多按鈕電外科設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多按鈕電外科設備，包括：外殼，具有延伸通過其的通道、被配置為支撐電極的遠端；至少四個開關，設置在所述外殼的表面上，被配置為由用戶選擇性地激活；和三條電線，連接在所述外殼和連接器之間，所述連接器被配置為在操作上耦合到電外科發(fā)生器，第一電線耦合到所述電極并被配置為從電外科發(fā)生器接收電外科能量，第二電線耦合到第一開關并被配置為生成第一激活信號，以及第三電線耦合到第二開關并被配置為生成第二激活信號，其中第三和第四開關經(jīng)由相應的無功切換元件耦合到第一電線和第二或第三電線，被配置為生成第三和第四激活信號。
【專利說明】多按鈕電外科設備
[0001]優(yōu)先權
本申請是2013年3月13日遞交的序列號為13/802，572的美國申請的部分繼續(xù)申請，序列號為13/802，572的美國申請是2011年11月4日遞交的序列號為13/289,060的美國申請的部分繼續(xù)申請，序列號為13/289,060的美國申請要求2010年11月8日遞交的美國臨時專利申請N0.61/411，174的優(yōu)先權，所有這些申請的內(nèi)容以其整體通過引用并入本文。

【技術領域】
[0002]本公開總體涉及電外科以及電外科系統(tǒng)和設備，并且更具體地，涉及具有多按鈕手持件的電外科設備。

【背景技術】
[0003]高頻電能已廣泛地用于外科中。使用由電外科單元(ESU)(例如電外科發(fā)生器)生成的電外科能量來切割組織和凝固體液，并且由電外科儀器(例如手持件)將體液遞送或施加到組織。
[0004]電外科儀器一般包括“單極”裝置或“雙極”裝置。單極裝置包括具有附著到患者的返回電極的電外科儀器上的有源電極。在單極電外科中，電外科能量流經(jīng)儀器上的有源電極，通過患者的身體到返回電極。這樣的單極裝置在需要切割和凝固組織并且雜散電流不對患者造成實質風險的外科過程中是有效的。
[0005]雙極裝置包括外科儀器上的有源電極和返回電極。在雙極電外科裝置中，電外科能量流經(jīng)有源電極到患者的組織，通過穿過組織的短距離到返回電極。電外科效果基本上被局部化到設置在外科儀器上的兩個電極之間的組織的小區(qū)域。雙極電外科裝置已被發(fā)現(xiàn)對于雜散電流可能對患者造成危害或其它過程關注需要有源和返回電極緊密接近的外科過程來說是有用的。涉及雙極電外科的外科手術通常需要基本上與涉及單極電外科的方法和過程不同的方法和過程。
[0006]氣體等離子體是能夠傳導電能的電離氣體。等離子體用在外科裝置中以將電外科能量傳導到患者。等離子體通過提供相對較低電阻的路徑來傳導能量。電外科能量將跟隨等離子體，以切割、凝固、干燥(desiccate)或電灼(fulgurate)患者的血液或組織。在電極和被治療的組織之間不需要存在物理接觸。
[0007]未合并經(jīng)調節(jié)氣體的源的電外科系統(tǒng)能夠電離有源電極和患者之間的環(huán)境空氣。由此產(chǎn)生的等離子體會將電外科能量傳導到患者，盡管與具有可電離氣體的經(jīng)調節(jié)的流的系統(tǒng)相比，等離子弧通常會顯得更加空間分散。
[0008] 大氣壓放電冷等離子體涂敷器已在包括表面消毒、止血和腫瘤消融的多種應用中找到用途。在后面的示例中，過程可能相對較慢，在蒸發(fā)和燒焦組織的情況下生成大體積的有害煙塵，并在使用高功率電外科能量時可能引起對周圍健康組織的附帶損害。歸因于等離子體束的寬度，精確度也可能是問題。
[0009]通過由外科醫(yī)生給出的激活命令,將任何電外科單元(ESU)或RF單元(射頻單元)的功率遞送到患者組織。命令接口通常是開關(例如按鈕)，位于ESU的激活附件(例如把手(手持件)、腳踏開關和其它專門的儀器)中。傳統(tǒng)把手附件10在圖1中圖示并包括外殼2、電極8和兩個按鈕:一個用于⑶T模式(按鈕14)并且一個用于COAG模式(按鈕16)。通常，根據(jù)特定標準的要求(例如，黃色用于CUT模式并且藍色用于COAG模式)對按鈕14、16進行著色。2按鈕把手10使用3條電線、經(jīng)由連接器12和電纜13連接到ESU 11。
[0010]在電外科過程的進程期間，每個模式的功率設定可能需要被改變?nèi)舾纱我赃m配于變化的手術狀況。傳統(tǒng)地，這通過在電外科發(fā)生器單元的控制面板上做出調整來完成，并將需要護士的協(xié)助或者需要外科醫(yī)生離開外科部位的無菌區(qū)。對于外科醫(yī)生來說將有利的是能夠在按需要的基礎上通過對電外科手持件自身添加附加控制來調整電外科功率。然而，附加的按扭將需要從手持件10到ESU 11的更多控制電線；例如，具有3個按鈕的把手將需要4條控制電線，具有4個按鈕的把手將需要5條控制電線，即，所需控制電線的數(shù)量=按鈕的數(shù)量+1。
[0011]必然地，手持件10和ESU 11之間的電纜13中的更多控制電線具有至少兩個缺點。第一，附加的控制電線增加了用于手持件和用于ESU的前面板的連接器的復雜度，并因此增加了其成本。增加的成本在一次性附件的情況下是關鍵問題。第二，電纜中的更多電線通常表示更多的雜散對地電容，因此，將產(chǎn)生更高的泄漏電流。當在較高的頻率(例如高達4MHz)的情況下工作時，要避免較高的泄漏電流。
[0012]因此，存在對用于控制電外科單元或發(fā)生器的采用最少數(shù)量的控制電線的多按鈕手持件或附件的需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本公開涉及具有多按鈕手持件的電外科設備。
[0014]根據(jù)本公開的一個方面，提供了一種電外科設備，包括:外殼，具有延伸通過其的通道，所述外殼具有近端和遠端，所述遠端被配置為支撐電極；至少四個開關，設置在所述外殼的表面上，被配置為由用戶選擇性地激活；和三條電線，連接在所述外殼和連接器之間，所述連接器被配置為在操作上耦合到電外科發(fā)生器，第一電線耦合到所述電極并被配置為從電外科發(fā)生器接收電外科能量，第二電線耦合到第一開關并被配置為生成第一激活信號，以及第三電線耦合到第二開關并被配置為生成第二激活信號，其中，第三和第四開關經(jīng)由相應的無功切換元件耦合到第一電線和第二或第三電線，所述無功切換元件被配置為生成第三和第四激活信號。
[0015]在一個方面，所述至少四個開關被配置為按鈕。
[0016]在另一個方面，相應的無功切換元件中的每一個被選擇為生成不同阻抗值。
[0017]在又一個方面，相應的無功切換元件中的每一個可以包括電阻器和電容器的并聯(lián)組合、電阻器和電感器的串聯(lián)組合、電阻器和電容器的串聯(lián)組合、電阻器和電感器的并聯(lián)組合、電容器或電感器。
[0018]在進一步的方面，所述連接器包括三管腳連接器。
[0019]在另一個方面，所述至少四個開關中的至少兩個開關耦合到單個船型按鈕(rocker button)。
[0020]在本公開的另一個方面，電外科設備包括:電外科發(fā)生器，耦合到電源，被配置為生成電外科能量；手持件，包括:外殼，具有延伸通過其的通道，所述外殼具有近端和遠端，所述遠端被配置為支撐電極；至少四個開關，設置在所述外殼的表面上，被配置為由用戶選擇性地激活；和三條電線，連接在所述外殼和連接器之間，所述連接器被配置為在操作上耦合到電外科發(fā)生器，第一電線耦合到所述電極并被配置為從電外科發(fā)生器接收電外科能量，第二電線耦合到第一開關并被配置為生成第一激活信號，以及第三電線耦合到第二開關并被配置為生成第二激活信號，其中，第三和第四開關經(jīng)由相應的無功切換元件耦合到第一電線和第二或第三電線，所述無功切換元件被配置為生成第三和第四激活信號；以及激活感測電路，被配置為在第一、第二、第三和第四激活信號之間進行區(qū)別并執(zhí)行對應的動作。
[0021]在一個方面，至少一個激活感測電路包括振蕩發(fā)生器和至少一個晶體管，該振蕩發(fā)生器和至少一個晶體管被配置為充當用于無功切換元件的電壓源或電流源。
[0022]在另一個方面，振蕩發(fā)生器的頻率不同于電外科發(fā)生器的操作頻率。
[0023]在進一步的方面，相應的無功切換元件中的每一個被選擇為生成不同阻抗值。
[0024]在又一個方面，第一和第二激活信號中的每一個是短路信號。
[0025]在一個方面，至少一個激活感測電路包括用于將第三和第四激活信號中的每一個與預定值相比較的比較器。
[0026]在另一個方面，至少一個激活感測電路將第三和第四激活信號轉換成相應的脈沖寬度調制(PWM)信號。
[0027]根據(jù)本公開的另一個方面，一種電外科設備包括:電外科發(fā)生器，稱合到電源，被配置為生成電外科能量；手持件，包括:外殼，具有延伸通過其的通道，所述外殼具有近端和遠端，所述遠端被配置為支撐電極；至少四個開關，設置在所述外殼的表面上，被配置為由用戶選擇性地激活；和三條電線，連接在所述外殼和連接器之間，所述連接器被配置為在操作上耦合到電外科發(fā)生器，第一電線耦合到所述電極并被配置為從電外科發(fā)生器接收電外科能量，第二電線耦合到第一開關并被配置為生成第一激活信號，以及第三電線耦合到第二開關并被配置為生成第二激活信號，其中第三和第四開關經(jīng)由相應的諧振電路耦合到第一電線和第二或第三電線，所述諧振電路被配置為生成第三和第四激活信號；以及至少一個激活感測電路，被配置為在第一、第二、第三和第四激活信號之間進行區(qū)別并執(zhí)行對應的動作。
[0028]在一個方面，針對不同的頻率配置每個相應的諧振電路。
[0029]在進一步的方面，振蕩發(fā)生器是被配置為掃描通過預定頻率范圍的可變頻率振蕩發(fā)生器，其中所述預定頻率范圍包括相應諧振電路的頻率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]根據(jù)結合附圖作出時的下面的詳細描述，本公開的以上和其它的方面、特征和優(yōu)點將變得更加顯而易見，在附圖中:
圖1是根據(jù)本公開的實施例的示例性電外科系統(tǒng)的圖示；
圖2是根據(jù)本公開的實施例的電外科手持件的電示意圖；
圖3是根據(jù)本公開的實施例的按鈕激活感測電路；圖4是根據(jù)本公開的實施例的激活感測輸出的圖示；
圖5A是根據(jù)本公開的實施例的采用具有幅度檢測器的電壓源的激活感測電路的圖示；
圖5B是根據(jù)本公開的實施例的采用具有幅度檢測器的電流源的激活感測電路的圖示；
圖6是根據(jù)本公開的實施例的采用占空比測量的激活感測電路的圖示；
圖7A-7B圖示了根據(jù)本公開的一個實施例的在圖6中示出的激活感測電路的輸入/輸出信號；
圖8A-8B圖示了根據(jù)本公開的另一個實施例的在圖6中示出的激活感測電路的輸入/輸出信號；
圖9是根據(jù)本公開的另一個實施例的電外科手持件的電示意圖；
圖9A是根據(jù)本公開的進一步實施例的電外科手持件的電示意圖；
圖10是根據(jù)本公開的實施例的對于多個按鈕的激活感測輸出的圖示；
圖11是根據(jù)本公開的實施例的多按鈕激活感測電路；
圖12A-12C圖不了根據(jù)本公開的實施例的電外科系統(tǒng)；
圖13是圖示根據(jù)本公開的實施例的遞增功率控制模式的流程圖；和圖14是圖示根據(jù)本公開的實施例的連續(xù)功率控制模式的流程圖。
[0031]應當理解的是，(一個或多個)附圖是為了圖示本公開的概念的目的，而不必然是用于圖示本公開的唯一可能配置。

【具體實施方式】
[0032]將在下文中參考附圖描述本公開的優(yōu)選實施例。在下面的描述中，沒有詳細地描述公知的功能或構造以避免以不必要的細節(jié)使本公開模糊。在下面的附圖和描述中，如傳統(tǒng)那樣，術語“近”將指代裝置(例如儀器、設備、涂敷器、手持件、鉗等)的更接近用戶的末端，而術語“遠”將指代更遠離用戶的末端。本文中，用語“耦合”被限定為意指直接連接到或者通過一個或多個中間部件與之間接連接。這樣的中間部件可以包括基于硬件和基于軟件的部件兩者。
[0033]提供了具有多按鈕手持件的電外科設備。本公開的電外科設備提供了下述顯著優(yōu)點:使外科醫(yī)生能夠在按需要的基礎上通過對電外科手持件自身添加附加控制來調整電外科功率。附加控制可以采用下述形式:除了在電外科手持件(例如電外科筆)上已經(jīng)存在的例如切割和凝固按鈕外，還有兩個新按鈕或者雙位置開關，一個用于功率升并且另一個用于功率降。本公開的技術提供了將不需要附加信號線和關聯(lián)連接器管腳的方式，因為這些將增加手持件組件的總體成本，其中成本是一次性醫(yī)療裝置的特別敏感的方面。通過將信號線保持到最低限度(例如三條信號線)，可以避免雜散電容并因此避免較高的泄漏電流，其在操作于較高頻率(諸如4MHz)處的電外科發(fā)生器中尤其成問題。
[0034] 參照圖2，提供了根據(jù)本公開的實施例的電外科手持件的電示意圖，手持件100包括外殼102，外殼102具有延伸通過其的通道，外殼102具有近端104和遠端106。外殼的遠端106被配置為支撐傳導元件108 (例如刀形電極)以影響對組織的外科過程。電纜110將手持件100的近端104耦合到連接器112。連接器112被配置為耦合到ESU的面上的對應連接器。第一和第二按鈕114、116 (即分別為⑶T按鈕和COAG按鈕)被設置在外殼102的外表面上以發(fā)起不同電外科過程。第一和第二按鈕114、116分別耦合到開關115、117。
[0035]電纜110承載從連接器112到手持件100的3條導線或電線。第一導線118 (在圖2中標記為ACTIVE)將從ESU輸出的RF或電外科功率耦合到刀形電極108。每個開關115、117的一個極也耦合到第一導線118。第二導線120 (在圖2中標記為C0AG)耦合到由按鈕116控制的開關117的第二極。第三導線122 (在圖2中標記為⑶T)耦合到由按鈕114控制的開關115的第二極。切割和凝固按鈕通過與承載操作電外科功率的有源電極進行接觸來操作。那么，該實施方式在手持件100和ESU之間需要僅三條電線和關聯(lián)的三管腳連接器112，如圖2中圖示的那樣。
[0036]隔離的裝置對在切割或凝固按鈕被激活并連接到有源功率線118時生成的信號來說是必要的，因為有源功率電平承載非常高的電壓，與數(shù)字控制邏輯電平不兼容。隔離的裝置可以用隔離屏障變壓器和關聯(lián)的激活電路(例如設置在電外科發(fā)生器中)來實現(xiàn)。使用圖3中圖示的激活感測電路130來感測按鈕促動。激活感測電路130包括驅動隔離變壓器Tl 134的副邊136的振蕩器132。振蕩器132的頻率被選擇為使得其與電外科發(fā)生器的操作頻率顯著不同，從而防止一個被誤認為另一個。按鈕PBl (例如按鈕114或按鈕116)通過有源線和切割或凝固線跨接在隔離變壓器Tl 134的原邊138上。在隔離變壓器Tl 134的副邊136中流動的交變電流通過電阻器Rl加以監(jiān)控，并且當按鈕PBl未被激活時，該交變電流處于給定的靜態(tài)(quiescent)電平，并且隔離變壓器134的原邊138是開路。該靜態(tài)電流由二極管Dl和濾波電容器Cl整流和濾波，從而產(chǎn)生靜態(tài)DC電平。然而，當按鈕PBl被激活時，按鈕或開關使隔離變壓器Tl 134的原邊138短路，從而引起隔離變壓器134的副邊136的電流的實質增加，該實質增加導致激活感測輸出140處的DC電平的增加，這在圖4中圖示。就是副邊電流中的該增加經(jīng)由ESU中的控制器或其它電路而被感測和識別為有效按鈕激活。針對每個按鈕，需要隔離變壓器和激活電路的完整集合。
[0037]當感測到按鈕的激活時，除了命令電外科發(fā)生器中的關聯(lián)功能(諸如切割或凝固)，還可以產(chǎn)生反饋信號以向用戶警告該激活。具有電外科發(fā)生器前面板上的指示燈的形式的視覺反饋以及聽覺音被產(chǎn)生，并且對于切割或凝固激活，每一個是獨特且容易區(qū)別的。
[0038]可以與切割和凝固按鈕并聯(lián)地添加附加按鈕，但是取而代之，該附加按鈕以特定阻抗值切換，該阻抗值不同于在切割或凝固按鈕被激活的情況下的短路值。在圖9、9A和12A中圖示了包括用于功率升和功率降功能的兩個附加按鈕的示例性手持件，其細節(jié)將在下面描述。
[0039]參照圖3中的激活感測電路130，取代引入被引入到變壓器Tl 134的原邊138中的按鈕PBl的短路，激活感測電路145可以包括如圖5A中示出的能夠切換接入的無功元件146。這將引起稍小于如圖4中示出的短路值的變壓器Tl 134的副邊電流的增加。該增加副邊電流值將依賴于在給定頻率處無功組件146的阻抗值。圖5A的激活感測電路145還可以包括變壓器134的原邊138上的可選濾波器電路148，其用于防止由電外科放電弧生成的電外科功率信號和任何噪聲兩者與激活信號的識別發(fā)生干擾。圖5A中的振蕩器150被配置為電壓源，而振蕩器可以被配置為電流源152，如圖5B中的激活感測電路154中所示。圖5A和5B中的電容器Cd用于阻塞可能在振蕩器輸出中存在的任何DC分量。對來自圖5A和5B中的任一個中的檢測器156的輸出進一步濾波并將其發(fā)送到模數(shù)轉換器(ADC)(未示出)，然后，電外科發(fā)生器系統(tǒng)控制器158使用模數(shù)轉換器(ADC)的值以通過將其與預設的固定值相比較來確定按鈕PBl是否被按壓?？商娲?，可以將檢測器156的經(jīng)濾波的輸出發(fā)送到比較器，比較器將其與固定的參考電壓相比較，并且然后確定按鈕PBl是否被按壓。
[0040]在如圖6中示出的可替代配置中，激活感測電路160利用占空比的后測量將在變壓器134的副邊136處感測到的幅度轉換為脈沖寬度調制(PWM)信號。激活感測電路160利用比較器162以感測變壓器134的副邊136中的電流的改變。將在變壓器134的副邊136中感測到的電壓的幅度與參考電壓(Vkef)相比較。當瞬時感測電壓超過參考電壓(Vkef)時，比較器162的輸出變?yōu)檫壿嫛?”，并且否則處于邏輯“O”。所感測到的電壓的峰值幅度越高，則其將在越長時間高于參考電壓，并且比較器162的輸出將在越長時間保持在邏輯“I”。這產(chǎn)生了其寬度與所感測到的電壓的幅度相關的脈沖。所感測到的峰值電壓越高，則脈沖越寬。這分別在圖7A和圖7B中得到的比較器輸出針對較低感測峰值電壓以及在圖8A和圖8B中針對較高感測峰值電壓而示出。然后，來自比較器162的該變化的脈沖寬度輸出由電外科發(fā)生器系統(tǒng)的控制器158測量，并與預設值相比較以確定按鈕PBl是被按壓還是開路的。這實質上減少了基于ADC的配置的成本和復雜度。
[0041]應當意識到，振蕩源(例如電壓或電流源)可以是自激振蕩電路，例如考畢茲(Colpitz)振蕩器。
[0042]參照圖9，提供了根據(jù)本公開的另一個實施例的電外科手持件200的電示意圖。手持件200包括外殼202，外殼202具有延伸通過其的通道，外殼202具有近端204和遠端206。外殼的遠端206被配置為支撐傳導元件208 (例如刀形電極)以影響對組織的外科過程。電纜210將手持件200的近端204耦合到連接器212。連接器212被配置為耦合到ESU的面上的對應連接器。第一和第二按鈕214、216 (即分別為⑶T按鈕和COAG按鈕)被設置在外殼202的外表面上或通過外殼202的外表面，以發(fā)起不同的電外科過程。第一和第二按鈕214、216分別耦合到開關215、217。在該實施例中，第三和第四按鈕224、226 (即分別為功率降(POWDN)按鈕和功率升(POWUP)按鈕)也被設置在外殼202的外表面上。第三和第四按鈕224、226分別耦合到開關225、227。
[0043]應當意識到，雖然按鈕224、226被示為兩個個體按鈕，但是按鈕224、226可以被替換為耦合到開關225、227的單個船型按鈕。參照圖9A，船型按鈕或開關250設置在外殼202的外表面上。船型按鈕250包括被配置為關于中心點256樞轉的第一傾斜表面252和第二傾斜表面254，如在本領域中已知的那樣。第一傾斜表面252耦合到開關225 (例如功率降)，并且第二傾斜表面耦合到開關227 (例如功率升)。在由用戶按壓第一或第二傾斜表面時，對應的開關閉合。船型按鈕250可以是彈簧支承的，使得在用戶在壓力上釋放時其返回到未激活狀態(tài)(即當?shù)谝缓偷诙A斜表面都未被按壓時，開關225和開關227打開)。用于激活開關215、217、2 25、227的其它類型的按鈕和/或裝置預期在本公開的范圍內(nèi)。例如，用于激活開關的按鈕和/或裝置可以包括但不限于滑動型開關、電容觸摸開關、電阻觸摸開關等。
[0044]類似于圖2中示出的實施例，電纜210承載從連接器212到手持件200的3條導線或電線。圖9中標記為ACTIVE的第一導線218將從ESU輸出的RF或電外科功率耦合到刀形電極208。每個開關215、217的一個極也耦合到第一導線218。圖9中標記為COAG/POffUP的第二導線220耦合到由按鈕216控制的217開關的第二極。圖9中標記為⑶T/POffDN的第三導線222耦合到由按鈕214控制的215開關的第二極。
[0045]應當意識到，第三和第四開關225、227分別耦合到三條導線218、220、222，從而消除了對更多控制電線的需要。如圖9中所示，開關225具有耦合到導線218的一個極和經(jīng)由無功切換元件230 (即電阻器R2和電容器C2)耦合到導線222的第二極。開關227具有耦合到導線218的一個極和經(jīng)由無功切換元件232 (即電阻器Rl和電容器Cl)耦合到導線220的第二極。
[0046]多按鈕激活感測電路根據(jù)如關于圖3中示出的電路描述的類似原理進行操作，但現(xiàn)在尋找阻抗中的特定改變，同時仍然與切割和凝固按鈕操作兼容。圖9中示出的電阻器和電容器R1、C1以及R2、C2的值被選擇為使得容易地將在關聯(lián)的按鈕被激活時阻抗中的改變與在切割或凝固按鈕被按壓時的短路加以區(qū)別。電阻器R1、R2的示例性值可以是100歐姆，而電容器C1、C2可以是2.2nF ;然而，這些值僅是示例性值，并且電阻器和電容器的其它值預期在本公開的范圍內(nèi)。切割和凝固按鈕取得優(yōu)先，因為一旦它們被按壓，它們的短路就使得不可能看到電阻器和電容器組合R1、Cl或R2、C2中的任一個。由此，當切割或凝固激活處于進行中時，不能改變電外科發(fā)生器的功率電平，即，當⑶T按鈕214或COAG按鈕216被按壓時，按壓功率升按鈕226或功率降按鈕224將不具有效果。
[0047]圖9中示出的電容器Cl和C2分別與電阻器Rl和R2并聯(lián)放置，兩者都為了減少噪聲拾取(尤其在電外科手持件和電外科發(fā)生器之間的長電纜的情況下)以及為了減少電阻器Rl和R2中的功率耗散。在不具有這些電容器的情況下，功率耗散將是若干瓦特，這將在已經(jīng)限制空間的電外科手持件中需要物理上大的電阻器。因為通過電阻器Rl和電容器Cl的并聯(lián)組合以及電阻器R2和電容器C2的并聯(lián)組合感測阻抗，所以應當意識到，阻抗中的該改變可能還受其它無功切換元件(諸如電阻器和電容器的串聯(lián)組合、電阻器和電感器的串聯(lián)組合、電阻器和電感器的并聯(lián)組合、或者單獨的電容器或電感器)影響。
[0048]考慮到在電外科環(huán)境中存在的電噪聲的約束，通過使用充分不同以至于多按鈕激活感測電路能夠可靠地識別阻抗中的改變的其它電阻器和電容器值，可以潛在地將任何數(shù)量的附加按鈕添加到電外科手持件。電外科過程實質上由向手術部位中的電弧放電構成，并產(chǎn)生在時間和幅度兩者上都相當大地變化的噪聲的寬頻譜。在圖10中圖示了多按鈕感測的示例。
[0049]在一個實施例中，耦合到電外科設備200的電外科發(fā)生器包括激活感測電路，該激活感測電路被配置為感測沿電纜210的導線的阻抗值以確定已激活哪個按鈕或開關。激活感測電路的輸出被發(fā)送到模數(shù)轉換器(ADC)，模數(shù)轉換器(ADC)將不同的電壓電平轉換成等效的數(shù)字表示。由電外科發(fā)生器中的控制器(例如微控制器)將該數(shù)字值與先前存儲的值相比較，并且采取適當?shù)膭幼??？商娲?，激活感測電路的輸出可以被發(fā)送到模擬比較器的陣列，每個模擬比較器將激活感測輸出與預設的模擬值相比較。再一次，當識別出特定的激活感測輸出電壓電平時，采取適當?shù)膭幼?，例如提高功率電平、降低功率電平、激活切割模式、激活凝固模式等?br> [0050]現(xiàn)在將關于圖11描述示例性多按鈕激活感測電路300。提供了產(chǎn)生正弦波(盡管可以使用其它波形)的振蕩發(fā)生器302，振蕩發(fā)生器302操作驅動晶體管Q2和Q3。這些晶體管的配置充當電壓源，盡管可替代地可以使用電流源配置。振蕩發(fā)生器302的頻率被選擇為使得容易地將其與電外科發(fā)生器的操作頻率以及任何電外科功率調制頻率加以區(qū)別。驅動晶體管Q2、Q3的輸出操作串聯(lián)諧振電路，該串聯(lián)諧振電路由部件電容器C17、電感器L3、變壓器T2的副邊、電感器L4、電阻器R18和電阻器R2構成。該諧振電路以及特別地電感器L3和L4的值防止電外科功率信號被激活感測電路拾取。
[0051]歸因于由電外科弧產(chǎn)生的噪聲頻率的寬頻譜，使用若干噪聲濾波電容器，包括C23和C27、C25、C10和C18、以及C15和C21。這最后兩個濾波電容器C15和C21還防止由該電路產(chǎn)生的任何雜散信號進入電外科系統(tǒng)電源，以及防止可能存在于系統(tǒng)電源中的雜散信號影響該激活電路。
[0052]由隔離屏障變壓器T2感測到的電流被發(fā)送到由R2和R18構成的分壓器，該分壓器的輸出隨后被整流和濾波并被發(fā)送到ADC(未示出)。該感測到的電流還被發(fā)送到由R13、D2和關聯(lián)的比較器304構成的切割或凝固激活電路。
[0053]圖11中示出的電路可以用于感測例如切割按鈕或功率降按鈕的激活。然后將使用復制的電路來感測凝固或功率升按鈕，如圖12A-12C中所示。
[0054]參照圖12A-12C，圖示了電外科系統(tǒng)400，電外科系統(tǒng)400包括經(jīng)由電纜403耦合到電外科發(fā)生器411的電外科筆401。電外科筆401包括四個按鈕或開關，即用于⑶T的按鈕414、用于COAG的按鈕416、用于功率降的按鈕424和用于功率升的按鈕426。電纜403包括用于經(jīng)由適當?shù)亩丝诨虿遄?05將筆401耦合到電外科發(fā)生器411的連接器412 (例如三管腳連接器)。
[0055]參照圖12B和12C，圖示了根據(jù)本公開的示例性電外科發(fā)生器411。電外科發(fā)生器411包括具有前面板面432的外殼430，前面板面432包括用于將命令和數(shù)據(jù)輸入到發(fā)生器中的輸入部434 (例如觸摸屏)和具有對應指示器438的各種電平控制436。電外科發(fā)生器411進一步包括插座部440, 插座部440包括接通/關斷開關442、返回電極插座444、單極腳踏切換插座446、單極手動切換插座405和雙極手動切換插座450。在內(nèi)部，電外科發(fā)生器411包括控制器452，控制器452控制HV DC電源454 (其從外部源接收功率)以經(jīng)由至少一條導線403將從RF輸出級456輸出的電外科能量供應給圖12A中的手持件401。存儲器453耦合到控制器452并被配置為存儲各種控制參數(shù)，諸如但不限于關聯(lián)手持件的功率曲線、預定義功率限制控制、功率電平遞增/遞減單元、與開關或功能相關聯(lián)的預定阻抗值等。電外科發(fā)生器411將經(jīng)由I/O接口 458 (諸如輸入部434、電平控制436和指示器438)給操作者指示各種操作狀況。電外科發(fā)生器411可以進一步包括用于向操作者警告各種狀況的可聽指示器460。
[0056]在一個實施例中，電外科發(fā)生器411包括兩個激活感測電路，即，用于感測凝固或功率升按鈕的電路407和用于感測切割或功率降按鈕的電路409。每個激活感測電路生成兩個激活信號，該兩個激活信號被傳送到電外科發(fā)生器411中的控制器452(例如處理器)以影響對應的動作。例如，電路407被配置為生成COAG激活信號413和功率升激活信號415，并且電路409被配置為生成⑶T激活信號417和功率降激活信號419。電路407和409的操作類似于關于圖11中示出的電路300描述的操作。
[0057]應當意識到，通過采用本公開的激活感測電路，可以由電外科筆401實施四個按鈕或開關，同時采用傳統(tǒng)的三管腳連接器412。應當進一步意識到，激活感測電路可以設置在電外科發(fā)生器411中或者可以被配置為要與電外科發(fā)生器一起利用的單獨模塊或裝置。
[0058]正如當切割或凝固按鈕被激活時電外科發(fā)生器產(chǎn)生視覺和聽覺反饋提示兩者那樣，功率升和功率降按鈕也將產(chǎn)生容易與同切割和凝固激活相關聯(lián)的反饋提示區(qū)別的它們自身的反饋提示。例如，反饋提示可以具有電外科發(fā)生器的前面板432上的可視指示器(例如指示器438)的形式或從電外科發(fā)生器產(chǎn)生聲音的可聽指示器(例如可聽指示器460)的形式。
[0059]電外科發(fā)生器還可以具有以下能力:具有針對遠程功率升或功率降激活的預設限制，使得電外科發(fā)生器的輸出功率不會無意地升高到危險地高的電平或降低到無效果的電平。
[0060]可以采用經(jīng)由手持件的按鈕的遠程功率增加或減少的不同方法。例如，功率升按鈕的單次下壓可以使電外科發(fā)生器的功率輸出增加預設的固定量。該按鈕的隨后下壓將使功率輸出再次增加相同量。在圖13中圖示了示例性遞增功率控制模式。首先，在步驟502中，從發(fā)生器控制面板(例如輸入部434)選擇遞增功率控制模式。接下來，在步驟504中，控制器確定功率升按鈕是否被激活。如果功率升按鈕被激活，則控制器452將功率電平遞增一個單位(步驟506)。在步驟508處，控制器452確定功率升按鈕是否仍然被激活，并且如果是，則不采取進一步的動作。功率升按鈕必須首先被釋放，并且如果再次被按壓，則采取功率電平的一個單位的另一次遞增。以這種方式，功率電平將被遞增與功率升按鈕被重復按壓一樣多的單位。例如，如果功率升按鈕被按壓三次，則功率電平將被增加三個單位。
[0061]如果在步驟504和508中控制器452確定功率升按鈕沒有被激活，則在步驟510-514中控制器452執(zhí)行遞減功率電平的類似步驟。應當意識到，要在電外科發(fā)生器的控制面板處輸入或調整遞增/遞減單位的大小，例如經(jīng)由電平控制436。在另一個實施例中，遞增/遞減單位的大小可以被編程到發(fā)生器中以被固定。在另一個實施例中，發(fā)生器可以被編程為具有高和/或低功率限制電平，其中當達到限制電平時，另外的按鈕激活將不具有效果。在另一個實施例中，發(fā)生器包括每當功率電平被遞增或遞減時都被激活的可聽指不器460。
[0062]可替代地，該按鈕的單次下壓將再次將輸出功率增加固定量，但是，繼續(xù)壓住按鈕將繼續(xù)促進功率設定，其中發(fā)出適當?shù)囊曈X和聽覺反饋提示。在圖14中圖示了示例性連續(xù)功率控制模式。首先，在步驟520中，從發(fā)生器控制面板(例如輸入部434)選擇連續(xù)功率控制模式。接下來，在步驟522中，控制器452確定功率升按鈕是否被激活。如果功率升按鈕被激活，則控制器452將功率電平遞增一個單位(步驟524)。在步驟526處，控制器452確定功率升按鈕是否仍然被激活，并且如果是，則在將功率電平遞增一個更多的單位之前，控制器452發(fā)起時間延遲(步驟528)。時間延遲的持續(xù)時間確定功率電平被遞增得有多快。只要功率升按鈕保持被按下，短的時間延遲就將使功率電平迅速遞增。較長的延遲將使功率電平更慢地遞增。延遲的持續(xù)時間可以由發(fā)生器前面板例如經(jīng)由輸入部434或電平控制436來設定，或者由制造商預設到固定值。
[0063]如果在步驟522和526中控制器452確定功率升按鈕沒有被激活，則在步驟530-536中控制器452執(zhí)行遞減功率電平的類似步驟。
[0064]應當意識到，一旦例如通過關于圖13和14描述的方法設定了功率電平，就可以通過按壓適當?shù)陌粹o來實施切割或凝固模式。如上所述，一旦激活或按壓了 CUT或COAG按鈕，功率升和/或功率降按鈕就將不具有效果。
[0065] 在用戶便利性、復雜度和安全性的限制內(nèi)，可以使用切割和凝固線兩者將附加的按鈕和功能添加到電外科手持件。例如，在等離子體束類型的電外科裝置中，附加的按鈕或開關可以用于調整來自手持件的氣體流動速率以及電束功率電平。
[0066]雖然圖11中的振蕩發(fā)生器302以一個固定的頻率操作，但是可替代實施例可以包括可變頻率振蕩發(fā)生器。這樣的可變頻率可以周期性地掃描通過給定頻率范圍，或者周期性地步進通過特定頻率的給定集合。當附加開關(例如，圖9中示出的開關225或227)被激活時，諧振電路或裝置由圖11中的激活感測電路300切換接入并感測，只是現(xiàn)在阻抗中的改變與特定頻率相關。
[0067]例如，如果附著到圖9中的開關225和227的諧振電路或裝置被設計為分別具有30kHz和35kHz的諧振頻率，則當圖11中的振蕩發(fā)生器302掃描通過或步進通過這些頻率，并且圖11中的電路300沒有檢測到阻抗中的改變時，那么開關225和227都沒有被激活。然而，如果當振蕩發(fā)生器302處于30kHz時檢測到阻抗中的改變，那么電路300將確定開關225被激活。類似地，如果振蕩發(fā)生器302處于35kHz并且檢測到阻抗改變，那么電路300將確定開關227被激活。
[0068]考慮到在電外科環(huán)境中存在的電噪聲的約束，通過使用充分不同以至于多按鈕激活感測電路能夠可靠地識別阻抗中的改變的其它諧振電路或裝置值，可以潛在地將任何數(shù)量的附加按鈕添加到電外科手持件。電外科過程實質上由向手術部位中的電弧放電構成，并產(chǎn)生在時間和幅度兩者上都相當大地變化的噪聲的寬頻譜。
[0069]諧振電路可以由電阻器、電感器和電容器的串聯(lián)或并聯(lián)組合構成，或者它可以是諧振裝置，諸如晶體、陶瓷諧振器或者類似的機電諧振部件。諧振頻率被選擇為使得容易地將諧振頻率與電外科功率頻率和/或可使用的任何功率調制頻率加以區(qū)別。
[0070]應當意識到，所示出和描述的各種特征是可互換的，即，在一個實施例中示出的特征可以合并到另一個實施例中。
[0071 ] 本領域技術人員將意識到，本文中呈現(xiàn)的框圖表示體現(xiàn)本公開原理的說明性電路的概念性視圖。類似地，將意識到，任何流程圖表、流程圖、狀態(tài)轉移圖、偽代碼等表示可基本上表示在計算機可讀介質中且因此由計算機或處理器執(zhí)行的各種過程，不論這樣的計算機或處理器是否被顯式地示出。
[0072]可以通過使用專用的硬件以及能夠與適當?shù)能浖嚓P聯(lián)地執(zhí)行軟件的硬件來提供在圖中示出的各種元件的功能。當由處理器提供時，該功能可以由單個專用處理器、單個共享處理器、或其中一些可被共享的多個個體處理器來提供。此外，術語“處理器”或“控制器”的顯式使用不應被理解為專門指代能夠執(zhí)行軟件的硬件，而是可以隱式地包括但不限于數(shù)字信號處理器(“DSP”)硬件、用于存儲軟件的只讀存儲器(“ROM”)、隨機存取存儲器(“RAM”)和非易失性儲存器。
[0073]還可以包括傳統(tǒng)和/或定制的其它硬件。類似地，在圖中示出的任何開關都僅是概念性的?？梢酝ㄟ^程序邏輯的操作、通過專用邏輯、通過程序控制和專用邏輯的交互、或者甚至手動地執(zhí)行它們的功能，特定的技術可由實施者如從上下文中更具體地理解的那樣選擇。
[0074]雖然已參考其特定的優(yōu)選實施例示出并描述了本公開，但是本領域技術人員將理解的是，在不脫離如由所附權利要求限定的本公開的精神和范圍的情況下，可以在本公開中做出形式和細節(jié)上的各種改變。
[0075]此外，雖然上述文本闡述了多個實施例的詳細描述，但是應當理解，本發(fā)明的法律范圍由本專利的結尾處闡述的權利要求的詞語限定。詳細描述應當被理解為僅是示例性的并且沒有將每個可能的實施例都進行描述，因為描述每個可能的實施例將是不現(xiàn)實的，如果不是不可能的話。使用目前的技術或者在本專利的提交日之后開發(fā)的技術，可以實施多個可替代實施例，其仍然將落入權利要求的范圍內(nèi)。
[0076]還應當理解的是，除非在本專利中使用句子“如本文中所使用的那樣，術語“—”在此被限定為意指……”或類似的句子明確地限定術語，不意圖明確地或通過暗示來限制該術語的含義，超越其明顯含義或普通含義，并且這樣的術語不應當被解釋為限制在基于本專利的任何部分(除了權利要求的語言)中做出的任何陳述的范圍內(nèi)。在本專利中以與單個含義相一致的方式提及在本專利的結尾處的權利要求中記載的任何術語的意義上，其僅為了清楚而進行以便不使讀者困惑，并且不意圖通過暗示或以其它方式將這樣的權利要求術語限制于該單個含義。 最后，除非通過記載詞語“裝置”和未記載任何結構的功能來限定權利要求元件，不意圖基于35 U.S.C.§ 112第6款的應用來解釋任何權利要求元件的范圍。
【權利要求】
1.一種電外科設備,包括: 外殼，具有延伸通過其的通道，所述外殼具有近端和遠端，所述遠端被配置為支撐電極； 至少四個開關，設置在所述外殼的表面上，被配置為由用戶選擇性地激活；和三條電線，連接在所述外殼和連接器之間，所述連接器被配置為在操作上耦合到電外科發(fā)生器，第一電線耦合到所述電極并被配置為從電外科發(fā)生器接收電外科能量，第二電線耦合到第一開關并被配置為生成第一激活信號，以及第三電線耦合到第二開關并被配置為生成第二激活信號， 其中，第三和第四開關經(jīng)由相應的無功切換元件耦合到第一電線和第二或第三電線，所述無功切換元件被配置為生成第三和第四激活信號。
2.如權利要求1所述的電外科設備，其中所述至少四個開關被配置為按鈕。
3.如權利要求1所述的電外科設備，其中所述相應的無功切換元件中的每一個被選擇為生成不同阻抗值。
4.如權利要求3所述的電外科設備，其中第一和第二激活信號中的每一個是短路信號。
5.如權利要求3所述 的電外科設備，其中所述相應的無功切換元件中的每一個是電阻器和電容器的并聯(lián)組合。
6.如權利要求3所述的電外科設備，其中所述相應的無功切換元件中的每一個是電阻器和電感器的串聯(lián)組合。
7.如權利要求3所述的電外科設備，其中所述相應的無功切換元件中的每一個是電阻器和電容器的串聯(lián)組合。
8.如權利要求3所述的電外科設備，其中所述相應的無功切換元件中的每一個是電阻器和電感器的并聯(lián)組合。
9.如權利要求3所述的電外科設備，其中所述相應的無功切換元件中的每一個是電容器。
10.如權利要求3所述的電外科設備，其中所述相應的無功切換元件中的每一個是電感器。
11.如權利要求1所述的電外科設備，其中所述連接器包括三管腳連接器。
12.如權利要求1所述的電外科設備，其中所述至少四個開關中的至少兩個開關耦合到單個船型按鈕。
13.—種電外科設備,包括: 電外科發(fā)生器，耦合到電源，被配置為生成電外科能量； 手持件，包括: 外殼，具有延伸通過其的通道，所述外殼具有近端和遠端，所述遠端被配置為支撐電極； 至少四個開關，設置在所述外殼的表面上，被配置為由用戶選擇性地激活；和三條電線，連接在所述外殼和連接器之間，所述連接器被配置為在操作上耦合到電外科發(fā)生器，第一電線耦合到所述電極并被配置為從電外科發(fā)生器接收電外科能量，第二電線耦合到第一開關并被配置為生成第一激活信號，以及第三電線耦合到第二開關并被配置為生成第二激活信號，其中第三和第四開關經(jīng)由相應的無功切換元件耦合到第一電線和第二或第三電線，所述無功切換元件被配置為生成第三和第四激活信號；以及 至少一個激活感測電路，被配置為在第一、第二、第三和第四激活信號之間進行區(qū)別并執(zhí)行對應的動作。
14.如權利要求13所述的電外科設備，其中所述至少一個激活感測電路包括振蕩發(fā)生器和至少一個晶體管，該振蕩發(fā)生器和至少一個晶體管被配置為充當用于無功切換元件的電壓源或電流源。
15.如權利要求14所述的電外科設備，其中振蕩發(fā)生器的頻率不同于電外科發(fā)生器的操作頻率。
16.如權利要求13所述的電外科設備，其中所述相應的無功切換元件中的每一個被選擇為生成不同阻抗值。
17.如權利要求16所述的電外科設備，其中第一和第二激活信號中的每一個是短路信號。
18.如權利要求17所述的電外科設備，其中所述至少一個激活感測電路包括用于將第三和第四激活信號中的每一個與預定值相比較的比較器。
19.如權利要求17所述的電外科設備，其中所述至少一個激活感測電路將第三和第四激活信號轉換成相應的脈沖寬度調制PWM信號。
20.—種電外科設備,包括: 電外科發(fā)生器，耦合到電源，被配置為生成電外科能量； 手持件，包括: 外殼，具有延伸通過其的通道，所述外殼具有近端和遠端，所述遠端被配置為支撐電極； 至少四個開關，設置在所述外殼的表面上，被配置為由用戶選擇性地激活；和三條電線，連接在所述外殼和連接器之間，所述連接器被配置為在操作上耦合到電外科發(fā)生器，第一電線耦合到所述電極并被配置為從電外科發(fā)生器接收電外科能量，第二電線耦合到第一開關并被配置為生成第一激活信號，以及第三電線耦合到第二開關并被配置為生成第二激活信號，其中第三和第四開關經(jīng)由相應的諧振電路耦合到第一電線和第二或第三電線，所述諧振電路被配置為生成第三和第四激活信號；以及 至少一個激活感測電路，被配置為在第一、第二、第三和第四激活信號之間進行區(qū)別并執(zhí)行對應的動作。
21.如權利要求20所述的電外科設備，其中所述至少一個激活感測電路包括振蕩發(fā)生器和至少一個晶體管，該振蕩發(fā)生器和至少一個晶體管被配置為充當用于所述諧振電路的電壓源或電流源。
22.如權利要求21所述的電外科設備，其中針對不同的頻率配置每個相應的諧振電路。
23.如權利要求22所述的電外科設備，其中所述振蕩發(fā)生器是被配置為掃描通過預定頻率范圍的可變頻率振蕩發(fā)生器，其中所述預定頻率范圍包括所述相應的諧振電路的頻率。
【文檔編號】A61B18/12GK104042325SQ201310539627
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年11月5日 優(yōu)先權日:2013年3月13日
【發(fā)明者】N.D.希列夫, G.A.科涅斯基 申請人:博為醫(yī)療公司