JPH0451176B2 - - Google Patents

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JPH0451176B2
JPH0451176B2 JP59175806A JP17580684A JPH0451176B2 JP H0451176 B2 JPH0451176 B2 JP H0451176B2 JP 59175806 A JP59175806 A JP 59175806A JP 17580684 A JP17580684 A JP 17580684A JP H0451176 B2 JPH0451176 B2 JP H0451176B2
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JP
Japan
Prior art keywords
load
generator
correction factor
power
nax
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP59175806A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6072544A (en
Inventor
Uerunaa Harisu Furanku
Maasharu Haretsuto Za Saado Furederitsuku
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valleylab Inc
Original Assignee
Valleylab Inc
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Publication date
Application filed by Valleylab Inc filed Critical Valleylab Inc
Publication of JPS6072544A publication Critical patent/JPS6072544A/en
Publication of JPH0451176B2 publication Critical patent/JPH0451176B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、電気外科用ゼネレータに関し、特に
その出力レベルを制御するための手段を含むゼネ
レータに関する。本発明は、更に、双極子の鉗子
またはハンドピースを備えた如きゼネレータの使
用に関する。
TECHNICAL FIELD This invention relates to electrosurgical generators, and more particularly to a generator including means for controlling its output level. The invention further relates to the use of such generators with dipole forceps or handpieces.

双極子の電気外科とは、単極子の電気外科にお
いて使用される如き単一の小型の活性電極および
大型の戻り電極の代りに、電気外科作用電流を生
じる2つの小さな電極を備えたハンドピースの使
用に関する。
Bipolar electrosurgery refers to the use of a handpiece with two small electrodes that produce an electrosurgical current, instead of a single small active electrode and large return electrode as used in monopole electrosurgery. Regarding use.

背景技術 単極子に勝る双極子の電気外科の長所は下記の
如くである。即ち、 (1) 少ない組織の破壊に直結する比較的低い電力
レベルの使用 (2) 破壊される組織が双極子の電極間に配置され
る組織のみであり、その結果交互の部位におけ
る火傷の危険がほとんどないこと (3) 加えられる電圧を非常に低くすることができ
ること。このため、電極における火花による組
織の火傷および傷跡を防止すること。
Background Art The advantages of dipole electrosurgery over monopole electrosurgery are as follows. (1) the use of relatively low power levels, which directly leads to the destruction of less tissue; and (2) the only tissue that is destroyed is that located between the electrodes of the dipole, resulting in the risk of burns at alternating sites. (3) The applied voltage can be made very low. Therefore, to prevent tissue burns and scarring due to sparks at the electrodes.

双極子の電気外科は、過度の熱または火花によ
つて繊細な組織が容易に破壊され得る眼および脳
に対する外科的処置において広く用いられてい
る。
Bipolar electrosurgery is widely used in surgical procedures on the eye and brain where delicate tissues can be easily destroyed by excessive heat or sparks.

双極子の電気外科の効果の改善を試みるため、
脱水状態における組織のインピーダンスの変化に
ついて研究がなされてきた。その結果2つの脱水
の相があることが判つた。第1の相は、電気外科
作用電流が加えられると直ちに生じる。組織の温
度が上昇し、細胞壁が破壊され、組織のインピー
ダンスは減少を呈する。温度は上昇し続け、水分
が蒸気として消失する。組織が乾燥するに伴い、
抵抗が増加する。出力電圧は抵抗の増加と共にや
や上昇し、この時点で火花、鉗子の過度の温度上
昇、または鉗子の組織に対する膠着が生じる。
To try to improve the effectiveness of dipole electrosurgery,
Studies have been conducted on changes in tissue impedance during dehydration. As a result, it was found that there were two dehydration phases. The first phase occurs immediately upon application of electrosurgical current. Tissue temperature increases, cell walls are destroyed, and tissue impedance exhibits a decrease. The temperature continues to rise and the moisture is lost as steam. As the tissue dries,
resistance increases. The output voltage rises slightly with increasing resistance, at which point sparks, excessive temperature rise of the forceps, or sticking of the forceps to tissue occurs.

発明の概要 従つて、本発明の主な目的は、電力が脱水相の
終りに向けて減衰するように、インピーダンスの
増加と共にその電力が急速に減少する改善された
電気外科用ゼネレータの提供にある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the main object of the present invention is to provide an improved electrosurgical generator whose power decreases rapidly with increasing impedance so that the power decays towards the end of the dehydration phase. .

本発明の別の目的は、組織のインピーダンスの
2乗の逆数として電力が減少する上記の形式の改
善されたゼネレータの提供にある。
Another object of the present invention is to provide an improved generator of the above type in which the power decreases as the inverse of the square of the tissue impedance.

本発明の他の目的は、双極子の電気外科におい
て使用される上記の形式の改善されたゼネレータ
の提供にある。
Another object of the invention is to provide an improved generator of the above type for use in dipole electrosurgery.

また、本発明の主な目的は、電力が脱水相の終
りに向けて減衰するように、インピーダンスの増
加と共にその電力が急速に減少する改善された電
気外科用ゼネレータの提供にある。
It is also a primary object of the present invention to provide an improved electrosurgical generator whose power decreases rapidly with increasing impedance so that the power decays towards the end of the dehydration phase.

他の目的は、予め定めた値より高いインピーダ
ンスに対して2つの異なる操作モードの内一方が
選択できる上記の形式の改善されたゼネレータの
提供にある。
Another object is to provide an improved generator of the above type in which one of two different operating modes can be selected for impedances higher than a predetermined value.

本発明の他の目的は、選択されたモードの一方
が一定の電圧特性を提供し、上記の特性の他方に
おいて電力が負荷のインピーダンスの2乗で減少
させられる上記の形式のゼネレータの提供にあ
る。
Another object of the invention is to provide a generator of the above type in which one of the selected modes provides a constant voltage characteristic and in the other of said characteristics the power is reduced by the square of the impedance of the load. .

本発明の他の目的は、異なる負荷のインピーダ
ンス範囲に対して要求される電力を計算し、この
計算された要求電力に実際の出力を一致させる回
路を含む上記の形式のゼネレータの提供にある。
Another object of the invention is to provide a generator of the above type which includes a circuit for calculating the required power for different load impedance ranges and matching the actual output to this calculated required power.

本発明の他の目的および利点については、図面
と共に以下の記述および頭書の特許請求の範囲を
照合すれば明らかになるであろう。
Other objects and advantages of the invention will become apparent from the following description and appended claims when considered in conjunction with the drawings.

米国特許第3946487号、同第3980085号、同第
4188927号、および同第4092986号は、負荷のイン
ピーダンスの増加に従つて出力電流を減少させる
装置を開示している。特に、これら米国特許は、
これにより負荷のインピーダンスの増加と共に電
流が減少する一定の電圧出力を使用することを教
示している。しかし、これらの米国特許において
は、出力が負荷のインピーダンスの2乗の逆数で
変化する開示内容はない。一般に、出力電力が上
記の米国特許における一定の電圧出力をもたらす
ものよりも実質的に大きい割合で減少させられる
開示内容はない。
U.S. Patent No. 3946487, U.S. Patent No. 3980085, U.S. Patent No.
No. 4,188,927 and No. 4,092,986 disclose devices that reduce the output current as the impedance of the load increases. In particular, these U.S. patents
This teaches the use of a constant voltage output where the current decreases as the impedance of the load increases. However, these US patents do not disclose that the output changes with the reciprocal of the square of the impedance of the load. Generally, there is no disclosure in which the output power is reduced at a substantially greater rate than that resulting in constant voltage output in the above-mentioned US patent.

好適な実施例の説明 類似の部分は同じ照合番号を付した図面に照し
て説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Similar parts will be described with reference to the drawings bearing the same reference numbers.

第1図においては、本発明による例示の電気外
科用ゼネレータが、調整されたスイツチング電源
10と、調整されないDC電圧ソース11と、無
線周波数(RF)ゼネレータ12と、電圧および
電流センサ14と、マイクロプロセツサ制御装置
16と、公称電力インジケータ18と、足踏みス
イツチ20とを含んでいる。電気外科用電流は、
前記ゼネレータから患者24と接触状態で略図的
に示される鉗子22に対して与えられる。
In FIG. 1, an exemplary electrosurgical generator according to the present invention includes a regulated switching power supply 10, an unregulated DC voltage source 11, a radio frequency (RF) generator 12, a voltage and current sensor 14, and a microelectrosurgical generator. It includes a processor controller 16, a nominal power indicator 18, and a foot switch 20. Electrosurgical current is
From said generator is provided a forceps 22 , which is schematically shown in contact with a patient 24 .

負荷に対して加えられる電力は、DC電源10
からの電圧と負荷のインピーダンスの関数であ
る。以下において更に詳細に記述するように、セ
ンサ14は、それぞれライン15,17上を制御
装置16に対して加えられる負荷電圧および電流
に比例する検出信号を生じる。この制御装置は、
検出信号を計数化して、負荷のインピーダンスお
よび負荷に対して送られる実際の電力を計算す
る。
The power applied to the load is DC power supply 10
is a function of the voltage from and the impedance of the load. As will be described in more detail below, the sensor 14 produces a detection signal that is proportional to the load voltage and current applied to the controller 16 on lines 15 and 17, respectively. This control device is
The sensed signal is quantified to calculate the impedance of the load and the actual power delivered to the load.

計算された負荷のインピーダンスおよび18に
おけるオペレータにより選択される公称電力の関
数である必要な負荷電力もまた計算される。50ワ
ツトの公称電力に対する必要な負荷電力のグラフ
が第2図に示されている。
The required load power, which is a function of the calculated load impedance and the nominal power selected by the operator at 18, is also calculated. A graph of the required load power for a nominal power of 50 watts is shown in FIG.

一般に70Ωより小さな低い負荷インピーダンス
において、計算された要求電力が無線周波数の出
力の組織の破壊または過熱を防止するため減少さ
せられる。特に、電源10に対するライン19上
に与えられる制御電圧は、この低い値のインピー
ダンス範囲内で負荷電流を一定に維持するように
出力電力を制御する。約70乃至100Ωにわたる中
間の範囲内において、計算された要求電力が選択
された公称電力において一定に保持される。
At low load impedances, typically less than 70Ω, the calculated power requirements are reduced to prevent tissue destruction or overheating of the radio frequency output. In particular, the control voltage provided on line 19 to power supply 10 controls the output power to maintain constant load current within this low value impedance range. Within an intermediate range ranging from approximately 70 to 100 ohms, the calculated power requirement is held constant at the selected nominal power.

100Ω以上のインピーダンスにおいては、2つ
の運転モードの内の一方をオペレータが選定する
ことができる。第2図に示されるように、計算さ
れた要求電力が電圧を一定に維持しながらこれら
のモードの最初において減少させられるが、この
効果は公知のゼネレータのそれに類似している。
第2のモードにおいては、計算された要求電力
が、電圧が一定に保持される時に生じるものより
も実質的に大きな割合で減少させられる。計算さ
れた要求電力は、第2のモードにおいて負荷イン
ピーダンスの2乗で減少されることが望ましい。
このように、例えば、200Ωのインピーダンスを
有するある負荷に対する計算された要求電力は、
100Ωの負荷のインピーダンスに対して必要とさ
れるものの四分の一となる。例えば第2の運転モ
ードにおいてインピーダンスが約800Ωまで増加
されると、このレベルにおいては電力のレベルが
非実際的に小さくなることがあるため、一定の電
圧特性を構成することができる。
For impedances greater than 100Ω, the operator can select one of two operating modes. As shown in FIG. 2, the calculated power requirement is reduced at the beginning of these modes while keeping the voltage constant, but this effect is similar to that of known generators.
In the second mode, the calculated power requirement is reduced at a substantially greater rate than would occur when the voltage was held constant. Preferably, the calculated power requirement is reduced by the square of the load impedance in the second mode.
Thus, for example, the calculated power requirement for a certain load with an impedance of 200Ω is
This is one quarter of what is needed for a 100Ω load impedance. For example, if the impedance is increased to about 800 Ω in the second mode of operation, a constant voltage characteristic can be configured, since at this level the level of power may be impractically small.

要求の電力がある公称電力および負荷のインピ
ーダンスの範囲に対して計算された後、要求の電
力に実際の電力を整合させるため適正な量だけラ
イン19に対して加えられる制御電圧を調整する
ように、要求電力と実際の電力間で比較が有効に
行なわれる。
After the requested power is calculated for a range of nominal power and load impedance, the control voltage applied to line 19 is adjusted by the appropriate amount to match the actual power to the requested power. , a comparison is effectively made between the requested power and the actual power.

組織の接触量の差、組織の加温等により、負荷
のインピーダンスは電気外科処置の間に連続的に
変化する。従つて、マイクロプロセツサの制御装
置16は、足踏みスイツチ20または双極子の手
操作スイツチ(図示せず)が閉路される限り、
略々20ミリ秒毎に測定、計算および補正の過程を
反復する。
Due to differences in the amount of tissue contact, tissue heating, etc., the impedance of the load changes continuously during the electrosurgical procedure. Therefore, the microprocessor controller 16 will operate as long as the foot switch 20 or dipole hand switch (not shown) is closed.
The measurement, calculation and correction process is repeated approximately every 20 milliseconds.

次に、マイクロプロセツサは単一チツプ型マイ
クロプロセツサの8048シリーズの1つである
INTEL8039でよく、プログラムがINTEL2716型
プログラム可能メモリーにおいて格納することが
できるマイクロプロセツサ制御装置16により実
行されるプログラムの全体的なフロー・チヤート
である第3図を参照されたい。ある初期化ルーチ
ン(図示せず)の後、プログラム制御が、あるパ
ラメータを計算しかつある機能を開始するルーチ
ンCOLDST26(コールドスタート)に対して送ら
れる。プログラムは最初に、オペレータにより選
択されるある公称電力に対して70Ωで生じる筈の
その時の値であるInaxを計算する。例えば、もし
オペレータが70ワツトの公称電力を選択するなら
ば、70Ωの負荷に対して送られる電流は1アンペ
アとなり、このためInaxの値はこの場合1アンペ
アとなる。オペレータにとつて使用可能な公称電
力の範囲は、一般に0乃至70ワツトの範囲にわた
る。オペレータにより選択される公称電力はPnax
と呼ばれ、70乃至100Ωにわたる中間の範囲のイ
ンピーダンスにおいて生じる。最大電力は70乃至
100Ωの範囲にわたつて生じ、またこの範囲内で
生じる最も大きな電流は70Ωにおいて生じるた
め、Inaxは前述の如く70Ωで計算される。一般に、
Inax=(Pnax/70)1/2となる(但し、Pnaxはオペレ
ータにより選択される公称電力と等しく、70は
70Ωの負荷と対応する)。
Next, the microprocessor is one of the 8048 series of single-chip microprocessors.
Please refer to FIG. 3, which is a general flow chart of a program executed by the microprocessor controller 16, which may be an INTEL 8039 and the program may be stored in an INTEL 2716 type programmable memory. After an initialization routine (not shown), program control is passed to routine COLDST26 (cold start), which calculates certain parameters and starts certain functions. The program first calculates I nax , the current value that would occur at 70Ω for some nominal power selected by the operator. For example, if the operator selects a nominal power of 70 watts, the current delivered into a 70 ohm load will be 1 amp, so the value of Inax will be 1 amp in this case. The range of nominal power available to the operator generally ranges from 0 to 70 watts. The nominal power selected by the operator is P nax
, and occurs in the intermediate range of impedances ranging from 70 to 100 ohms. Maximum power is 70~
Since it occurs over a range of 100Ω, and the largest current that occurs within this range occurs at 70Ω, I nax is calculated at 70Ω as described above. in general,
I nax = (P nax /70) 1/2 , where P nax is equal to the nominal power selected by the operator and 70 is
corresponding to a 70Ω load).

COLDSTはまた、下記のように初期のパラメ
ータVnaxを計算する。オペレータは25ワツトの
公称電力を選択するものとする。この電力値に対
する100Ωの負荷の生ずる電圧は値Vnaxと対応し、
このためこの場合にはVnaxが60ボルトとなる。
上記の如く、Pnaxは70乃至100Ωの範囲にわたつ
て生じる。更に、最大電力は100Ωの負荷におい
て生じる。従つて、Vnaxは下記のように計算さ
れる。一般には、 Vnax=(100Pnax1/2=10(Pnax1/2 VnaxおよびInaxの計算の後、COLDSTは電源
10に対するライン19上に小さな制御電圧
AFBを加えて、RFゼネレータ12をONにする。
COLDSTはこの時、制御ルーチンGETP28お
よびCNTLP30に移す制御を移す前にRF出力
を安定状態にさせるため約0.01秒間待機する。
GETPWRは、ライン15に生じる負荷電圧信号
VSENとライン17に生じる負荷電流信号Iseoを検
出する。負荷電力PLOADはVSENISENとして計算され
る。更に、負荷のインピーダンスZLOADはVSEN
ISENとして計算される。負荷のインピーダンスが
生じるインピーダンス範囲についても決定が行な
われる。このように、もし負荷のインピーダンス
範囲が70Ωよりも小さければ第1のインピーダン
ス範囲フラツグ(図示せず)がセツトされ、負荷
のインピーダンス範囲が70と100Ωの間にあれば
第2のフラツグがセツトされ、100Ω以上であれ
ば第3のフラツグがセツトされる。インピーダン
ス範囲の選定においてはかなりの大きさの公差が
与えられ、例えば60乃至115Ωにわたり得ること
が理解されよう。
COLDST also calculates the initial parameter V nax as follows. The operator shall select a nominal power of 25 watts. The resulting voltage of a 100Ω load for this power value corresponds to the value V nax ,
Therefore, in this case, V nax is 60 volts.
As mentioned above, P nax occurs over a range of 70 to 100 ohms. Additionally, maximum power occurs at a 100Ω load. Therefore, V nax is calculated as follows. In general, V nax = (100P nax ) 1/2 = 10(P nax ) 1/2 After calculation of V nax and I nax , COLDST is a small control voltage on line 19 to power supply 10.
Add AFB and turn on RF generator 12.
COLDST then waits approximately 0.01 seconds to allow the RF output to stabilize before passing control to control routines GETP 28 and CNTLP 30.
GETPWR is the load voltage signal present on line 15
Detecting V SEN and the load current signal I seo occurring on line 17. Load power P LOAD is calculated as V SEN I SEN . Furthermore, the load impedance Z LOAD is V SEN /
Calculated as I SEN . A determination is also made about the impedance range over which the impedance of the load occurs. Thus, a first impedance range flag (not shown) is set if the load impedance range is less than 70Ω, and a second flag is set if the load impedance range is between 70 and 100Ω. , 100Ω or more, the third flag is set. It will be appreciated that a considerable amount of tolerance is provided in the selection of the impedance range, which can span, for example, from 60 to 115 ohms.

上記の如く、高いインピーダンス範囲において
はオペレータは2つの異なるモードの内一方を選
択することができる。選択されたモードに従つ
て、更に別のフラツグがCOLDSTによりセツト
されて選択されたモードを表示する。ルーチン
CNTLPが上記のフラツグを検査して、下記のど
のアルゴリズムが実行されるべきかを判定する。
これらのアルゴリズムは、第3図から判る通り
LOZ32、MIDZ36、ZOL38およびHIZR2
40である。これらのアルゴリズムの全ては最終
的にはルーチンAFBADJ34に移す制御を移す。
これらのルーチンについては、次に個々に論述す
ることにする。
As mentioned above, in the high impedance range the operator can select one of two different modes. Depending on the selected mode, further flags are set by COLDST to indicate the selected mode. routine
CNTLP examines the above flags to determine which algorithm below should be executed.
These algorithms are as shown in Figure 3.
LOZ32, MIDZ36, ZOL38 and HIZR2
It is 40. All of these algorithms ultimately transfer control to routine AFBADJ34.
These routines will be discussed individually next.

負荷のインピーダンスが40Ωとして測定される
ものとすれば、CNTLPは制御をLOZ32へ送
る。低いインピーダンス範囲に対して前に述べた
一定の電流特性を構成することになる補正因数が
計算される。特に、もしISEN=1.2アンペアであり
かつInax=1アンペアであるならば、補正因数は
Inax/ISENとして計算される。このため、計算さ
れた因数は1.0/1.2に等しい。補正因数の計算の
後、制御はAFBADJ34に送られ、これが計算
された補正因数に基く制御電圧AFBを増減する。
このため、もしAFBの値が10ボルトであれば、
これは補正因数1.0/1.2だけ減少させられること
になる。このように、電流は低いインピーダンス
範囲にわたり値Inax(1.0アンペア)において一定
に維持される。本例においては、値ISENが値Inax
を超えることに注目されたい。ISENがInaxを超え
たかどうかに拘らず、補正因数はLOZルーチン
により低い全インピーダンス範囲にわたりInax
ISENとして計算される。
Assuming the load impedance is measured as 40Ω, CNTLP sends control to LOZ32. A correction factor is calculated which will constitute the constant current characteristic described above for the low impedance range. In particular, if I SEN = 1.2 amps and I nax = 1 amp, then the correction factor is
Calculated as I nax /I SEN . Therefore, the calculated factor is equal to 1.0/1.2. After calculating the correction factor, control is passed to AFBADJ 34, which increases or decreases the control voltage AFB based on the calculated correction factor.
Therefore, if the value of AFB is 10 volts,
This will be reduced by a correction factor of 1.0/1.2. In this way, the current remains constant at the value I nax (1.0 amps) over the low impedance range. In this example, the value I SEN is the value I nax
I would like to draw your attention to the fact that it exceeds the above. Regardless of whether I SEN exceeds I nax , the correction factor is set to I nax / over the entire lower impedance range by the LOZ routine.
Calculated as I SEN .

補正された制御電圧がライン19に介して電源
10に与えられた後、オペレータが依然としてゼ
ネレータをして電気外科作用電力を鉗子に対して
与えることができるかどうかを判定するため試験
が行なわれる。この試験は42において行なわれ
る。もしゼネレータがこのため付勢されるなら
ば、制御はGETPWRへ戻される。GETPWRか
らAFBADJへのルーチンの実行はほとんどの場
合約20ミリ秒を要し、このため、負荷に対して送
られる電力は常に検出された負荷の条件に従つて
調整されつつある。もしこれ以上付勢状態がなけ
れば、このルーチンは初期化モードに戻り、ここ
で出力が遮断され、次の付勢状態を待機しながら
ある自己試験ルーチンが実行される。この特性に
ついては、第3図のフロー・チヤートには示され
ていない。
After the corrected control voltage is applied to power supply 10 via line 19, a test is performed to determine whether the operator can still operate the generator to provide electrosurgical power to the forceps. This test is performed at 42. If the generator is energized for this purpose, control is returned to GETPWR. Execution of the GETPWR to AFBADJ routine takes approximately 20 milliseconds in most cases, so the power delivered to the load is constantly being adjusted according to the detected load conditions. If there are no more energization conditions, the routine returns to the initialization mode where the output is shut off and some self-test routine is performed while waiting for the next energization condition. This characteristic is not shown in the flow chart of FIG.

上記の如く、組織のインピーダンスは乾燥状態
が進行するに伴つて増加しようとする傾向を有す
る。従つて、GETPWRルーチンにより測定され
る次の負荷は80Ωであるものとする。MIDZフラ
ツグがセツトされ、負荷電力が計算され、ルーチ
ンCNTLPが再び付勢状態のフラツグを決定して
制御をMIDZルーチン36へ送る。ここで、補正
因数は数式(Pnax/PLOAD1/2に従つて計算され
る。但しPnaxはオペレータにより選択された公称
電力と等しく、GETPWRにおいて計算される如
くPLOAD=VSENISENとなる。このため、もし実際の
負荷電力であるPLOADが60ワツトであり公称電力
Pnaxが70ワツトであれば、計算された補正因数は
(7/6)1/2となる。この補正因数が一旦決定される
と、制御はAFBADJルーチン34に送られ、こ
こで補正因数はライン19に対して与えられる制
御電圧AFBの前の値により乗算される。制御電
圧の調整およびライン19に対する付加は、
LOZルーチンについて前に述べたと同じ方法で
実行される。
As mentioned above, tissue impedance tends to increase as the dry state progresses. Therefore, assume that the next load measured by the GETPWR routine is 80Ω. The MIDZ flag is set, the load power is calculated, and routine CNTLP again determines the energized flag and passes control to the MIDZ routine 36. Here, the correction factor is calculated according to the formula (P nax /P LOAD ) 1/2 . where P nax is equal to the nominal power selected by the operator, and P LOAD =V SEN I SEN as calculated in GETPWR. Therefore, if the actual load power P LOAD is 60 watts and the nominal power
If P nax is 70 watts, the calculated correction factor is (7/6) 1/2 . Once this correction factor is determined, control is passed to the AFBADJ routine 34 where the correction factor is multiplied by the previous value of the control voltage AFB applied to line 19. Adjustment of the control voltage and addition to line 19 is
It is performed in the same manner as previously described for the LOZ routine.

更に時間が経過すると、インピーダンスは増加
し続ける。このため、乾燥モードが依然としてオ
ペレータにより許容されるものとすると、制御は
GETPWRおよびCNTLPに対して戻される。更
に、オペレータが高い範囲のインピーダンスに対
してモード1を選択したものとすれば、CNTLP
30は適当なフラツグの検出の後、制御をZOL
38に移すことになる。もしGETPWRにより計
算されたインピーダンスがこの時200Ωであるな
らば、これに対して与えられる電力は第2図に関
して前に述べた如く一定の電圧特性を有すること
になる。特に、一定の電圧はCOLDSTルーチン
により計算される如くVnaxとなる。この一定電
圧特性を構成するため、ZOLは式Vnax/VSEN
より決定される補正因数を計算する。但し、VSEN
はGETPWRにより検出される負荷電圧と等し
い。もし検出された電圧が70ボルトでありVnax
が50ボルトであれば、補正因数は5/7となる。
AFBADJはLOZおよびMIDZについて前に述べ
たと同じ方法でこの補正因数を用いて、ライン1
9に対して与えられる制御電圧を調整する。
As more time passes, the impedance continues to increase. Therefore, assuming the drying mode is still acceptable to the operator, the control
Returned for GETPWR and CNTLP. Furthermore, assuming that the operator selects mode 1 for a high range of impedances, CNTLP
30 turns the control to ZOL after detecting a suitable flag.
It will be moved to 38. If the impedance calculated by GETPWR is now 200Ω, the power applied to it will have a constant voltage characteristic as described above with respect to FIG. In particular, the constant voltage will be V nax as calculated by the COLDST routine. To configure this constant voltage characteristic, ZOL calculates a correction factor determined by the formula V nax /V SEN . However, V SEN
is equal to the load voltage sensed by GETPWR. If the detected voltage is 70 volts and V nax
If is 50 volts, the correction factor is 5/7.
AFBADJ uses this correction factor in the same way as described previously for LOZ and MIDZ to
Adjust the control voltage given to 9.

もしオペレータがモード2を選択したならば、
この状態は、インピーダンスがこの時高いインピ
ーダンス範囲内にあるという事実と共に、
CNTLPによつて検出されることになる。Pnax
50ワツトでありPLOAD=60ワツトである間、この
時のインピーダンスが200Ωであるものとする。
補正因数は、PnaxのときのインピーダンスをZnax
(第2図に示されたように、Znax=100Ω)とする
と、(Z2 nax・Pnax/Z2 LOAD・PLOAD1/2)として計算
される。このため、上記の事例においては、この
因数は、(10000×50/40000×60)1/2=(5/24)1/2
に等しい。再び、補正の計算の後、制御は
AFBADJに送られてライン19の制御電圧を調
整する。明細書に対して参考書類として添付され
ているのは、第3図のフロー・チヤートに関する
プログラム・リストであるが、ここでこのリスト
もまた種々の初期化、試験およびエラーのプログ
ラムを含むものである。
If the operator selects mode 2,
This condition, along with the fact that the impedance is now in the high impedance range,
It will be detected by CNTLP. P nax
Assume that the impedance at this time is 200 Ω while the current is 50 watts and P LOAD = 60 watts.
The correction factor is the impedance when P nax is Z nax
(As shown in FIG. 2, when Z nax =100Ω), it is calculated as (Z 2 nax ·P nax /Z 2 LOAD ·P LOAD ) 1/2 ). Therefore, in the above case, this factor is (10000×50/40000×60) 1/2 = (5/24) 1/2
be equivalent to. Again, after computation of corrections, the control is
Sent to AFBADJ to adjust the control voltage on line 19. Attached by reference to the specification is a program list for the flow chart of FIG. 3, which also includes various initialization, test and error programs.

次に、第1図のスイツチング電源10、高周波
ゼネレータ12および電流センサ14の概略図で
ある第4a図および第4b図について述べよう。
前記スイツチング電源は、Silicon General社製
の標準的なスイツチング電源回路44を含む。残
りの本発明の集積回路もまた、Silicon General
および他のこのような企業の製品である。スイツ
チング電源は従来周知の形態のものであり、スイ
ツチング・トランジスタ46および誘導子47、
および調整された高電圧をゼネレータ12の出力
トランジスタ52に対して与える出力ライン48
を含んでいる。ライン48に対して加えられる給
電電圧はターミナル50から得られるが、この電
圧は一般に約100ボルトである。ターミナル50
における電圧はスイツチング・トランジスタ4
6、誘導子47およびコンデンサ49によつて調
整されるが、この場合特にトランジスタ46の遮
断時間が長ければ長い程ライン48に対して与え
られるDC電圧の大きさは小さくなる。ライン4
8の電圧に比例する電圧DC SENSEは、抵抗5
4,56からなる分圧器を介して回路44のター
ミナル2に対して加えられる。この電圧は、ライ
ン19上のAFBと比較されてこれに追従する。
Next, FIGS. 4a and 4b, which are schematic diagrams of the switching power supply 10, high frequency generator 12, and current sensor 14 shown in FIG. 1, will be described.
The switching power supply includes a standard switching power supply circuit 44 manufactured by Silicon General. The remaining integrated circuits of the invention are also manufactured by Silicon General
and other such companies' products. The switching power supply is of conventionally well known form and includes a switching transistor 46 and an inductor 47;
and an output line 48 that provides a regulated high voltage to the output transistor 52 of the generator 12.
Contains. The supply voltage applied to line 48 is obtained from terminal 50 and is typically about 100 volts. terminal 50
The voltage at switching transistor 4
6, an inductor 47 and a capacitor 49, in particular the longer the cut-off time of transistor 46, the smaller the magnitude of the DC voltage applied to line 48. line 4
The voltage DC SENSE proportional to the voltage at resistor 5
4,56 to terminal 2 of circuit 44. This voltage is compared to and follows AFB on line 19.

回路44からトランジスタ58,60を介して
スイツチング・トランジスタ46に対しON/
OFFパルスが与えられる。これらパルスの反復
速度は、回路44のRTおよびCTに対して接続さ
れた抵抗62およびコンデンサ64によつて決定
される。これらパルスの幅、従つてトランジスタ
46のON/OFF時間は、AFBとDCSENSE間の
差の関数である。このため、このように、脱水手
順においてインピーダンスが変化するに従つて、
電源電圧はAFBに追従する。
ON/OFF from circuit 44 to switching transistor 46 via transistors 58 and 60
An OFF pulse is given. The repetition rate of these pulses is determined by resistor 62 and capacitor 64 connected to R T and C T of circuit 44. The width of these pulses, and thus the ON/OFF time of transistor 46, is a function of the difference between AFB and DCSENSE. Therefore, as the impedance changes in the dehydration procedure,
Power supply voltage follows AFB.

出力電力はライン66,68を介して負荷に対
し送られ、このラインは更に出力変成器70に対
して接続されている。ゼネレータ12は、ターミ
ナル72に対して与えられる750KHzの信号によ
り付勢され、ここで前記信号は増巾され、出力ト
ランジスタ52に対して加えられ、このトランジ
スタは更に変成器70の一次側巻線74を付勢す
る。
Output power is delivered to the load via lines 66 and 68, which are further connected to an output transformer 70. Generator 12 is energized by a 750 KHz signal applied to terminal 72, where the signal is amplified and applied to output transistor 52, which in turn connects primary winding 74 of transformer 70. energize.

負荷電流が変成器76において検出され、78
で示される変換回路によつて電流を表わす電圧に
変換される。この電圧はマイクロプロセツサ16
の信号ISENとしてライン17上に加えられる。更
に、負荷電圧を表わす電圧が変成器70の巻線8
0から得られる。この信号は、信号変換回路82
によつて変換されてライン19上に負荷電圧VSEN
を生じる。
Load current is sensed at transformer 76 and 78
is converted into a voltage representing a current by a conversion circuit shown in . This voltage is applied to the microprocessor 16
is applied on line 17 as a signal I SEN . Additionally, a voltage representative of the load voltage is applied to winding 8 of transformer 70.
Obtained from 0. This signal is transmitted to the signal conversion circuit 82
The load voltage V SEN on line 19 is converted by
occurs.

他に指定のない限り抵抗に対して与えられる値
はΩでありキヤパシタンスの値はマイクロフアラ
ツドであるが、これらの値は本発明の実施態様の
例示である。
The values given for resistance are in ohms and the values for capacitance are in microfarads, unless otherwise specified, and these values are exemplary of embodiments of the invention.

本発明の全体的な作用は、非常に小さなヒー
ト・シンクが熱の放散のため必要となる如きもの
であり、このためトランジスタ52に対して接続
された3〜4ワツトのシンクが適当であり、この
ようなシンクは非常に小さな値であることが伴る
であろう。これは、増巾器が100Ωの負荷と実質
的に整合し、かつこの値の付近の極く限られたイ
ンピーダンス範囲が負荷に対して与えられる最大
値であるという事実によるものである。
The overall operation of the invention is such that a very small heat sink is required for heat dissipation, so a 3-4 watt sink connected to transistor 52 is suitable; Such a sink would involve very small values. This is due to the fact that the amplifier is substantially matched to a load of 100 ohms, and a very limited impedance range around this value is the maximum value provided for the load.

負荷インピーダンスを100Ωから実質的に減少
させると、電力が前述の如く第2図に示されるよ
うに低下させられる。増巾器が整合されるインピ
ーダンスから減少されたインピーダンスにおいて
実質的な電力を生成する必要はない。従つて、
100Ωから除去されたインピーダンスにおいてさ
え、少量の電力しか関与せず、このため上記の小
さなヒート・シンクがこのような比較的小さな電
力に対して適当なものとなる。
Substantially reducing the load impedance from 100 ohms will cause the power to drop as described above and shown in FIG. 2. There is no need for the amplifier to generate substantial power at a reduced impedance from the matched impedance. Therefore,
Even at impedances removed from 100 ohms, only a small amount of power is involved, which makes the small heat sink described above adequate for such relatively small powers.

本発明の実施態様の上記の詳細な記述は単に例
示であることを理解すべきである。このため、例
えば、上記の原理もまた単極子の電気外科に対し
ても適用可能である。頭書の特許請求の範囲に記
載された如き本発明の主旨および範囲から逸脱す
ることなく、種々の構造および構成の細部を変更
することができるものである。
It is to be understood that the above detailed description of embodiments of the invention is merely exemplary. Thus, for example, the principles described above are also applicable to monopole electrosurgery. Various changes may be made in construction and construction details without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the following claims.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による例示的な電気外科用ゼネ
レータを示すブロツク図、第2図は本発明のゼネ
レータの異なる運転モードを示すグラフ、第3図
は第1図のマイクロプロセツサの制御装置により
実行されかつこれに格納されるプログラムを示す
フロー・チヤート、および第4a図および第4b
図は第1図のスイツチング電源、ゼネレータ、お
よび電圧および電流検出回路の概略図である。 10…DC電源、11…DC電圧ソース、12…
高周波ゼネレータ、14…電圧および電流セン
サ、15,17,19…ライン、16…マイクロ
プロセツサ制御装置、18…公称電力インジケー
タ、20…足踏みスイツチ、22…鉗子、24…
患者、44…スイツチング電源回路、46…スイ
ツチング・トランジスタ、47…誘導子、48…
出力ライン、49…コンデンサ、50…ターミナ
ル、52…出力トランジスタ、54,56,62
…抵抗、58,60…トランジスタ、64…コン
デンサ、66,68…ライン、70…出力変成
器、72…ターミナル、74…一次側巻線、76
…変成器、78…変換回路、80…巻線、82…
信号変換回路。
1 is a block diagram illustrating an exemplary electrosurgical generator according to the present invention; FIG. 2 is a graph illustrating different modes of operation of the generator of the present invention; FIG. Flow chart showing the program executed and stored therein, and Figures 4a and 4b
1 is a schematic diagram of the switching power supply, generator, and voltage and current detection circuit of FIG. 1; 10...DC power supply, 11...DC voltage source, 12...
High frequency generator, 14... Voltage and current sensor, 15, 17, 19... Line, 16... Microprocessor controller, 18... Nominal power indicator, 20... Foot switch, 22... Forceps, 24...
Patient, 44... Switching power supply circuit, 46... Switching transistor, 47... Inductor, 48...
Output line, 49... Capacitor, 50... Terminal, 52... Output transistor, 54, 56, 62
...Resistor, 58,60...Transistor, 64...Capacitor, 66,68...Line, 70...Output transformer, 72...Terminal, 74...Primary winding, 76
...Transformer, 78...Conversion circuit, 80...Winding, 82...
Signal conversion circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 電気外科用エネルギ・ソースと、患者を含む
負荷に前記ソースを接続するための装置と、前記
ソースから前記負荷に与えられる実際の電力を調
整するための制御装置と、を備えた電気外科用ゼ
ネレータにおいて、前記制御装置が、 前記負荷のインピーダンスを決定するための装
置と、 予め定めた値以上の全ての前記インピーダンス
に応答して、前記インピーダンスの値に依存し、
必要な負荷電力に対応する補正因数を計算するた
めの補正因数計算装置であつて、前記補正因数
は、前記負荷に対して供給される電力が前記負荷
のインピーダンスの2乗の逆数に比例するもので
ある前記補正因数計算装置と、 前記補正因数に応答して、前記実際の電力が前
記必要な負荷電力に追従するように前記ソースを
調整するための装置と、 を備えたことを特徴とする電気外科用ゼネレー
タ。 2 前記制御装置が、前記ソースから前記負荷に
対して供給される実際の電力を調整するためのマ
イクロプロセツサを含むことを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載のゼネレータ。 3 前記負荷に対して供給される公称電力を選択
する装置を設け、前記補正因数もまた公称電力に
依存してこの補正因数を計算することを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載のゼネレータ。 4 前記公称電力が0乃至70ワツトの範囲で変化
することを特徴とする特許請求の範囲第3項記載
のゼネレータ。 5 前記電気外科用エネルギ・ソースに対するヒ
ート・シンクを設け、該ヒート・シンクは約4ワ
ツトを超えない容量を有することを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載のゼネレータ。 6 前記予め定めた値より小さな第2の予め定め
た値以下の全ての負荷のインピーダンスにおい
て、前記補正因数計算装置が、前記負荷を流れる
電流が実質的に一定の状態を維持するように第2
の補正因数を計算することを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載のゼネレータ。 7 前記負荷に対して供給されるべき公称電力を
選択する装置を設け、前記第2の補正因数が
Inax/ISEN(但し、Inaxは与えられる前記公称電力
を有する前記第2の予め定めた値のインピーダン
スを流れる電流であり、ISENは前記負荷を流れる
実際の電流である)と等しいことを特徴とする特
許請求の範囲第6項記載のゼネレータ。 8 前記第2の予め定めた値が約70Ωであること
を特徴とする特許請求の範囲第6項記載のゼネレ
ータ。 9 前記予め定めた値とそれより小さな第2の予
め定めた値間の全ての負荷のインピーダンスにお
いて、前記補正因数計算装置が、前記負荷に対し
て供給される電力が実質的に一定の状態を維持す
るように第3の補正因数を計算することを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載のゼネレータ。 10 前記負荷に対して供給されるべき公称電力
を選択する装置を設け、前記第3の補正因数は
(Pnax/PLOAD1/2(但しPnaxは公称電力、PLOAD
前記負荷に対して供給される実際の電力)に等し
いことを特徴とする特許請求の範囲第9項記載の
ゼネレータ。 11 前記予め定めた値と前記第2の予め定めた
値はそれぞれ約100および70Ωであることを特徴
とする特許請求の範囲第9項記載のゼネレータ。 12 前記予め定めた値よりも大きな全ての負荷
のインピーダンスにおいて、前記補正因数計算装
置が、前記負荷の両端の電圧が実質的に一定の状
態を維持するように第4の補正因数を計算するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のゼネ
レータ。 13 前記負荷に対して供給されるべき公称電力
を選択する装置を設け、前記第4の補正因数が
Vnax/VSEN(但し、Vnaxは与えられる前記公称電
力を有する前記予め定めた値のインピーダンスの
両端の電圧であり、VSENは前記負荷の両端におけ
る実際の電圧である)と等しいことを特徴とする
特許請求の範囲第12項記載のゼネレータ。 14 前記予め定めた値は約100Ωであることを
特徴とする特許請求の範囲第12項記載のゼネレ
ータ。 15 前記負荷に対して供給されるべき公称電力
を選択する装置を設け、前記補正因数は
[10000Pnax/(ZLOAD 2)PLOAD1/2(但し、Pnax
公称電力、ZLOADは負荷のインピーダンス、およ
びPLOADは前記負荷に対して供給される実際の電
力)に等しいことを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載のゼネレータ。 16 前記予め定めた値は約100Ωであることを
特徴とする特許請求の範囲第15項記載のゼネレ
ータ。
Claims: 1. An electrosurgical energy source, an apparatus for connecting the source to a load including a patient, and a control apparatus for regulating the actual power provided from the source to the load; an electrosurgical generator comprising: a device for determining the impedance of the load;
A correction factor calculation device for calculating a correction factor corresponding to required load power, wherein the correction factor is such that the power supplied to the load is proportional to the reciprocal of the square of the impedance of the load. and a device for adjusting the source so that the actual power follows the required load power in response to the correction factor. Electrosurgical generator. 2. The generator of claim 1, wherein said controller includes a microprocessor for regulating the actual power delivered from said source to said load. 3. Generator according to claim 1, characterized in that a device is provided for selecting the nominal power supplied to the load, the correction factor being also dependent on the nominal power to calculate this correction factor. . 4. The generator of claim 3, wherein said nominal power varies between 0 and 70 watts. 5. The generator of claim 1, further comprising a heat sink for said electrosurgical energy source, said heat sink having a capacity of not more than about 4 watts. 6. For all load impedances below a second predetermined value that is less than the predetermined value, the correction factor calculation device sets a second value such that the current flowing through the load remains substantially constant.
A generator according to claim 1, characterized in that the generator calculates a correction factor for . 7. A device is provided for selecting a nominal power to be supplied to the load, and the second correction factor is
be equal to I nax /I SEN , where I nax is the current flowing through said second predetermined value impedance with said nominal power applied and I SEN is the actual current flowing through said load. 7. A generator according to claim 6, characterized in that: 8. The generator of claim 6, wherein the second predetermined value is approximately 70Ω. 9. For all load impedances between the predetermined value and a second predetermined value smaller than the predetermined value, the correction factor calculation device maintains a state in which the power supplied to the load is substantially constant. 2. A generator as claimed in claim 1, characterized in that the third correction factor is calculated in such a way that: 10 A device is provided for selecting the nominal power to be supplied to the load, and the third correction factor is (P nax /P LOAD ) 1/2 (where P nax is the nominal power and P LOAD is the nominal power to be supplied to the load). 10. A generator as claimed in claim 9, characterized in that it is equal to the actual power supplied to the generator. 11. The generator of claim 9, wherein the predetermined value and the second predetermined value are approximately 100 and 70 ohms, respectively. 12. For all load impedances greater than the predetermined value, the correction factor calculation device calculates a fourth correction factor such that the voltage across the load remains substantially constant. A generator according to claim 1, characterized in that: 13. A device is provided for selecting a nominal power to be supplied to the load, and the fourth correction factor is
V nax /V SEN (where V nax is the voltage across the impedance of the predetermined value with the nominal power applied and V SEN is the actual voltage across the load) 13. The generator of claim 12. 14. The generator according to claim 12, wherein the predetermined value is about 100Ω. 15 A device is provided for selecting the nominal power to be supplied to the load, and the correction factor is [10000P nax / (Z LOAD 2 ) P LOAD ] 1/2 (where P nax is the nominal power and Z LOAD is 2. A generator as claimed in claim 1, characterized in that the impedance of the load and PLOAD are equal to the actual power delivered to the load. 16. The generator according to claim 15, wherein the predetermined value is about 100Ω.
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