用于控制电外科系统的操作的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及用于控制电外科系统的操作的系统和方法。在电缆询问阶段期间使用转移矩阵对包括或者连接至输出电路的电外科系统进行建模以确定电外科系统中的泄漏电容，其中输出电路包括电外科设备和电缆。在将泄漏电容分配至或者设定至转移矩阵中的虚拟电容器之后，可以通过向输出电路施加实际输入电压和测量产生的输入电流以及将输入电压和测量的电流乘以转移矩阵来确定电外科系统的输出参数(诸如输出电压、输出电流、输出阻抗或者输出电力)。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及电外科系统。更具体地，本公开涉及用于在电外科程序期间控制电外科系统的操作的方法，以及涉及使用该方法的电外科系统。
技术介绍
有时使用能量传送系统治疗受损组织。可以应用本领域已知的用于组织治疗的各种类型的治疗性能量(例如，电、超声波、微波、低温、热、激光等等)来治疗组织。电外科学是涉及传送高射频(“RF”)电能量(例如，在自动双极电外科系统中1-70瓦特，在单极电外科系统中1-300瓦特)的组织治疗技术。电外科治疗由电外科设备(例如，电外科钳)呈现。电外科系统通常监测电压和电流以‘远程地’评估电外科设备处的阻抗。评估电外科设备处的阻抗使电外科系统能够检测电外科系统处于电外科设备不接触所治疗部位的‘断开电路’状态中还是处于电外科设备接触所治疗部位的‘闭合电路’状态中。在这两个状态之间进行区分使得电外科系统能够仅在电外科设备接触所治疗部位时输出(生成)治疗性能量。当外科设备接触组织时，由电外科系统评估的阻抗相对较低(十分之几欧姆到几千欧姆)。当外科设备与所治疗组织分离时，由电外科系统测量的阻抗应当理想地为无穷大(或者实际上非常高；例如，十分之几兆欧姆的数量级)。如果是这种情况，则断开电路状态与闭合电路状态之间的阻抗间隙将非常大，这将使电外科系统能够容易地并且可靠地区分两个状态。然而，在实践中，电外科系统的周边(其可以包括例如一个或者多个线缆、一个或者多个适配器、一个或<br>者多个连接器、一个或者多个外科设备等等)包括寄生(泄漏)阻抗，该寄生阻抗不利地影响阻抗间隙(即，它们使间隙变狭窄)。根据电外科系统的周边的电气特征，由它不合需要地强加的阻抗可以例如从十分之几欧姆变化到十分之几千欧姆。由电外科系统的周边强加在电外科系统上的寄生(例如，泄漏)阻抗造成这样的问题--在电外科程序期间监测阻抗的电外科系统可能将寄生阻抗错误地解释为由组织接触引起的阻抗(即使在电外科设备不接触组织的情况下)。因此，电外科系统可能错误地继续向电外科设备传送治疗性能量，或者恢复传送治疗性能量(即使设备(例如，钳)没有接触外科部位)。由外科医生握持治疗设备也可能增加寄生阻抗，这使对由电外科系统评估的阻抗的错误解释的问题加剧。(外科医生可以在治疗之前以及随后在治疗期间握持设备，以及偶尔地她/他可以使设备与所治疗组织分离，并且因此由外科医生引起的寄生阻抗也可能在电外科过程期间改变。)由于，通常电外科系统用以评估电外科设备处的阻抗(从而评估设备-组织接触程度)的电压和电流并不真正地表示电外科设备处的真实阻抗(由于上述寄生/泄漏电容)，因此不仅区分断开电路状态与闭合电路状态可能不可靠，而且电外科系统可能向不是治疗上最优的组织传送/输出治疗性/治疗能量。尽管在电外科程序期间电外科系统中未知的阻抗是变化的，但是具有使电外科系统能够可靠操作的方法和系统将是有利的。
技术实现思路
操作可以连接至输出电路的电外科系统的方法可以包括定义转移矩阵，所述输出电路包括连接至电外科设备的电缆，该转移矩阵电气地表示输出电路并且包括虚拟电容器(Cvirtual)以表示输出电路中的泄漏电容(Clkg)。方法可以包括将可以表示泄漏电容的电容值分配至或者设定至虚拟电容器。可以提前知道电容值(例如，可以从由RFID标签和条形码组成的组中选择的设备读取该电容值，并且可以将该电容值自动地设定至Cvirtual或者可以通过从用户接收输入手动地设定该电容值。)。可以不提前知道电容值，在这种情况下，可以通过扫描虚拟电容器的值确定最优电容来确定电容值，该最优电容是最好地表示泄漏电容的虚拟/理论电容。(‘最好地表示泄漏电容的虚拟/理论电容’指的是其值与泄漏电容的值相同或者近似相同的虚拟/理论电容。)在电外科程序期间，方法还可以包括(i)由电外科系统向电缆(例如，电缆的输入端)施加输入电压(Vin)，以及响应于输入电压Vin，测量电缆中的输入电流(Iin)；(ii)使用转移矩阵从输入电压(Vin)和输入电流(Iin)计算输出电路的输出阻抗(Zout)，以及(iii)将输出阻抗(Zout)与阻抗阈值进行比较。关于电外科系统的电流或者紧接着的操作模式的确定可以基于比较结果。计算电缆的输出阻抗(Zout)可以包括通过使用转移矩阵从输入电压(Vin)和从输入电流(Iin)来计算输出电路的输出电压(Vout)和输出电流(Iout)。为输出电路计算的输出电压(Vout)和输出电流(Iout)可以用于计算从电外科系统经由电外科设备传送至身体器官或者组织的电力(Pout)。将最优电容值分配至虚拟电容器(Cvirtual)可以包括在线缆询问阶段期间，(i)在系列的电容值之间改变虚拟电容器的值以及通过使用表示输出电路的转移矩阵计算与系列的电容值分别地相对应的系列的输出阻抗；(ii)从系列的输出阻抗导出最大输出阻抗(Zmax)；(iii)为虚拟电容器确定最优电容值，输出阻抗对于该最优电容值是最大的；以及(iv)将最优电容值分配至虚拟电容器。可以根据电容间隔改变(扫描)虚拟电容器(Cvirtual)的值，例如可以在电容范围50pF-600pF内扫描该虚拟电容器的值。(可以使用其它电容范围。)将最优电容值分配至虚拟电容器可以包括将电外科设备从电缆断开，随后由电外科系统向电缆施加输入电压(Vin)并且响应于施加的输入电压(Vin)测量电缆中的输入电流(Iin)，以及对于虚拟电容器的每个值，将输入电压(Vin)和输入电流(Iin)乘以转移矩阵以获得输出电路的输出电压(Vout)和输出电流(Iout)，以及从输出电压(Vout)和输出电流(Iout)计算输出电路的输出阻抗(Zout)。可以从系列的输出阻抗中选择最大输出阻抗(Zmax)，或者可以从系列的输出阻抗插值该最大输出阻抗。确定电外科系统的操作模式可以包括确定电外科设备连接至电缆还是从电缆断开，和/或确定电外科设备是否接触身体器官或者组织，和/或电缆连接至电外科系统还是从电外科系统断开，和/或基于比较结果确定输出电路处于电外科设备不接触身体器官或者组织“断开电路”状态还是处于电外科设备接触身体器官或者组织的“闭合电路”状态。根据权利要求1所述的方法，其中电外科系统的输出电路包括下列中的任何一个：(i)连接至电外科系统的电缆，(ii)电外科设备接触身体器官或者组织，(iii)将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作电外科系统的方法，包括：对于连接至输出电路的电外科系统执行下列操作，其中输出电路包括连接至电外科设备的电缆，定义转移矩阵，所述转移矩阵电气地表示所述输出电路并且包括虚拟电容器；向所述虚拟电容器分配表示所述输出电路中的所述泄漏电容的电容值；在电外科程序期间执行，(i)由所述电外科系统，向所述电缆施加输入电压并且测量所述电缆中的输入电流；(ii)使用所述转移矩阵从所述输入电压和所述输入电流来计算所述输出电路的输出阻抗，以及(iii)将所述输出阻抗与阻抗阈值进行比较；以及基于比较结果确定所述电外科系统的操作模式。

【技术特征摘要】
2014.09.18 US 62/052,046;2014.09.18 US 62/052,062;1.一种操作电外科系统的方法，包括：
对于连接至输出电路的电外科系统执行下列操作，其中输出电
路包括连接至电外科设备的电缆，
定义转移矩阵，所述转移矩阵电气地表示所述输出电路并且包
括虚拟电容器；
向所述虚拟电容器分配表示所述输出电路中的所述泄漏电容的
电容值；
在电外科程序期间执行，
(i)由所述电外科系统，向所述电缆施加输入电压并且测
量所述电缆中的输入电流；
(ii)使用所述转移矩阵从所述输入电压和所述输入电流
来计算所述输出电路的输出阻抗，以及
(iii)将所述输出阻抗与阻抗阈值进行比较；以及
基于比较结果确定所述电外科系统的操作模式。
2.根据权利要求1所述的方法，其中计算所述电缆的所述输出
阻抗包括通过使用所述转移矩阵从所述输入电压和所述输入电流来计
算所述输出电路的输出电压和输出电流。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括从所述输出电压和输出
电流计算从所述电外科系统经由所述电外科设备传送至身体器官或者
组织的电力。
4.根据权利要求1所述的方法，其中将所述电容值分配至所述
虚拟电容器包括从选自由RFID标签和条形码组成的组的设备读取所
述电容值。
5.根据权利要求1所述的方法，其中将所述电容值分配至所述
虚拟电容器包括手动地通过所述电外科系统接收用于所述转移矩阵的
所述电容值。
6.根据权利要求1所述的方法，其中将所述电容值分配至所述
虚拟电容器包括，在线缆询问阶段期间：
(i)在系列的电容值之间改变所述虚拟电容器的值并且通过使
用所述转移矩阵为所述输出电路计算分别地与所述系列的电容值相对
应的系列的输出阻抗；
(ii)从所述系列的输出阻抗导出最大输出阻抗；
(iii)为所...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·W·赫克尔，K·韦格尔，W·D·福克纳，K·C·布鲁克曼，
申请(专利权)人：柯惠有限合伙公司，
类型：发明
国别省市：美国;US