形的不同变型。绘制的波形示出了信号的不同峰值幅度以及用于激光器信号的脉冲或占空比设置之间的停留时间的变化。它还示出并列出波形如何能够被完全或部分地整流。该表使波形与产生的热量相关、评估横向凝结以及给出关于用于各种波形的组织的类型的注释。

图9为用于激光加热元件的针对特定激光波形的功率对比时间的标绘图。具体地，图9示出了脉冲式激光波形的使用以及脉冲之间的停留时间。针对三个不同类型的激光脉冲示出波形，即针对超脉冲、特级脉冲和削顶脉冲示出波形。

在图8和图9中呈现的信息为可用于激光加热元件的电可变特性的范围的示例。公开的ESD允许用户基本上通过能够设置在任何治疗中待使用的操作参数而在一定程度上定制操作条件，该操作参数诸如激光器频率、脉冲持续时间、峰值瓦数和平均功率。用户也能够切换到激光加热元件而不必须附接不同探针或使用完全不同的ESD单元。

确定加热元件的类型并替换加热元件盒

在另一实施方式中，探针具有可从制造商购得的用于加热元件/探针末端的可替换盒。在另一实施方式中，现成的探针被修改用以与这类可替换盒一起使用，其中可应用于该特定盒(加热元件类型)的电特性被控制器确定、设置、控制和传送到盒。利用可替换盒概念，同一探针保持连接到ESD外壳且仅可替换盒被用户切换。作为示例，在具有可替换盒的电阻式加热元件中可以仅使用不同的电阻器值。可以通过使用可替换盒来替换不同的探针末端机械结构。用户可以通过用激光加热元件盒替换电阻式加热元件盒而转到不同的加热元件。另外，盒特征可以在盒中包含仅加热元件、仅探针末端、或二者组合。在盒和手动替换特征的另一实施方式中，用户断开连接并切换探针以改变为不同的加热元件和/或探针末端，同时使用相同的ESD外壳单元。

选择单极或双极操作

接下来参考图10(A)至图10(B)和图11阐述将公开的ESD用于双极和单极射频生成的电外科手术的使用。图10(A)为单极电外科手术的布置的示图，其中RF信号电流路径从探针末端处的一个电极通过患者身体到达靠着患者皮肤放置的用于接收RF信号的第二电极。图10(B)为该单极操作的更详细示图，其中第二电极1011从ESD的探针1003上的末端接收RF信号。

如前文所讨论，电外科处理的一个方面是ESD在双极操作中的使用，其中加热元件的两个电极均在探针的远侧端部上且应用于外科手术部位或接近外科手术部位。图11为双极电外科处理的布置的示图，其中RF信号电流路径在ESD的探针内。

在另一实施方式中，具有单极操作，其中仅一个电极应用于或接近外科手术部位处的目标组织，且第二电极为放置在患者身体上的远离外科手术部位的接地垫的形式。图10(A)至图10(B)示出了单极外科手术过程。

首先参考图10的单极布置1001，探针1005指向外科手术部位1007，其在该示图中在患者的胸部区域上。通过导体1003将探针1005连接到ESD外壳1015。导电垫1011(有时也被称为接地垫)附接到患者身体的另一部分，其在该示图中在患者的臀部上。通过导体1013将导电垫1011连接到ESD外壳1015，这完成了从ESD外壳1015中的信号发生器、通过探针1005、通过部位1007处的外科手术组织、通过接地垫1011且返回到ESD外壳1015的电流回路。注意，在本回路中，沿着虚线1009使电流通过患者身体传送到作为接地垫1011的第二电极。

接着参考图11的双极布置1101，该布置在一些方面类似于图10的布置，原因是存在连接到一对导体1103、1113的ESD外壳1115，且探针1105的远侧端部指向外科手术部位1107，该外科手术部位1107在该示图中也示为在患者的胸部区域上。此处不同的是，在探针末端区域中(诸如在加热元件的两端处)包含两个电极，因此电流流入探针中且从探针中流出返回到ESD外壳1115。第二电极不远离外科手术部位，且没有电流穿过患者身体，除了在电外科手术期间穿过待破坏的组织的电流。

波形生成开关

在一个实施方式中，加热元件的变化包含从ESD外壳传送到探针的波形信号的变化。波形生成由AC驱动信号选择控制部105执行。在基于用户对加热元件的选择执行激活某种波形的功能以及进行其它计算和信号生成时，该部件尤其与切换和波形生成控制部127联接。AC信号切换/波形生成控制部127和AC驱动信号选择控制部105也尤其联接到图3中所示的信号发生器模块以执行控制器功能。在图3中，信号发生器模块包括微波信号发生器307、射频信号发生器318、激光信号发生器317和超声信号发生器321。

大量AC信号加热元件的电特性被识别且被存储在控制器107中，这些加热元件具有其指定的已被编程的电特性，从而当选择特定AC加热元件时，根据针对该特定AC加热元件推荐的最佳特性来预先确定其功率、频率和波形。在其它实施方式中，针对某些外科手术和外科手术的环境条件推荐变型。可以根据制造或标准建议显示这些变型(诸如已被下载)。在另一实施方式中，对于每个变型，电特性自动被填充到下拉式列表或其它信息表中。在另一实施方式中，用户使用操作者输入面板111输入感兴趣的变型，并诸如针对功率、电压和电流输入预期设置，指定作为AC或DC的值。于是当呈现存储的例如激光加热元件的变型且选择特定一个变型时，对于该选择的操作参数也已经被存储且加热元件自动使用那些参数进行操作，那些参数诸如处于特定正弦波频率的特定功率输出。

通常在电外科手术过程中，连续的AC信号是不可取的，原因是过热可能不利地影响设备和患者二者。另外，AC信号会导致对其它医学设备的电噪声干扰。生成交流信号的替选实施方式或选项包括整流的AC信号、脉冲式AC或DC信号、限幅的AC信号以及具有可被用户改变的占空比的AC或DC信号。利用这些选项，用户可以更精确地控制加热且因此患者的安全被增强以及外科过程的精度被提高。

响应于用户选择特定加热元件且激活开关以使该信息从存储器检索到且在显示器109上可视，将能够被修改的信号特性投射在显示器109上。在各个实施方式中，这些特性可以包括可用波形、占空比和其它可用的信号参数变型。

尽管本文中的信号有时被称为AC信号，但是应当理解，为了简化该讨论，这也包括脉冲式DC信号、整流信号以及其它波形形状的信号，尽管它们在技术上在其极性方面可能不是交变的。

在另一实施方式中，用户对可用选项的选择使用用于显示器109的触摸屏或使用连接到USB输入端115的鼠标来执行。在另一实施方式中，进行定制选择，由此用户例如可以选择未列出的功率输出，诸如低的500mw的输出，这或许是由于规定的组织条件。在该情况下，用户为功率选择用户输入，并在操作者输入面板111中输入500mw。控制器107针对该500mw输出计算其它电参数，诸如电流、电压和/或阻抗，且如果该调节在控制器(具有现在连接到设备的激光加热元件)的性能范围内，则定制的选择的改变的确认被呈现在显示器上且用户准备使用输入的或选择的参数值进行该过程。如果调节不在控制器(具有现在连接到设备的激光加热元件)的性能范围内，则对该效果的指示(诸如“不可用”)被显示在显示器109上。

在另一实施方式中，对定制的选择在控制器的性能范围内的提及意味着，控制器具有借助连接到USB输入端115或类似输入端(其被并入在USB输入端115中或被提供作为USB输入端115上的外部输入端)的键盘而被下载或手动输入的有限范围的变量。该数据尤其考虑制造商的说明书和与特定模型加热元件或加热元件/探针末端组合相关联的信息以确定用于该特定加热元件设备的操作值的范围。

在另一示例中，切换/波形生成电路127被包括在控制器107内且作为控制器107的一部分，尽管它不限于这种方式。切换/波形生成电路可选地为连接到控制器107的外部部件，在该情况下，控制器107将操作电压和电流向控制器的远处传送到外部的切换/波形生成电路127。

如果加热元件被发现具有需要DC信号或DC信号和AC信号二者的说明书，则可选地进行与DC电流路径123的连接以提供DC信号。

投射在显示器上的信息

针对所选的激光加热元件，过程指南或检查表被投射在显示器109上。双击所选的激光加热元件或使用另一切换机制，将呈现对于激光加热元件可用的选项，诸如较低功率或较高功率激光加热元件。如果例如激光加热元件正被使用且此处现场需要更多技术信息，则操作者使用如下中的任一者或二者：(1)存储器108和存储在其中的上拉(pull up)材料，以及使用因特网输入端117连接到特定网站以访问期望信息。

如果用户希望改变操作参数，诸如将激光加热元件设置处于定制的功率级，则用户使用操作者输入面板111输入数据，以及如所描述的参考改变用于电阻式加热元件的操作参数来进行。显示器具有与显示器相关联的或位于设备上的别处的设备通/断开关。

陶瓷超声加热元件

在另一示例或实施方式中，使用陶瓷压电元件来通过由超声能量生成的热量加热元件。这类陶瓷加热元件基于其尺寸(通常是直径约3.2mm且厚度为0.19mm的圆环)起作用。与电阻器加热器一样，陶瓷加热器由一个或多个陶瓷元件组成。出于该目的，高效陶瓷元件由微加工的锆钛酸铅(PZT)(由于其有利的压电性质和机电耦合)组成。PZT基于超声驱动信号频率和幅度将电能转换为机械振动。超声机制基于耗散介质内的超声能量的直接吸收。

PZT为结合技术(诸如该实例中的超声)使用材料来生成用在电外科设备中的热量的示例。PZT的特性在于，当超声驱动信号将电能转换为机械能时，压电PZT元件的温度升高。在该讨论中将通过示例方式使用PZT元件。作为PZT陶瓷元件的操作条件的示例，PZT在160mW输入功率下达到120℃的最大温度；以及在界面处，温度≈150℃。PZT陶瓷超声加热器探针利用10VRMS的驱动电压在2秒到3秒内对动物组织烙印。

图12示出了使用灼烧探针1207破坏或灼烧位于周围组织1201内的目标组织1203的概念。PZT 1205在探针1207的接触目标组织1203的远侧端部处，PZT1205连接到两条引线1209、1211，通过这两条引线1209、1211将驱动超声信号从ESD的控制器传输到探针的末端。

具有PZT材料的陶瓷

如上文前面所讨论且在一个实施方式中，陶瓷加热元件由PZT材料组成。在超声陶瓷PZT加热元件中产生的热量为不同的元件几何形状、操作频率和驱动电压的函数。PZT致动器的温度为施加在其电极两端的电场的函数。因此，对于给定电压，较高温度可通过减小陶瓷元件的厚度来实现，这是因为且同样地，对于给定陶瓷元件，较高温度可通过增大电极两端的驱动电压来实现。

因此，当在公开的ESD中使用陶瓷超声加热元件时，操作者可以通过改变用于给定陶瓷元件的操作频率或驱动电压来控制且改变在手术期间所产生的热量。当操作参数改变时，一些典型指数如下：用于环形PZT陶瓷加热器的典型尺寸为3.2mm的直径、0.19mm的厚度，其中半径为10cm；峰间振幅为4伏特到6伏特的正弦波形驱动电压，和4MHz的启动频率；以及使用160mW的输入功率达到120℃的温度。

排烟器系统

各种形式的电外科的副产品为生成烟/烟气，烟/烟气可以包含人乳头瘤病毒(HPV)颗粒，这些颗粒可以被传输到操作者，操作者吸入或接触该烟气。除了HPV颗粒外，还已知其它的病毒DNA、细菌、致癌物质和刺激物存在于电外科烟中。

图13示出作为公开的ESD的一部分的排烟器系统。排烟器系统1301包括与排出管道1305排成行的吸风扇1303。由于设计选择，排出管道1305由选择的材料制成，只要该材料与排出系统的操作温度(即排出空气的温度，尤其探针末端的区域处的操作温度)相配。

在排出管道的称为进气端1307的一端处，为延伸到探针末端区域的进气嘴。当使用排烟特征时，即当激活风扇1305时，进气嘴被放置成例如离操作部位大约2cm到5cm且吸入通过外科手术过程在空中产生的任何烟和其它副产品。排出管道1305的称为排气端1309的另一端被放置成使得从外科手术区域吸入的空气安全地排到外部。排气端1309的准确位置是选择的主题。作为一个示例，排气端1309位于可拆卸探针与ESD外壳的连接点附近。过滤器1315放置成与管道1305中的流动流体(包括空气)排成行。尽管可用的过滤器伴随有宽范围的过滤能力，但是设想用在本申请中的过滤器能够过滤低至大约0.1微米的亚病毒尺寸。

联机风扇具有导体1311，该导体1311通过通/断开关1313连接到电源以激活风扇。在一个实施方式中，排烟器系统是自动化的，由此在开启电流流经探针末端的加热元件的同时开启风扇。在另一个实施方式中，排烟系统可以诸如通过ESD外壳上的“手动-自动”风扇开关来设置，从而通过操作者使用探针轴上的开关来手动激活风扇。进行的这种手动模式用于降低功耗且仅当操作者在外科手术部位看到烟时使用排烟器。

结合探针的替换，排气风扇系统可以构建成附接到每个探针类型，或更经济地，排气风扇系统可以为可被拆卸且再次附接到新连接的探针的可拆卸单元。

现场可编程门阵列

在一个实施方式中，现场可编程门阵列(FPGA)操作性地连接到控制器且连接到探针末端的加热元件以允许操作者自定义设置用于探针末端处的ESD操作的参数的预期选择。

为了简化术语，探针末端可以具有或可以不具有分立的加热元件。目标组织具有其自身的可满足所需电阻的需求的电阻，以在例如特定的功率级、电流流动或电压设置下执行外科手术过程。因此如本文中所使用，应当理解，探针末端可以包括与探针末端相关联的电阻值或阻抗值，其中电阻取决于诸如探针末端的尺寸和结构等的因素。另外，目标组织的电阻被添加到任何其它内联电阻以给出探针末端及其中间区处的总电阻，目的是计算其它电参数，诸如功率、电压或电流。同样地，对分立的电阻器加热元件的提及应当被理解为还包括探针和目标组织的电阻(如果要确定总电阻的话)。“探针”包括探针末端和用于在探针末端产生热量的加热元件，作为可能的示例，其为射频波、微波、激光或超声振动。

当选择一个类型(诸如射频(RF))时，则将关于可用于修改使用RF探针时的那些设置的参数设置和选项的信息投射在显示器上，诸如在下拉式文件或表格中。在一个实施方式中，初始设置示出发送到探针末端的信号为350KHz的正弦波，并示出其它可选的操作频率。在另一个实施方式中，初始功率设置示出基于特定电阻的探针末端处的10瓦特的功率、以及其它替选的操作功率级。对于任何的一个或多个其它参数，用户要么接受默认设置，要么切换到任一替选设置。在一个实施方式中，利用触摸屏显示器，设置的选项通过在适当的点触摸屏幕来选择。在另一个实施方式中，其它已知类型的开关被放置在ESD上，诸如旋转开关或薄膜开关的阵列。

利用FPGA，在另一个实施方式中，用户通过如下方式在探针末端处配置加热元件：设置或编程逻辑块或逻辑门和RAM块以实现例如探针末端处的特定电阻，或者设置参数，诸如针对恒定功率操作进行设置，在恒定功率操作中，电压可变以维持恒定功率。另外，以相同方式设置电流参数。因此可以通过相应地使用FPGA部件调节来实现数字计算。在另一个实施方式中，FPGA的一个或多个嵌入式微处理器形成对于附接到ESD且作为ESD的一部分操作的特定探针类型的必要设置。例如，ESD上的开关向用户给出选择特定类型的探针和/或特定类型的加热元件的选项。

FPGA具有可被编程的能力，这允许FPGA重新塑造自身以适合连接到ESD盒的单独的可附接探针。例如，如果用户指示连接的探针为超声振动电外科探针，则例如在控制器中生成相关联的频率，以及默认的或所选的参数设置(功率、电压、电流、波类型、定时器)由FPGA产生。在一个实施方式中，FPGA被包括作为控制器的一部分，或者在替选实施方式中，FPGA操作性地连接到控制器但与控制器分离。在另一个实施方式中，在FPGA处或在控制器处确定关于用于任一类型的探针的电操作参数的计算。FPGA允许用户进行改变、进行选择、模拟硬件、重编程和修复故障、以及解决任何可立即现场计算的问题。

自动杀菌

公开的ESD的另一特征为自动循环杀菌能力。由于高于100℃的热量使所有生物体(病毒、细菌等)失去活性，因此自动特征使用启动按钮来使探针末端自动循环到134℃以对末端杀菌。134℃为杀菌的优选温度。该温度不是严格的且可使用任何合适的温度来实现杀菌。该内置的杀菌特征节省时间、保护患者以及允许满足适当的外科手术标准。另外，探针轴的杀菌可以通过用抗菌剂将轴擦拭干净或利用蒸汽灭菌器或化学消毒将轴浸透在杀菌流体中来执行。可替选地，一次性无菌护套被放在探针轴上且在患者使用之间丢弃。在另一实施方式中，护套由提供光纤照明透明和扩散的材料制成，从而不损害上文讨论的探针长度照明特征。在另一实施方式中，探针自身用抵抗热压蒸温度和高湿度的材料模制。

具有沿着探针长度的LED指示器的薄膜开关阵列

在工具末端提供的LED灯照亮外科手术区。探针轴内的传输路径为用于传输来自光生成源的光的光纤电缆。可替选地，使用导线来携带电信号以激活位于末端的多个光生成源以照亮外科手术区。

图14示出探针或可替选地在探针上配合的护套1401的一个实施方式，其具有薄膜开关1403的线性阵列和一串视觉指示器1405。这为操作者提供便利的功能切换控制以及用于各种操作条件的指示灯，从而易于被操作者查看。探针轴由透光材料(诸如塑料)形成且涂覆有光扩散材料，诸如光扩散涂层。在一个实施方式中，视觉指示器1405为LED但可替选地，存在其它指示器类型，包括颜色指示器。

薄膜开关的特征在于具有柔性基板，该柔性基板提供平坦的或波状的表面，类似于触摸屏的表面。当用在ESD探针上时，该系列薄膜开关提供开关界面，该开关界面允许在操作中间将命令传送返回到ESD外壳且尤其返回到控制器。然而，开关不限于薄膜开关，而可以为任何类型的开关以控制ESD的操作。薄膜开关为探针提供光滑密封的外表面。

开关可以用于ESD的任何功能，且在一个实施方式中连接而用于在外科手术过程期间最常使用的功能，以便提供在外科手术中的步骤期间启动最佳条件的便利性和有效性。例如，在一个实施方式中，开关连接到加热元件的温度调节器，加热元件的温度调节器诸如具有“+”和“-”指示器。在另一个实施方式中，通过将开关正确定位在探针上，操作者在手术期间使用拇指拨动或启动两个开关以提高或降低加热元件的温度。

图15(A)至图15(E)呈现不同类型的薄膜开关的图片，一些具有例如LED指示灯以示出薄膜开关1403和LED指示灯1405的设计布置的可能性。开关类型也适用于下文参照图19所讨论的开关。不同的阵列风格(呈现作为示例)使薄膜开关易于用户在外科手术过程期间可访问和可视。图15(A)示出两个线性行的薄膜开关，每个薄膜开关具有位于每个开关下方的LED指示灯。图15(B)示出薄膜开关1至薄膜开关8的键盘布局，每个薄膜开关具有位于每个开关上方的LED指示灯。图15(C)至图15(E)示出其它各种类型和布置的薄膜开关。各个LED灯指示何时启动特定开关。安装在探针上的开关提供与探针的表面对齐的光滑表面，因此不存在由安装在ESD上的且在用户的手指控制内的开关造成的障碍。

在一个实施方式中，LED被用作对于ESD的操作的各种状态、情形和条件的指示器。它们可以被包含在线性薄膜材料中。在一个实施方式中，并排放置薄膜开关以使其便于临床医生在ESD的操作期间进行拇指启动。在另一个实施方式中，按诸如4个-5个LED的线性阵列排列LED，这例如示出在操作中完成该手术的时间的百分比。在各个其它实施方式中，其它LED显示电池寿命，诸如黄色用于电池功率正在变低时，以及闪烁黄色用于电池需要在开始另一手术之前被再充电时。先前描述的控制器的特征使这些特征编程简单且灵活变化等。

从LED发射的光朝向探针材料，从而光朝向探针外部的周围区域。光扩散涂层被涂覆在例如探针外部主体(探针轴)的透明塑料材料上以发射贯穿探针的长度的光。光扩散涂层的优选涂覆的厚度在0.5mm和1.0mm之间。由DuPont^TM生产的一种这类涂层材料被称为作为多个DuPont光扩散光学材料之一。另一示例为可从中国广东省的广东郭维兴塑料科技有限公司(Guangdong Guoweixing Plastic Technology Co.,Ltd.)购得的广州光扩散涂层。

因此，LED照明可从工具末端和沿着探针的长度来供应以提供在外科手术过程期间的照明和可视性。这在该手术期间提供对阴道穹窿的可视性时是尤其重要的，而不存在将照明添加到严密封闭区域中的麻烦，严密密封区域不允许添加照明。光纤护套结合光扩散涂层极大地增强刚好超出探针的末端的照明。

替选选项是将护套应用在探针的顶部上，由此护套具有贴附在护套的内部的多串LED灯，其中灯从护套指向外部。该替选选项允许用于探针的纵向照明被添加到探针上，该探针未在内部制造有沿着探针的长度的至少一部分延伸的纵向照明。

冷却系统和冷却模式选项

图16(A)和图16(B)示出公开的ESD及其探针末端设计的冷却特征的概念。

关于已知类型的电外科探针末端的问题是人类组织粘附到末端，这在已完成外科手术过程之后将要使探针从组织区域移除时变得有问题。公开的ESD通过提供用于探针末端的冷却模式克服了该问题，该冷却模式用于冷却探针末端以在寻求将探针末端从患者的子宫颈、或身体的其它外科手术区移除时防止组织和/或其它外来物质粘附到探针末端。

冷却通过沿着探针轴的长度提供开口来实现，在该探针轴中放置小型泵以产生冷流体(来自患者外部)，从而在手术之后冷却探针末端。图16(A)为在探针末端1603上向下看的俯视图。探针末端包括从环形探针末端向外圆形延伸的环形边缘部1613、和位于边缘部1613中的孔1615用以使冷流体穿过该孔以冷却末端1603。末端1603、环形边缘1613和孔1615位于探针结构1617的远侧端部，该探针结构1617可以为直的或带角度的手持式探针、或可以由具有用于抓住探针的带角度的手柄的探针组成。流体流动由用户控制的泵启动且穿过孔1615以在外科手术过程结束时冷却加热的末端1603，从而在移除探针时降低、最小化或消除身体组织粘附到或附着到探针末端或降低、最小化或消除灼伤阴道壁组织(如果探针意外接触阴道壁)。尽管在图16(A)中示出了8个孔，但是孔的数量和定位为设计选择的主题。每个孔容纳将流体流动导向到孔中且从孔导出的管道，以使冷却流体围绕探针末端1603。

图16(B)为图16(A)的侧视图的示图以示出流体泵和流体流动。流体泵1617由通/断开关(未示出)和电连接(未示出)启动以导致来自外部(即如果外科手术过程在体腔内则来自体腔的外部)的流体流经管道1619到达相对于探针末端定位的流体导件，因此导引来自管道1619的空气以被路由至延伸的边缘1613且流经形成在延伸的边缘1613中的孔，因此被作为冷流体导向以围绕加热的探针末端1603流动。

另一用于冷却的替选结构和方法是在探针末端提供珀尔贴(Peltier)冷却器(也称为热电式热泵)，该冷却器在手柄处被启动以冷却探针帽或末端。珀尔贴冷却器为固态有源热泵，其将热量从设备的一侧传递到另一侧以完成在预期位置的冷却，该预期位置在本实例中处于探针的远侧端部以冷却探针末端。

防粘附的探针末端

图17示出通过在探针末端涂覆与末端的操作温度相配的非粘附涂层材料来实现粘附问题的第二解决方案。末端由高热导率的材料(诸如铜、铝、氮化物等)制成，使得从加热元件的热传递快速且不经历组织温度升高的延迟。非粘附表面有利于在组织被烧蚀或加热以使水从细胞蒸发出来并杀死癌细胞时防止组织的粘附。光滑的陶瓷表面也可以起作用。非粘附特征被应用于探针，或在组成末端的材料中是固有的。涂覆的或构造的末端提供材料表面，该材料表面尤其在升高的温度环境中抗粘附到宫颈组织。涂覆材料具有光滑表面，以防止热探针末端在移除探针时粘附到宫颈上皮组织。该探针涂层解决方案可以单独使用，或结合先前描述的冷却解决方案(即使用冷却空气流经探针末端的边缘上的孔的解决方案)一起使用。

一种合适类型的热喷涂不粘涂层为由特拉华州威明顿市的杜邦公司制造的Teflon(PTFE)不粘干膜润滑喷雾剂。用于高温应用的热喷涂不粘涂层可以提供相比于传统特富龙或其它剥离涂层的巨大优势。热喷涂不粘涂层的厚度可以低至每个表面0.003英寸至0.005英寸或高至每个表面0.010英寸至0.015英寸，以及提供粘合至探针末端基材的极硬的粘合剂。

图17为探针护套1705的一端上的探针末端1701的侧视图，或者探针具有护套外表面，则它为探针护套1705的一端。一对电线1707提供用于传送到探针末端中的加热元件(未示出)的电流的传输路径。探针末端的上表面1703涂覆有非粘性材料以防止探针末端在已完成外科手术过程之后粘附到人类组织。涂层(诸如不粘干膜润滑喷雾剂、或其它可应用于探针末端(诸如被涂在或喷射在探针末端上)的不粘涂层)防止在寻求将探针从患者的外科手术区移除时的周围组织以及患者安全和舒适的潜在问题。

涂层1709被施加于探针末端1701。注意，涂层1709未按比例绘制。事实上，其被示出为远远大于该层作为涂层实际上将具有的尺寸，且被放大以使得能够示出末端及其部件，诸如涂层1709的厚度△t。还注意，涂层被施加于探针末端1701的上表面区域1703，而且还施加于探针末端1701的侧区域1711上。可替选地，涂层仅施加于末端表面区域1703，尽管已经发现了探针末端的所有侧的全部涂覆在完成外科手术过程之后提供抵抗不期望的物质粘附到末端的更好保护。

根据一个实施方式的操作方法

图18为呈现使用包含本发明的一个实施方式中的某些特征的根据本发明的ESD的过程中的步骤的流程图。开始，在步骤1601，如果还未附接探针，则用户将探针附接到ESD外壳。

在步骤1803，用户核查以确保将用在手术中的预期加热元件附接到探针的远侧端部，该远侧端部为最靠近外科手术部位的一端，而探针的相对端连接到ESD外壳。在一个实施方式中，预期加热元件可以已经被附接。如果未附接，则用户将预期加热元件附接到探针(如果还未附接加热元件)，或移除加热元件并用预期加热元件替换该加热元件。在另一个实施方式中，加热元件为盒形式。在另一个实施方式中，如果电阻器加热元件已被附接，则用户使用不同的电阻器值，在该情况下用预期电阻器值替换该电阻器部件。该相同手术过程同样也适用于探针末端。在另一个实施方式中，特定几何设计或形状的探针末端附接到探针，作为加热元件和探针配置的一部分。一些类型的加热元件可以不使用探针末端，因此在该情况下，探针末端考虑不是必需的。

在步骤S1805，一旦预期的加热元件和探针附接在探针上，则将ESD外壳面板上的加热元件选择开关设定为将使用的类型的加热元件。在一个实施方式中，可用选择为：电阻器加热元件、激光加热元件、微波加热元件和超声加热元件(射频(RF)驱动信号的频率变化)。

在步骤S1807，用户根据使用的加热元件在ESD外壳的面板上进行例如针对双极手术或单极手术的设置。双极加热元件在外科手术部位具有两个电极，以形成或完成流经探针而往返于ESD外壳的电流路径。可替选地，单极加热元件在外科手术部位具有单个电极，且通过位于患者身体上的接地板连接接地电极，从而电流路径穿过两个电极之间的患者身体。在步骤S1809，如果正使用单极探针，则用户必须连接从接地板回到ESD外壳的接地导体。该接地导体连接到ESD外壳上的输入地端插座。

基于加热元件设置，在显示器上呈现特定操作参数。这些参数可以例如为驱动信号的频率、功率设置和在加热元件处达到的温度。在步骤S1811，用户核对这些读数且可以如所示接受读数，或可以选择任何一个参数来改变，以使得在特定设置下使其恒定。

例如，用户可以将温度设置为112度且还设置这在该温度下被保持恒定。这可以意味着，电流将根据电阻变化，这也可以随着目标组织的情况而变化，但是进行组织破坏的温度将被保持恒定处于112度。可替选地，用户允许温度变化但是设置用于恒定保持的电流值的参数。

因此，这向用户提供对手术的控制以便调整操作参数以适合该类型的组织和手边的其它情况，从而优化手术用于最好结果(例如，如参照图18至图19所讨论的)。

在步骤1813，用户对使用的驱动信号的类型应用类似控制。例如，对存储在存储器中的检查表的现成参考可以指示与所选类型的加热元件一起使用的特定频率和占空比。在步骤1813，在一个实施方式中，用户接受关于驱动信号的频率、形状和时间因素的显示信息，或在替选实施方式中，用户修改其任一参数。

现在准备开始该手术过程。在步骤1815，用户在探针上设置排烟特征。在一个实施方式中，选项为：停用(排烟特征未激活)、手动启用(在外科手术过程期间由用户借助受用户控制的探针上的薄膜开关来控制)、以及自动(每当启动加热元件时都激活排烟特征)。

在步骤S1817，用户开始进行外科手术过程。

在步骤S1819，用户在任何时间都具有改变针对恒定操作参数初始设置的值的选择权。例如，如果初始设置为112度的恒温，且随着手术进行，用户有理由想要将温度降低到110度，则用户能够重置该“恒定值”。

在步骤S1821，用户在任何时间都具有改变初始被选择为保持恒定的参数的选择权。这可以通过该手术的进度和遇到的情况(其可能需要该设置的改变)来指示。例如，如果初始将温度指定为保持恒定，则用户现在能够改变以具有特定值的电流，作为待保持恒定的参数。这例如可以通过安装在探针上的正负拨动开关或薄膜开关来制定，从而便于用户手指接近以递进式提高或降低目标温度或目标电流设置，这激活“恒定”开关。开关类型和位置的细节为设计选择的主题。

在步骤S1823，当完成外科手术时，用户可以激活公开的ESD的特征，由此内置冷却模式，由此在一个实施方式中，通过探针末端周围的孔的环形阵列将冷流体泵送和排出。该冷却特征允许通过在将探针末端从外科手术区移除时降低人类组织到探针末端的粘附而使探针末端的收回更容易。

在步骤S1825，用户完成该手术。此时，可以关闭ESD，或可以护理新的患者，其中用户通过检查下一手术所需的探针上的加热元件以查看是否需要改变加热元件而从头开始。

对外壳的切换控制的操作

图19为根据第一实施方式的一个方面的ESD的外壳上的各种开关的绘图。接下来描述图19，在描述期间进行了一些对图18的流程图的参考。

在图18中的步骤S1813，用户从直流(DC)信号、交流(AC)正弦波信号、或AC整流的正弦波信号的选项中选择驱动信号的波形。开关19(a)为一种可用于进行该设置的开关。

在图18中的步骤S1805，用户从DC电阻器、AC电阻器、AC激光、AC微波和AC超声的开关设置选择用于正用在末端上的加热元件类型的驱动信号。开关19(b)为一种可用于进行该设置的开关。

在图18中的步骤S1813，如果将要改变驱动信号，则用户选择是否将占空比应用于该信号。是在ESD的初始使用的开端设置驱动信号还是否在ESD的使用期间进行驱动信号的改变时设置驱动信号，开关19(c)为一种可用于设置没有占空比应用于驱动信号(“关闭”)或设置将应用于DC或AC驱动信号的占空比的开关。占空比产生用于加热元件的脉冲DC信号或脉冲AC信号。开关19(d)为一种可用于在占空比的从0％到100％的可变范围上调节占空比的开关。

在图18中的步骤S1807，用户选择双极或单极操作。拨动开关19(h)为一种可用于进行该设置的开关。

在图18中的步骤S1811(以及相关的步骤S1819和步骤S1821)，用户确认用于待进行的手术的操作参数且使用开关来进行任何改变。开关19(e)用于设置恒定操作参数且用于更具体地阐述操作参数设置。图7(B)示出了用于ESD的典型额定电压和额度瓦数值。用户使用开关19(e)选择恒定参数，要么恒定电压、要么恒定功率或瓦数。

如果用户设置用于恒定电压的开关，则用户在所选的电压值下使用开关19(f)来选择将在加热元件处保持恒定的额定电压。开关19(f)被设置用于离散值8伏特、10伏特、12伏特、15伏特、18伏特、20伏特和33伏特，其与图7(B)中所示的电压值10伏特、12伏特、15伏特、18伏特和20伏特一致。

如果用户设置用于恒定瓦数的开关，则用户使用开关19(g)来选择在手术期间在加热元件中被消散时将保持恒定的额定瓦数或功率。开关19(g)被设置用于离散值20瓦特、30瓦特、40瓦特、50瓦特、60瓦特、70瓦特和80瓦特，其与图7(B)中所示的相同瓦数值一致。

在图18中的步骤S1815，用户选择是否激活自动排烟。

拨动开关19(i)为一种可用于进行该设置的开关。“自动启动”意味着，用于检测外科手术部位附近的烟或空气情况的流体气体传感器附接在探针的远侧端部处。当流体被检测到高于预定的阈值级别时，自动启动排烟激活系统以将这类检测到的流体从外科手术区去除。作为另一选择，ESD的手柄上的薄膜开关可以激活排烟，这在处理过程的进程期间受开关上的用户手指控制。

在图18中的步骤S1823，当完成外科手术时，用户可以激活冷却模式。拨动开关19(j)为一种可用于启动冷却模式的开关。然后该手术结束于步骤S1825。

薄膜开关

图19包含使用图19(a)至图19(c)、图19(e)至图19(j)中的电子开关符号的各种开关的示图。图19(d)使用范围从0到100的连续开关以指示可利用该开关设置的占空比范围。图19(k)为薄膜开关的两列阵列的示例，作为在图15中所示的薄膜开关的另一示例。尽管薄膜开关被设想用在所描述的ESD中，但是也可以使用其它类型的开关，诸如旋转开关、拨动开关、按钮开关、控制杆开关等。

薄膜开关为通过对精密薄膜塑料材料的印制、切割和压层而产生的压力敏感设备。它使用称为打印增强技术(PET)的方案提供了由柔性基板层和印制电路层制成的电开关。该开关有时被视为一种触摸屏，由于其利用上基板层上的手指压力来激活，以及可以利用薄膜开关提供触觉反馈。这些开关被布置成表面安装的键。薄膜开关的典型应用为微波炉的前面板、触摸屏、键盘、远程控制和移动设备。

例如可以使用发光二极管(LED)或光纤管从背后照亮开关。背光或侧光面板可以显示开关设置，诸如以图19中所使用的开关符号所示的那些开关设置。因此薄膜开关提供用于所描述类型的ESD便携式设备的可取的小轮廓的、紧凑的开关。

图19(k)示出了薄膜开关的紧凑阵列的示例，此处具有处于两列中的16个开关，这些开关尺寸小，尤其适合于描述的便携式ESD。薄膜开关的特征在于具有光滑的小轮廓，这使得它们的高度与可安装有该阵列的表面相平。也参看图15(A)至图15(E)，其示出了多种类型的薄膜开关，包括具有指示灯的薄膜开关。薄膜开关的一个方面在于，它可以与软件一起操作且具有靠近开关安装的或作为开关的一部分安装的小显示器，随着开关通过其设置而推进，这推进了视觉显示。这种开关也可与在第一实施方式和第二实施方式中描述的ESD兼容和一起使用。

薄膜开关尤其可以用在如图14所示的手柄上和外壳的面板上。这包括薄膜开关和使用具有开关状态的视觉显示的软件的其它开关。而且，在所使用的数量或值(诸如恒定电压值8、10等或恒定电压值20、30等)以及离散的开关档位的数量(例如其是否为5位置开关或7位置开关)方面，开关的设置是说明性的。开关档位的数量、所选的参数以及与那些档位相关联的参数值可以根据所选的参数和被指定为用户可用的值以及根据本发明的精神而变化。

第二实施方式

在第二实施方式中，用于电外科设备(ESD)的结构的设计聚焦于其在不发达国家中的使用，在不发达国家，不能获得医院、内科门诊部或者甚至医生的办公室的便利条件。处理通过有时外出到村庄中的远程地点来提供，以使用现场(诸如患者的房屋处)的ESD提供所需的医学处理。

用于大部分的当前ESD缺乏这类应用所需的技术。这是因为如下特点中的一者或多者：ESD高成本、ESD很重且庞大、以及由此从而不适于运到远程地点。ESD的设计和使用很复杂，而且ESD需要可靠的电网电源。轻巧的、耐用的、使用简单的且完全便携的ESD对于所描述类型的环境遭遇是必要的。该设备应当在电网不可用的场景下可用，且必须经济实惠、尺寸小巧且紧凑、以及不占体积，便于旅途期间携带。同时，ESD的操作应当对于患者是安全的(诸如抵抗过高温度的保护措施)以及在其使用上是高效的且在医学上起作用的。

该第二实施方式为这样的电外科设备，其适合用于将治疗带给不发达国家中得了可预防疾病的那些人以及改善发达国家中的匮乏技术。

描述专用于执行热凝结的电外科设备(ESD)，该热凝结用于攻击女性的宫颈癌且尤其资源有限地区中的宫颈癌。热凝结为利用加热探针以高达7mm的深度来局部破坏变肿瘤前的组织的消融治疗。

用于利用所描述的ESD进行热凝结过程的持续时间接近1分钟或更少，用以将探针末端应用到目标组织以及破坏该组织。接触不一定是连续的且可以在1分钟时段内是不连续的接触。一次充电可以实施二十到三十次的一分钟处理。可以使便携单元足够紧凑以由用户手持而易于使用和实践。

通常不需要将麻醉剂或镇痛剂实施到患者。另外，利用所描述的ESD，结果的评定示出不存在对患者的生育力影响或早产。利用视觉醋酸(VIA)的简单筛选检查和立即被提供给具有癌前病变的那些人的治疗将经常在其寿命内根除癌症。

参照附图的第二实施方式细节和描述

图20为根据所公开的第二实施方式的ESD的便携式ESD的正面透视图。ESD不具有从其延伸的连接器。ESD是完全便携的，其中可再充电的电池作为其电源。这是在本文中如何使用术语“完全便携的”，即单元为完全独立的手持式单元。不像在第一实施方式中那样，不具有将探针连接到控制盒的连接电缆。电源和所有控制部都内置到手持式ESD中，在一种设计中，该手持式ESD被定形成具有用于内置在设备的探针部分的保持区的轻微弯曲。在另一种设计中，手持部分被形成为与探针更接近直角，有点像手枪，具有用于握住ESD的手枪型柄和触发器(类似于手枪的触发器)，该触发器作为用于在执行治疗过程时控制ESD的按钮。探针可以与ESD的手持式部分形成为单件。可替选地，探针被形成为可与ESD的手持式部分拆卸开，从而可以使探针断开连接用以清理、消毒或杀菌且用以紧凑存储和便于运送，以及与相同探针或不同探针重新连接。因此在一个实施方式中，通过经受热循环以为单元杀菌，所描述的单元为可自动锁定的。另外，在另一个实施方式中，电池组2011在手术之间可移除用于替换，同时在适配充电器中对其它电池组再充电。

图20的透视图示出了在根据第二实施方式的一个方面中的ESD 2001。ESD2001包含探针2003、单键操作控制按钮2005、低电量指示灯2007、状态指示灯2009和探针末端或简称末端2011。图21为图20的ESD的侧视图。在图21中，与图20中所示的部件共同的部件被给出与在图20中相同的附图标记，即末端2011、探针2003和单键操作控制按钮2005。图21还示出探针手柄2101，该探针手柄2101在图20的正面透视图中局部可视。附加的LED指示器可以显示用于接近1分钟手术时间应用的倒计时。

控制按钮2005利用如下功能操作：

按压控制按钮2005使ESD开启，原因在于激活电力等待开关进一步通过将电流发送到加热元件使加热元件启动。LED灯出现在状态指示灯2009上以向用户确认ESD准备好在患者上使用。

按压控制按钮2005再次发起处理周期，其中加热元件被激活用于开始和继续对患者的治疗。蓝灯出现在状态指示灯2009上以向用户确认电流正被传送到加热元件，或换言之，加热元件被加热到预定义的工作温度用以继续进行治疗。附加的LED指示器可以显示用于接近1分钟手术时间应用的倒计时。

在治疗结束且从患者身体(诸如从女性患者的阴道)移除探针之后，控制按钮2005的延长按压发起末端2011的卫生处理过程。在卫生处理过程中，在预定的时段内在末端中产生升高的温度以杀死粘附到末端的细菌、病毒和/或其它材料。干净的、杀菌的末端产生，准备用在下个患者上。

在另一实施方式中，次级紧急情况关闭按钮(未示出)被添加在探针上。

探针和末端特征

图22(A)至图22(B)为描绘两种不同规格版本的探针的探针2003的侧视图。在每个图上虚线中的部分2004示出探针连接到ESD的另一部分。在第一实施方式的ESD中的该另一部分2004为通过电缆连接到ESD外壳的第一类型的手柄。在第二实施方式的ESD中的该另一部分为ESD电子器件和电源位于其中的第二类型的手柄。

在图22(A)和图22(B)中，分别为探针2003a和探针2003b的探针的形状为相同的，即环形，以及，每个探针的长度为相同的，在一个版本中的探针长度为175毫米(mm)。然而，每个探针的末端直径不同。图22(A)中的末端具有10毫米(mm)的直径，而图22(B)中的末端具有19mm的直径。两种末端可以具有从远侧末端(在图27(B)中所示)上的平坦表面高出大约5mm的中心头。末端的隆起形或乳头形中心部帮助定位子宫颈的中心开口(宫颈外口)。在另一方面，无头的扁平末端表面在其它情况下是有益的，诸如通过能够很容易被移动到子宫颈上的病变所到之处，诸如遍及移形带等。具有两个不同的末端形状或更多不同的末端形状的该选择向用户给出更有效治疗的优势，这是由于精确的末端可以基于ESD的局部使用来选择，诸如在管道和其它具体位置的治疗。

调节的温度

加热元件被包含在末端中、对用户是透明的。通常，在加热元件处消散的瓦数接近40瓦特至50瓦特，其中调节电压为大约9伏特、电阻为大约2.0欧姆以及电流为4安培至6安培。例如，利用功率P(瓦特)＝电压V×电流I，如果V＝9且I＝5，则P＝45瓦特。ESD通常将12伏特的锂离子电池用于加热元件，该锂离子电池被调低至9伏特至10伏特。

当控制器将电压应用于加热元件时，P、V、I和电阻R的操作值是恒定的。然而要么正温度系数(PTC)限制电流，要么感测热敏电阻中的温度的反馈电路或末端处的其它温度传感器提供温度为多少的反馈并按需导通或断开电压以将温度控制为100℃至120℃或者无论什么被设置到控制器中。因为温度控制具有轻微延迟，因此温度通常在一些度内循环。

可编程功能

控制器具有设置在控制器中的“控制点”，控制点控制加热元件的温度。这通常设置用于100℃至120℃但具有可变设置。加热元件和末端的温度基本上相同，原因是末端密切靠近加热元件且在末端中使用高热导率材料，诸如铜、铝或特定陶瓷物质。关于可变设置，控制器中的该特征允许操作参数(诸如功率、电压、电流等)通过被编程到微控制器中而改变(在描述控制器的特征时，控制器、微处理器、微控制器和计算机的用辞全部可互换使用)。这些变量可以被编程，例如类似于物品被编程在手持式设备(诸如移动电话)中的方式。简单程序基于来自薄膜开关、可连接键盘等的输入使用该编程信息。

图23为在治疗期间接触目标组织的末端2211的示图。来自末端的热量有效地破坏下至5mm的平均深度和5mm的宽度(在末端的侧面之外横向测量)的组织。图23示出了包含靠着例如子宫颈的加热元件的探针末端的示例，作为另一示例将其加热到120℃并将组织烧蚀到5mm的深度和5mm的宽度。

图24示出根据第二实施方式的ESD的不同方面的侧视图。在图24中，便携式ESD具有探针2003，其末端2011附接到探针的远侧端部。在ESD的该方面，手柄2401与探针2003形成更接近直角的角度，且用户紧握该手柄，很像手枪上的柄。手指开关2403被放置成也非常类似于手枪上的触发器。手指开关2403可以为图20中的控制按钮2005，或开关2403可以为紧急情况关闭开关，该紧急情况关闭开关关于图20所讨论的但在该图中未示出。

与第一实施方式不同，在第二实施方式中，不存在外壳部件和将外壳部件连接到探针的电缆。在第二实施方式中，整个ESD紧凑地被提供在单件单元中，在一个方面中，该单件单元的形状类似于手枪的形状、具有连接到探针的把手或“手柄”。尽管第二实施方式的ESD为单件单元，但是该单元的部件可以根据第二实施方式的一个方面而被断开连接，诸如图24的ESD。第二实施方式的具有可拆卸部件的单件使ESD在其运输和其使用方面非常紧凑。

在第二实施方式的一个方面中，探针2501直接地但可拆卸地连接到手柄2503，诸如图24中所示。在第二实施方式的另一个方面中，探针2501和手柄2503被一体形成为单件，诸如图26至图27中所示。在这两个方面中，手柄容纳电子电路、一个或多个存储部件和控制器(也被称为计算机或微处理器)、以及一个或多个可再充电的电池。手柄的端部是卡扣打开的或闩锁打开的，以接近这些部件中的任一者。手柄还包含用于为电池再充电的电池充电输入连接器，或可以为可移除的、可再充电的电池组。

图25为与ESD的手柄断开连接的探针以及所描述的各种特征的相关联的布线和管道连接的示图。通过能够使探针2501与手柄2503断开连接，用户具有对探针杀菌、然后将其重新连接到手柄的能力，或者可以改变探针以附接不同探针。相关方面在于，可以将末端(在图25中未示出)与探针2501断开连接。通过能够使末端断开连接，用户可以对末端杀菌、然后将其重新连接到探针2501，或者用户可以用不同的末端替换包含加热元件的末端，该不同的末端可包含不同类型的加热元件。

参照图25和可断开连接的探针特征，用于使探针可拆卸的连接器可以为旋拧或卡扣类型的连接或其它已知类型的连接，以使探针2501可从手柄2503移除且重新连接到手柄2503。在探针2501可从手柄2503移除的这个方面中，断开连接机构必须包括用于进行布线2505的可断开的连接的连接器(被示出为两个导体)，该布线2505将电流传送到内置到末端中或作为末端的一部分的加热元件(在图25中未示出)。探针-手柄的可断开的连接必须还具有用于用在排烟系统或流体冷却系统中的导管2507或其它管道、以及用于布线2509(用于发送来自位于末端的区域中的温度传感器的信号以监控末端处的温度)的可断开连接。如果这两个特征(即排烟系统和温度监控特征，此二者是可选的)中的任一者或二者被包括在第二实施方式的ESD中，则需要这些可断开的连接。

如果在执行治疗的末端区域处的照明的选项被并入在ESD中，则将传输路径(诸如光纤或一对导电的电线)添加到可拆卸连接器，以及探针-手柄连接器将具有也用于该照明特征的可拆卸连接器，尽管这在图25中未示出。可以使用任何传统类型的断开连接。图25以切面视图示出各种布线和导管部件，以描绘手柄2503和探针2501的断开区域2511，以及未示出一种可拆卸连接器，该可拆卸连接器可为多种已知类型中的任一者，诸如旋拧式连接器和卡扣式连接器。电连接器可以采用圆形的插头/内孔连接器的形式，诸如标准的耳机插座，因此提供不需要圆形取向的连接器系统。

图26为第二实施方式的第二方面的另一版本，其中ESD 2603被形成为单件式集成单元，该单件式集成单元由塑料或其它适合材料制成。在图中未示出将作为该集成单元的一部分的可移除的、可再充电的电池。包括RF信号发生器的电子器件如果被安装则也在图26中不可视，因此它在手柄中进一步向上。电子器件可以为可插入的电子模块，诸如利用“卡入式”连接或其它类型连接，且该电子模块可用具有不同驱动信号频率的不同的电子模块替换，该不同驱动信号频率诸如基于针对待进行的治疗所瞄准的组织和组织的特征而被选择使用的。

探针末端将附接到探针部的远侧端部2601。手柄部2605在手柄部的底部处具有用于插入电池或电池组的开口2607，如果需要则该开口2607用于访问电子控制器、电路和存储器部件。ESD的电子器件部分(存储器部件、控制器部件、电子电路和开关、传感器和指示器)永久地被内置在图26的ESD中。然而，作为替选，电子器件部分可以被插入诸如电路板上或作为卡入式模块，这允许电子器件部分被移除或替换。

手柄的底部的封闭部分可以被构建为电池组的部分，从而当插入电池时，它卡扣式关闭手柄部。可替选地，可具有翻盖面板，翻盖面板打开以移除安装在/存储在手柄内部的电池或其它部分以及翻转以关闭。部分区域2609为放置薄膜开关以由用户进行手指控制的地方。

一旦将电池组插入到手柄中且末端附接到探针部的端部2601，则紧凑单元准备好被使用。

图27示出可与描述的ESD的任一版本一起使用的两种末端。图27(A)具有延伸部2701，该延伸部2701可插入或另外附接到探针的远侧端部。在延伸部的顶端为限定加热的区域的平坦的圆形的末端表面2703、以及限定末端的深度或厚度的末端侧面2705。末端表面2703的区域或其至少一部分放置成在治疗期间接触患者的目标组织。图27(B)类似于图27(A)，且其类似部件未被重复。图27(B)的末端的不同之处是中央突起的区域或乳头状部2707。这给出更集中或更尖的点，用于将热量聚焦于目标组织的枢轴点。

图28示出分离的探针2801，其中图27(B)的乳头状末端附接到探针的远侧端部。探针2801的相对端2803被插入到ESD的手柄或其它手持部件中。靠近附接有乳头状末端的探针的为“扁平头”末端部件，如图27(A)所示，“扁平头”末端部件具有其加热的末端部2811、中间轴部2807和其相对端部2809。端部2809将被插入到探针中或以其它方式附接到探针。

图29示出根据第二实施方式的整个便携式ESD单元。单件的一体形成的主体被形成为类似手枪形状且具有用触发手指激活的开关2911。该触发开关可以例如用于开启和关闭热传送系统以控制传送到末端的热量。在图29中，探针2919具有连接的末端2917但是该探针与ESD的主体断开。通过探针2919的端部2903配合到ESD的主体2901的端部2905，可附接探针。

ESD具有从探针向下形成的手柄2913，在两个部件之间形成接近直角，尽管看出该ESD的手柄的倾斜形成有时小于直角的角度。手柄2913的底部2915是可移动的、可互换的、可再充电的电池组。手柄2913的底部2915的端部粗略地成形为三角形且可以被移除和替换，因此它可以适配具有用于再充电的连接管脚的再充电站2921。再充电站2921被导电电缆(包括一对导电线)连接到AC到DC适配器，该AC到DC适配器用于将AC功率转换为DC功率并输出一定级别的DC电压，其可兼容用于为用在便携式手持ESD中的可再充电电池进行再充电。来自AC到DC适配器的另一引线为AC插头(未示出)，AC插头插入到AC 110-120VAC功率输出中，诸如连接到电网的壁式插座。

图29的ESD因此提供小的、紧凑的且便携的ESD，该ESD可使用热敏电阻反馈电路提供对末端的受控的或恒定的温度加热，通过安装在ESD上的薄膜开关，具有治疗组织区域上的照明、排烟和手指-末端控制的选项，其中能够基于每次电池充电进行高达大约30次1分钟的治疗。

用于实时查看的附接到ESD探针的摄像机

在第一实施方式和第二实施方式可选方面中，所描述的ESD装置和方法可以具有附接到探针的远侧端部的小型摄像机，以捕获外科手术的环境并将其发送到ESD的电子器件。然后可以借助连接电缆或无线地将视频信号传送到监控器用以由用户或其他人在外科手术过程期间实时查看。蓝牙(BLE)为一种用于通过短程使用在2.4GHz至2.485GHz频带中的UHF无线电波传输数据的已知技术。Wi-Fi为另一种用于使用2.4千兆赫URF频带和5GHz SHF无线电频带访问本地无线网络的已知技术。

可以借助光纤管或借助导电电缆将视频信号从摄像机发送到ESD电子器件。从ESD的电子模块，可以通过电缆将视频连接到附近的监控器，诸如在图10(A)中所示。

如果在将信号发送到本地或远程监控器时使用无线联接，则Wi-Fi是优选的，这是因为BLE由于其针对较小数据包的特性设计以及中间的时间间隔而对于中间带宽流不可靠。其与便携式电池供电的设备一起使用时的优势是该BLE为低能量技术。

在另一方面，Wi-Fi更可靠且允许信息(视频数据)被联网。Wi-Fi系统根据IEEE 802.11标准操作，以及已知类型的802.11兼容产品包括适合用在医疗外科手术中的视频探针。例如，利用称为内窥镜的管式探针执行内窥镜手术，该管式探针具有微小摄像机和附带的强光。摄像机被插入探针，且视频信号诸如通过光纤管被发送回监控器，同时用户和存在的任何其他人可以实时查看。例如参看http://www.regionalphysicianobgyn.com/regional-physician-specialists-ob-gyn/health-library1/plastic-surgery-techniques-30586.aspx。在2015年4月27日最后访问。

摄像机可以附接到第一实施方式或第二实施方式的ESD中的探针的远侧端部，两个实施方式的各个方面如本文中所描述。

从移动手机电话到ESD的WiFi输入

在第一实施方式和第二实施方式的ESD的另一方面，来自移动电话的Wi-Fi输入可以为去往ESD的输入的来源。尤其在第一实施方式中，该无线输入将被用作键盘的替选物或通过外壳上的USB端口的其它输入的替选物。

尽管上文描述了本发明的各个实施方式，但是应当理解，这些实施方式仅通过示例方式而非限制方式来呈现。相关领域中的技术人员将理解，可以进行形式和细节上的各种改变，而不脱离本发明的精神和范围。因此，本发明的宽度和范围应当不限于上述示例性实施方式中的任一者，但应当仅根据所附权利要求和其等效物来限定。