專利名稱：：電外科發(fā)生器和交叉檢查輸出功率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明通常涉及電外科。更具體來說，本發(fā)明涉及一種新的改進(jìn)的電外科發(fā)生器和交叉檢查傳送的電外科功率量以保證電外科發(fā)生器的適當(dāng)功能性并在外科手術(shù)期間傳送所需的電外科功率量的方法。
背景技術(shù)：
：電外科涉及到應(yīng)用相對高的電壓、射頻(RF)電功率到進(jìn)行手術(shù)的病人的組織，以便用于切除該組織、凝結(jié)或防止血液或液體從組織流出、或同時切除或凝結(jié)該組織。高壓、RF電功率是由電外科發(fā)生器產(chǎn)生的，并且在外科手術(shù)期間，來自發(fā)生器的電功率被從外科醫(yī)生操縱的激活電極應(yīng)用到該組織。傳送到病人的電外科能量的量和特性是由外科醫(yī)生確定的，并且依賴于手術(shù)的類型，等等。例如，切除是通過傳送具有相對高功率(例如300瓦特)的連續(xù)RF信號來完成的。凝結(jié)是通過在工作循環(huán)內(nèi)快速打開和關(guān)閉RF功率來產(chǎn)生的。凝結(jié)工作循環(huán)具有與傳送的RF功率相比相當(dāng)?shù)偷念l率。然而，在每個工作循環(huán)的工作時間期間，電功率以RF頻率來傳送。在凝結(jié)期間傳送的功率典型地處于大約40-80瓦特的附近，雖然可能需要低到10瓦特或高到110瓦特的功率傳送。同時切除并凝結(jié)，也稱作“混合”操作模式，還涉及傳送RF能量的工作循環(huán)，但是在混合期間的工作循環(huán)的工作時間大于凝結(jié)期間的工作循環(huán)的工作時間。功率是按RF頻率傳送的，這是因?yàn)樵擃l率高到足以避免神經(jīng)刺激，從而允許該組織在沒有因電能所引起的收縮的情況下保持稍微靜止。電外科發(fā)生器還必須具有傳送相對寬范圍功率的能力。組織的電阻或阻抗在手術(shù)期間可以從點(diǎn)到點(diǎn)根本上改變，從而增加了電外科發(fā)生器的功率調(diào)節(jié)要求。例如，充滿很多液體的組織，例如肝臟，可以顯示出40歐姆左右的電阻或阻抗。其它組織，例如骨髓，可以具有900歐姆左右的阻抗。組織的肥肉或脂肪將增加其阻抗。組織的可變特性需要電外科發(fā)生器能夠事實(shí)上基于即時改變的基礎(chǔ)在外科醫(yī)生移動通過并工作在外科手術(shù)地點(diǎn)的不同類型組織時傳送有效的功率量到所有類型的這些組織中。在電外科期間所遇到的功率傳送的這些寬泛變化對電外科發(fā)生器施加了嚴(yán)格的性能約束。幾乎沒有其他電放大器能夠那么快速地響應(yīng)于這種寬泛變化的功率傳送要求。如果不能充分地操作和控制輸出功率，就可能對組織產(chǎn)生不必要的破壞或傷害到病人或外科手術(shù)人員。同樣，如果不能充分地建立用于切除、凝結(jié)或同時執(zhí)行兩種過程的電特性，也會導(dǎo)致不必要的組織破壞或傷害。幾乎所有的電外科發(fā)生器都涉及某種形式的輸出功率監(jiān)視電路，以便用來控制輸出功率。為調(diào)節(jié)目進(jìn)行功率監(jiān)視的程度依據(jù)所選的模式類型而變化。例如，凝結(jié)操作模式通常不涉及感測傳送的電壓和電流，也不使用這些測量來計(jì)算用于調(diào)節(jié)輸出功率的功率。然而，在切除操作模式中，典型地要感測輸出電流和功率，并使用這些值作為反饋來調(diào)節(jié)傳送的功率。除了功率調(diào)節(jié)的能力之外，大多數(shù)電外科發(fā)生器還具有確定錯誤條件的能力。監(jiān)視電外科發(fā)生器的輸出功率以確保傳送合適的含能量和特性的電外科能量。如果檢測到錯誤就產(chǎn)生告警。該告警提醒外科醫(yī)生產(chǎn)生問題和/或關(guān)閉或終止來自電外科發(fā)生器的功率傳送。由微處理器或微控制器控制的某些類型的醫(yī)療設(shè)備使用多個處理器用作備份和監(jiān)視。一般說來，其中一個處理器充當(dāng)主要用來控制設(shè)備的正常功能的控制處理器。另一個處理器充當(dāng)主要用來檢查控制處理器和醫(yī)療設(shè)備的其它部件的恰當(dāng)運(yùn)行的監(jiān)視處理器。使用主要用于控制功能的一個處理器和主要用于監(jiān)視功能的另一個處理器具有實(shí)現(xiàn)監(jiān)視的冗余性目的的優(yōu)點(diǎn)，這是因?yàn)槊總€處理器在錯誤條件下都具有關(guān)閉或限制醫(yī)療設(shè)備的功能的獨(dú)立能力。甚至存在描述安全和監(jiān)視處理器的責(zé)任的多處理器醫(yī)療設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)和建議。
發(fā)明內(nèi)容希望開發(fā)本發(fā)明來實(shí)現(xiàn)在多處理器電外科發(fā)生器中高度可靠地進(jìn)行監(jiān)視的目的。本發(fā)明還開發(fā)來實(shí)現(xiàn)控制和監(jiān)視功能，以及需要在連續(xù)并且相對頻繁地重新產(chǎn)生的基礎(chǔ)上交叉檢查的用于監(jiān)視條件的部件，以確保在電外科發(fā)生器快速和寬泛變化輸出要求的情況下的合適功能。此外，本發(fā)明有利地通過使用多處理器來監(jiān)視電外科發(fā)生器的輸出功率，不僅為了從輸出功率調(diào)節(jié)的立場來控制電外科發(fā)生器，而且為了在一般的基礎(chǔ)上檢查處理器及其相關(guān)設(shè)備的合適功能。根據(jù)這些改進(jìn)，本發(fā)明涉及一種評估電外科發(fā)生器功能和由該發(fā)生器傳送的電外科輸出功率的方法。使用第一計(jì)算來計(jì)算與傳送的輸出功率相關(guān)的第一值，和使用第二計(jì)算來計(jì)算與傳送的輸出功率相關(guān)的第二值。比較該第一和第二值，并在第一和第二值之間的不同達(dá)到預(yù)定量時指示錯誤條件。優(yōu)選地，使用傳送的功率電壓和電流的分開測量來執(zhí)行第一和第二計(jì)算，所述第一和第二值是在不同預(yù)定時間周期上計(jì)算的平均值，并按用于使用第一計(jì)算來計(jì)算第一值的不同抽樣頻率抽樣這兩個輸出電流和輸出電壓測量。第一和第二值的分開計(jì)算，連同輸出電流和電壓測量的測量、平均和抽樣的其它優(yōu)選分離活動一起而促成用于交叉檢查電外科發(fā)生器的合適功能和功率輸出的有效基礎(chǔ)，并且在錯誤條件下采取行動來防止因發(fā)生器的不合適的功率傳送或其它不合適的功能而對病人產(chǎn)生的危險(xiǎn)。另一種用于評估功能和傳送的輸出功率的方法，其也包含相同的益處和改進(jìn)，包括激活電外科發(fā)生器來傳送輸出功率；感測在第一周期間隔內(nèi)的電流和電壓來獲得傳送輸出功率的第一組電流電壓測量值；感測在第二周期間隔內(nèi)的電流和電壓來獲得傳送的輸出功率的第二組電流電壓測量；記錄所述的第一和第二組測量值；去激活電外科發(fā)生器以終止傳送輸出功率；通過使用控制處理器執(zhí)行第一計(jì)算來計(jì)算與從第一組記錄的測量值得出的所傳送輸出功率相關(guān)的第一值；通過使用監(jiān)視處理器執(zhí)行第二計(jì)算來計(jì)算與從第二組記錄的測量得出的所傳送輸出功率相關(guān)的第二值；比較所計(jì)算的第一和第二值以確定所計(jì)算的第一和第二值之間的不同是否達(dá)到預(yù)定的量；并在確定所計(jì)算的第一和第二值之間的不同達(dá)到預(yù)定量時執(zhí)行錯誤響應(yīng)。本發(fā)明還涉及一種改進(jìn)的電外科發(fā)生器，其具有評估其自身功能性和傳送的輸出功率的能力。多個傳感器感測傳送的輸出功率的電流和電壓并提供與所感測的電流和電壓量相關(guān)的電流和電壓測量信號。控制處理器接收電流和電壓測量信號并基于該電流和電壓測量信號執(zhí)行第一計(jì)算來產(chǎn)生功率調(diào)節(jié)反饋信息并產(chǎn)生與傳送的輸出功率相關(guān)的第一值。監(jiān)視處理器接收該電流和電壓測量信號并執(zhí)行與第一計(jì)算分離的第二計(jì)算來產(chǎn)生與所傳送輸出功率相關(guān)的第二值。通信路徑連接控制和監(jiān)視處理器，通過該路徑在處理器之間傳輸包括第一和第二值的信息?？刂坪捅O(jiān)視處理器中的一個充當(dāng)比較處理器以執(zhí)行用來比較第一和第二值并在該第一和第二值之間的不同達(dá)到預(yù)定量時傳送錯誤條件信號的比較過程。電外科發(fā)生器通過發(fā)布錯誤指示和/或終止傳送輸出功率來響應(yīng)于錯誤條件信號的斷言(assertion)。電外科發(fā)生器的優(yōu)選特征包括用來產(chǎn)生兩種計(jì)算中使用的單獨(dú)電流測量信號和單獨(dú)電壓測量信號的各自傳感器。電外科發(fā)生器的另一個優(yōu)選特征是將數(shù)字形式的電流和電壓測量信號讀入存儲器的直接存儲器存取(DMA)技術(shù)，并且此后，從存儲器讀出這些信號來執(zhí)行所述兩種計(jì)算。分離的計(jì)算與輸出電流和電壓的其它優(yōu)選的單獨(dú)測量相結(jié)合允許電外科發(fā)生器交叉檢查其自身的功能和功率輸出，并在檢測到偏差時采取合適的動作來防止對病人產(chǎn)生危險(xiǎn)。通過參考下面結(jié)合附圖對當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述及所附權(quán)利要求書，可以獲得對本發(fā)明公開及其范圍和實(shí)現(xiàn)上述改進(jìn)的方式的更完整理解，下面對附圖進(jìn)行簡單概括。圖1是包括本發(fā)明的多處理器電外科發(fā)生器的框圖。圖2是圖1所示電外科發(fā)生器的RF輸出部分的框圖。圖3是顯示在由圖1所示電外科發(fā)生器的其中一個處理器監(jiān)視輸出功率期間的信號和信息流的框圖。圖4是產(chǎn)生用于監(jiān)視功率輸出和產(chǎn)生信息的信息的程序的流程圖，該程序由圖1所示的電外科發(fā)生器的圖2和3所示的部件執(zhí)行。圖5是傳輸、分析并響應(yīng)于由圖4所示程序產(chǎn)生的信息的程序的流程圖。具體實(shí)施例方式圖1所示電外科發(fā)生器20在22提供電外科輸出電壓和輸出電流，22連接到單極和雙極電外科的激活電極(沒有示出)。在24，在已經(jīng)傳導(dǎo)通過病人的組織之后，電流從返回電極(沒有示出)返回到電外科發(fā)生器20。由在26提供的激活信號激活發(fā)生器來傳送在22的電外科輸出功率。一旦關(guān)閉支持有效電極并由外科醫(yī)生持有的手部件(沒有示出)上的開關(guān)，就斷言(assert)激活信號26。激活信號26還可以從由外科醫(yī)生的腳踏壓力按壓的傳統(tǒng)腳踏開關(guān)(沒有示出)來斷言。電外科發(fā)生器20包括系統(tǒng)處理器30、控制處理器32、和監(jiān)視處理器34。系統(tǒng)處理器30通?？刂齐娡饪瓢l(fā)生器20的整體功能。系統(tǒng)處理器30包括非易失存儲器(沒有示出)，其包含下載到其它處理器32和34來建立控制和監(jiān)視處理器32和34的功能以及電外科發(fā)生器20的整體功能的編程指令。處理器30、32和34在系統(tǒng)總線36上相互通信。通常，系統(tǒng)處理器30在高層監(jiān)視和控制整個電外科發(fā)生器20?？刂铺幚砥?2的主要功能是建立和調(diào)節(jié)在22從電外科發(fā)生器產(chǎn)生的功率。控制處理器32連接到高壓電源38、RF放大器40和RF輸出部分42。高壓電源38通過整流由傳統(tǒng)電網(wǎng)供電線44提供的傳統(tǒng)交流(AC)功率來產(chǎn)生DC工作電壓，并將DC工作電壓功率傳送到在46的RF放大器40。RF放大器40將DC工作電壓轉(zhuǎn)換成單極驅(qū)動信號50和雙極驅(qū)動信號52，這些信號具有適于由外科醫(yī)生選擇的電外科操作模式和功率量的內(nèi)能和工作循環(huán)。RF輸出部分42將單極和雙極驅(qū)動信號50和52轉(zhuǎn)換成RF電壓和電流波形，并將這些波形提供給在22的激活電極作為電外科發(fā)生器的輸出功率。監(jiān)視處理器34的基本功能是監(jiān)視高壓電源38和RF輸出部分42的功能，并監(jiān)視系統(tǒng)處理器30和控制處理器32的功能。如果監(jiān)視處理器34檢測到輸出電外科能量中的偏差，或系統(tǒng)處理器30或控制處理器32的期望功能中的偏差，就指示故障模式，并且監(jiān)視處理器34終止從電外科發(fā)生器20傳送輸出電外科能量。處理器30、32和34是傳統(tǒng)微處理器、微控制器或數(shù)字信號處理器，所有這些實(shí)質(zhì)上都是已經(jīng)被編程來執(zhí)行電外科發(fā)生器20的具體功能的通用計(jì)算機(jī)。電外科發(fā)生器20還包括允許用戶選擇電外科工作模式(切除、凝結(jié)或兩者混合)和所需輸出功率量的用戶輸入設(shè)備54。通常，輸入設(shè)備54是用戶操作來提供控制、模式和其它信息到電外科發(fā)生器的轉(zhuǎn)盤和開關(guān)。電外科發(fā)生器20還包括信息輸出顯示器56和指示器58顯示器56和指示器58提供反饋、菜單選項(xiàng)和性能信息給用戶。輸入設(shè)備54和輸出顯示器56和指示器58允許用戶建立和管理電外科發(fā)生器20的工作。在26的激活信號被從手指和腳踏開關(guān)應(yīng)用到激活端口62。系統(tǒng)處理器30從激活端口62讀取激活信號26來控制從電外科發(fā)生器20的功率傳送。部件54、56、58和62通過與系統(tǒng)總線36分離的傳統(tǒng)輸入/輸出(I/O)外設(shè)總線64連接到系統(tǒng)處理器30，并與之進(jìn)行通信。為了連續(xù)監(jiān)視傳送的功率以及獲得安全監(jiān)視目的的高度可靠性和冗余性，控制處理器32和監(jiān)視處理器34的每一個各自計(jì)算從RF輸出部分42傳送的功率。然后，由三個處理器30、32和34中的至少一個比較各自的功率計(jì)算，并且如果注意到偏差，那么該比較處理器就發(fā)信號通知系統(tǒng)處理器30該偏差，并且關(guān)閉電功率發(fā)生器20的功率傳送和/或指示產(chǎn)生錯誤。由控制處理器32執(zhí)行的功率計(jì)算是控制處理器在調(diào)節(jié)輸出功率中的正常功能的一部分?？刂铺幚砥?2從RF輸出部分42接收輸出電流信號70和輸出電壓72。該控制處理器通過相乘電流和電壓信號70和72獲得功率輸出來計(jì)算輸出功率量。監(jiān)視處理器34接收輸出電流信號74和輸出電壓信號76。輸出電流和電壓信號74和76通過分離的電流和電壓傳感器獨(dú)立地從輸出電流和電壓信號70和72得出。監(jiān)視處理器34基于輸出電流和電壓信號74和76計(jì)算輸出功率。由控制處理器32和監(jiān)視處理器34執(zhí)行的與功率相關(guān)的計(jì)算不一定以相同的頻率或在精確相同的時刻來執(zhí)行，雖然這些功率計(jì)算必須在時間上充分相關(guān)以便可以相互比較。分離計(jì)算的與功率相關(guān)的信息被一個或多個處理器30、32或34周期性地比較，優(yōu)選地在系統(tǒng)處理器30或監(jiān)視處理器34中進(jìn)行。為了進(jìn)行比較，所計(jì)算的功率信息被通過系統(tǒng)總線36傳輸?shù)綀?zhí)行該比較的處理器。如果該比較表明處于可接受的限制內(nèi)的類似的功率計(jì)算，那么就指示電外科發(fā)生器20的正確功能。如果該比較表明處于可接受限制之外的不相似的功率計(jì)算，那么就指示與安全相關(guān)的問題。不相似的功率計(jì)算可表示控制或監(jiān)視處理器32或34的其中一個出現(xiàn)故障，或與處理器結(jié)合使用的某些部件出現(xiàn)故障、或在提供電流和電壓信號70、72、74和76的電流和電壓傳感器中的一個的故障，等等。通常，對于由功率計(jì)算偏差指示的問題的響應(yīng)將導(dǎo)致指示錯誤條件和/或終止電外科發(fā)生器20的功率傳送。還將把信息提供并顯示在描述該錯誤條件的顯示器56和指示器58。每個處理器30、32和34具有在電外科發(fā)生器的功率傳送上實(shí)施控制的能力。監(jiān)視處理器34和系統(tǒng)處理器30斷言使能信號78和79到AND邏輯門82?？刂铺幚砥?0斷言驅(qū)動定義信號80到邏輯門82。該驅(qū)動定義信號80被傳遞通過邏輯門82并成為用于RF放大器40的驅(qū)動信號84，只要使能信號79和80同時呈現(xiàn)給邏輯門82。如果系統(tǒng)處理器30或監(jiān)視處理器34分別停止斷言(deassert)其使能信號79或78，那么邏輯門82將終止傳送驅(qū)動信號84，并且RF放大器80將停止傳送單極和雙極驅(qū)動信號50和52，從而導(dǎo)致終止在22傳送發(fā)生器20的電外科功率。由于系統(tǒng)處理器32產(chǎn)生了驅(qū)動定義信號80來控制電外科發(fā)生器的輸出功率，所以控制處理器82可以簡單地停止斷言驅(qū)動定義信號80來使得電外科發(fā)生器停止傳送輸出功率。從而，任何一個處理器30、32或34具有在通過分別停止斷言信號79、80或82而獨(dú)立計(jì)算的功率輸出中出現(xiàn)明顯偏差的條件下關(guān)閉或終止電外科發(fā)生器的功率傳送的能力。有關(guān)產(chǎn)生輸出電流和輸出電壓感測信號70、72、74和76的更多細(xì)節(jié)通過參考圖2來進(jìn)行理解，其顯示了一部分的RF輸出部分42(圖1)。單極電外科電流的流動路徑是通過傳送導(dǎo)線86、通過串聯(lián)的電流傳感器88和90，通過繼電器92并到達(dá)由繼電器92所選的一個或多個插頭連接器94、96或98。單極電外科電流從插頭連接器94、96和98流向在22的激活電極。單極電外科電流的返回路徑是從在24的電返回電極(沒有示出)到返回電極(有時稱作返回墊片)所連接的返回插頭連接器100。返回電流流過返回導(dǎo)線102。電壓傳感器104和106連接在傳送導(dǎo)線86和返回導(dǎo)線102之間來感測傳送單極電外科輸出功率的電壓。電流傳感器88將輸出電流感測信號70傳送到控制處理器32(圖1)，并且電流傳感器90將輸出電流感測信號74傳送到監(jiān)視處理器34(圖1)。以相同的方式，電壓傳感器104傳送輸出電壓感測信號72到控制處理器32(圖1)，并且電壓傳感器106傳送輸出電壓感測信號76到監(jiān)視處理器34(圖1)。以此方式安排，電流傳感器88和90，以及電壓傳感器104和106提供它們各自的感測信號，而獨(dú)立于由其它傳感器提供的感測信號。從而，一個傳感器的任何不利功能不會影響到其它傳感器的功能。雙極電外科電流的流動路徑是從第一雙極傳送導(dǎo)線108通過串聯(lián)電流傳感器110和112到達(dá)雙極輸出插頭連接器114。雙極電外科電流從插頭連接器114流到在22的激活電極從在24的返回電極返回。返回電流從雙極輸出插頭連接器114流動通過第二雙極導(dǎo)線120。電壓傳感器116和118被連接在第一和第二雙極傳送導(dǎo)線108和120之間，并且從而感測傳送雙極電外科輸出功率的電壓。電流傳感器110將輸出電流感測信號70傳送到控制處理器32(圖1)，電流傳感器112將輸出電流感測信號74傳送到監(jiān)視處理器34(圖1)。以相同的方式，電壓傳感器116傳送輸出電壓感測信號72到控制處理器32(圖1)，電壓傳感器118將輸出電壓感測信號76傳送到監(jiān)視處理器34(圖1)。以此方式進(jìn)行安排，電流傳感器110和112以及電壓傳感器116和118提供它們自己的感測信號，獨(dú)立于由其它傳感器提供的感測信號。再次，從而其中一個感測器的不利功能不會影響到其它傳感器的功能。當(dāng)電外科發(fā)生器工作于單極或雙極模式時，只有一組電流感測信號70和74和只有一組電壓感測信號72和76將被提供。換句話說，在正常工作條件下，電外科發(fā)生器不可能同時工作在單極和雙極模式。每個傳感器116、118、104、106、110、112、88和90優(yōu)選地是傳統(tǒng)的變壓器。電流感測信號70和74，以及電壓感測信號72和76分別被應(yīng)用并由控制處理器32和監(jiān)視處理器34進(jìn)行處理，每一個以圖3所示的相同的方式來進(jìn)行。電流和電壓感測信號70(74)和72(76)被從RF輸出部分42(圖2和1)提供到傳統(tǒng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)122。ADC122將模擬電流和電壓感測信號70(74)和72(76)的瞬時值按由微處理器32(34)提供的控制信號建立的抽樣間隔轉(zhuǎn)換成抽樣值。電流和電壓感測信號70(74)和72(76)的抽樣值被按由傳統(tǒng)直接存儲器存取(DMA)控制器124建立的順序地址存儲在傳統(tǒng)緩沖存儲器126。ADC122和DMA控制器124工作在半自治基礎(chǔ)上來將電流和電壓感測信號的抽樣值存儲在緩存器126中。在本發(fā)明中可以有效使用的一個示例性抽樣技術(shù)在2002年11月19日申請的美國專利申請No.10/299953“ElectrosurgiclGeneratorandMethodwithMultipeSemi-AutonomouslyExecutableFunctions”中詳細(xì)進(jìn)行了描述。在緩存器126中已存儲預(yù)定數(shù)量的電流和電壓感測信號70(74)和72(76)的抽樣值之后，微處理器32(34)讀取這些值，并此后計(jì)算與功率相關(guān)的信息。在從緩存器126讀取電流和電壓感測信號的這些值之后，DMA控制器124使用由ADC122提供的新值替代在緩存器126中的這些值。與功率相關(guān)的信息優(yōu)選地是均方根(RMS)輸出功率或某些與RMS輸出功率相關(guān)的值。計(jì)算與功率相關(guān)信息的一種優(yōu)選技術(shù)是微處理器32(34)求取電流和電壓感測信號70(74)和72(76)的瞬時抽樣值的每一個的平方，相加所有的被平方的電流抽樣值，相加所有的被平方的電壓抽樣值，將被平方的電壓抽樣值的和與被平方的電流抽樣值的和相乘在一起，并取相乘所得乘積的平方根。這種計(jì)算的例子不是真正的RMS功率，這是因?yàn)闆]有執(zhí)行除以收集的抽樣數(shù)的步驟。然而，所產(chǎn)生的與功率相關(guān)的信息直接與RMS功率相關(guān)，這是因?yàn)樵谟?jì)算中所采用和使用的抽樣數(shù)相同。根據(jù)本發(fā)明，可以執(zhí)行其它類型的數(shù)學(xué)計(jì)算來獲得與功率相關(guān)的信息。確定與功率相關(guān)的信息的一個示例性計(jì)算技術(shù)在2002年11月19日申請的美國專利申請No.10/299953“ElectrosurgiclGeneratorandMethodwithMultipeSemi-AutonomouslyExecutableFunctions”中進(jìn)行了描述。本發(fā)明還可以使用其它與功率相關(guān)的信息的計(jì)算算法。通過獲得在預(yù)定時間上的多個抽樣值來計(jì)算功率有效地積分該與功率相關(guān)的信息。這在由外科醫(yī)生激活電外科發(fā)生器的典型方式中尤其有利。該典型激活過程用于外科醫(yī)生在整個電外科過程期間每次按壓手指控制開關(guān)或踩踏腳踏開關(guān)幾秒鐘來執(zhí)行一系列相對短的和連續(xù)重復(fù)的外科手術(shù)動作。在相對長的時間周期上收集抽樣允許對從每個這種短激活中產(chǎn)生的值進(jìn)行積分和長時間數(shù)字濾波作為一種類型的濾波來消除反常的影響。使用類似的電壓和電流感測信息，控制處理器32和監(jiān)視處理器34的每一個應(yīng)當(dāng)計(jì)算幾乎相同量的功率。由于每個信號的定時考慮或在傳感器或在每個信號的信號路徑中的輕微差別，在所計(jì)算的值之間可能產(chǎn)生一些小的差別。因此，通過比較在由經(jīng)驗(yàn)確定的可接受容差內(nèi)尋找兩個幾乎相同的結(jié)果。在執(zhí)行該計(jì)算之后，該結(jié)果被存儲在存儲器128或保持在執(zhí)行該計(jì)算的處理器中。存儲器128連接到系統(tǒng)總線36以便存儲在存儲器128中的計(jì)算結(jié)果可以被也連接到系統(tǒng)總線36的一個或多個其它的處理器讀取。為了比較所計(jì)算的與功率相關(guān)的結(jié)果，所計(jì)算的與功率相關(guān)的結(jié)果被通過系統(tǒng)總線36傳輸?shù)较到y(tǒng)處理器30或控制處理器32或監(jiān)視處理器34(圖1)。系統(tǒng)處理器30或監(jiān)視處理器34(圖1)應(yīng)執(zhí)行該比較來獲得在必須進(jìn)行計(jì)算以調(diào)節(jié)輸出功率的控制處理器32(圖1)的操作上的冗余校驗(yàn)。然而，取決于控制處理器32的能力，可以比較與功率相關(guān)的信息。執(zhí)行該比較的處理器，此后稱作“比較處理器”，從控制處理器32和監(jiān)視處理器34的存儲器128接收所計(jì)算的功率信息來執(zhí)行該比較。圖4顯示了由控制和監(jiān)視處理器32和34使用來從抽樣電流和電壓值計(jì)算與功率相關(guān)信息的處理流或過程150的典型并更詳細(xì)的解釋。過程150開始于步驟152。在步驟154，通過傳送激活信號26(圖1)確定電外科發(fā)生器是否已經(jīng)激活。直到激活為止，過程150一直在步驟154等待。一旦激活發(fā)生，啟動定時器或記錄當(dāng)前時間(啟動時間)，并顯示在步驟156。處理器能夠測量或計(jì)算激活的持續(xù)時間。在步驟158收集電流和電壓信號的抽樣值直到確定在步驟160去激活電外科發(fā)生器。在步驟158，ADC122將電流和電壓感測信號的模擬值轉(zhuǎn)換成它們的數(shù)字抽樣值，并且DMA控制器124將由ADC122產(chǎn)生的瞬時抽樣值存儲在緩沖存儲器126中(圖3)。這種情況會發(fā)生，直到在步驟160去激活電外科發(fā)生器或直到使用抽樣填充緩沖存儲器126。一旦在步驟160被去激活，則在步驟162停止采集抽樣值(數(shù)據(jù))。此后，在步驟164，定時器被停止或記錄當(dāng)前時間(停止時間)。如果激活電外科發(fā)生器的期間的時間周期不處于預(yù)定的時間窗內(nèi)，如在步驟166和168確定那樣，那么就不執(zhí)行與功率相關(guān)的信息計(jì)算。替代地，過程150返回到步驟154以等待下一個激活。以此方式，在實(shí)際程序期間典型地不涉及傳送電外科功率的某些公共事件將不會導(dǎo)致電外科發(fā)生器的無意識、不必要的關(guān)閉。例如，一些外科醫(yī)生暫時短路電外科發(fā)生器的輸出功率終端以觀測電弧來作為確定電外科發(fā)生器是否工作的技術(shù)。雖然這不是建議的程序，但是這告訴了外科醫(yī)生電外科發(fā)生器正在工作。由于不存在組織電阻或阻抗，所以電流和電壓感測信號70(74)和72(76)是反常的。這種反?？赡軙谒?jì)算的與功率相關(guān)的信息中引起相當(dāng)大的偏差，以致于當(dāng)進(jìn)行比較時檢測到錯誤，而事實(shí)上并不存在實(shí)際的錯誤。而且，控制處理器32或監(jiān)視處理器34可能錯過部分或全部的太短的功率傳送事件。以相同的方式，使用在步驟168確定的預(yù)定時間窗的最大持續(xù)時間，通過防止電外科發(fā)生器的過長的激活傳送感測電壓和電流的太多的抽樣值到緩存器126(圖3)而使其溢出來獲得激活時間期間的精確抽樣。這樣，在步驟166和168建立的預(yù)定時間窗使能過程150來防止在反常情況下無意關(guān)閉電外科發(fā)生器20。所述窗的大小是基于有關(guān)大多數(shù)電外科手術(shù)的典型持續(xù)時間的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來選擇的，其通常落入最小和最大時間的范圍內(nèi)(例如，分別為0.5-5.0秒)。緩存器126的大小和ADC122(圖3)的抽樣速率還在步驟168定義最大時間限制，在該時間限制內(nèi)可以收集數(shù)據(jù)，盡管如果信息是在較長的時間周期上收集的，那么也可以累積填充多個緩存器的結(jié)果。預(yù)定時間窗是由在步驟166建立的最小時間和在步驟168建立的最大時間固定的，并且這些最小和最大時間定義了獲得與功率相關(guān)的信息的優(yōu)選時間幀。如果電外科過程的持續(xù)時間處于預(yù)定時間窗內(nèi)，如在步驟166和168內(nèi)確定的那樣，那么在步驟170就執(zhí)行用于RMS電壓、電流和功率的各種計(jì)算。接著在步驟172將與功率相關(guān)的計(jì)算結(jié)果發(fā)送到比較處理器以對這些結(jié)果進(jìn)行比較。接著過程150返回到步驟154。作為在步驟166和168確定電外科發(fā)生器的激活是否處于預(yù)定時間窗內(nèi)的一個可選項(xiàng)，RMS計(jì)算可以由控制處理器和監(jiān)視處理器來執(zhí)行，而不管激活的持續(xù)時間。在此情況下，比較處理器確定如果持續(xù)時間處于窗口之外是否取消該比較。圖5顯示了用來在所計(jì)算的來自控制處理器和監(jiān)視處理器的與功率相關(guān)的信息進(jìn)行比較并進(jìn)行響應(yīng)的處理流程或過程200的典型和更詳細(xì)的解釋。過程200開始于步驟202。在步驟204，確定電外科發(fā)生器是否已經(jīng)被激活。只要去激活存在，過程200就在步驟204等待。一旦產(chǎn)生激活，在204的確定就為肯定，并在步驟206從控制處理器32的存儲器128(圖3)和在步驟208從監(jiān)視處理器34的存儲器128讀取所計(jì)算的與功率相關(guān)的信息，或者相反該信息由兩個計(jì)算處理器提供。如果控制處理器或監(jiān)視處理器是比較處理器，那么在執(zhí)行過程200時，實(shí)際上就可以或不可以在其相關(guān)存儲器128內(nèi)存儲功率計(jì)算的結(jié)果。分別在步驟210和212，確定兩個所計(jì)算的結(jié)果是否存在于相互可接受的容限內(nèi)。如果來自控制處理器32的計(jì)算結(jié)果(C)不大于來自監(jiān)視處理器34的計(jì)算結(jié)果(M)達(dá)預(yù)定的上范圍界限，如在步驟210中確定的那樣，并且如果所計(jì)算的結(jié)果(C)不小于所計(jì)算的結(jié)果(M)達(dá)預(yù)定的下范圍界限，如在步驟212中確定的那樣，那么過程200返回到步驟204等待下一個激活的結(jié)束。在步驟210和212的否定確認(rèn)表示可接受的功能。另一方面，如果兩個計(jì)算的結(jié)果(C)和(M)沒有處于相互的可接受的容差內(nèi)，如在步驟210和212中確定的那樣，那么在步驟214就執(zhí)行合適的錯誤處理過程。錯誤處理過程可以記錄錯誤的發(fā)生，警告外科醫(yī)生，關(guān)閉電外科發(fā)生器和/或采取任何其它合適的響應(yīng)措施。通過記錄錯誤的發(fā)生使得可以在順序發(fā)生一定數(shù)量的錯誤或在大量激活或嘗試激活內(nèi)發(fā)生一些數(shù)量的錯誤之后(例如，10次激活嘗試中的5次錯誤)能夠進(jìn)行其它響應(yīng)措施。如果錯誤響應(yīng)不包括關(guān)閉電外科發(fā)生器，如在步驟216確定的那樣，那么過程200返回到步驟204等待當(dāng)前發(fā)生激活的結(jié)束。如果，另一方面，該響應(yīng)不包括關(guān)閉電外科發(fā)生器，如在步驟216中確定的那樣，那么在步驟218就發(fā)布關(guān)閉電外科發(fā)生器的命令，并在步驟220結(jié)束過程200。本發(fā)明提供了確定傳感器何時出故障的改進(jìn)和益處。在這種情況下，來自故障傳感器的電流或電壓感測信號將導(dǎo)致沒有順利與其它功率相關(guān)計(jì)算比較的與功率相關(guān)的計(jì)算，從而指示電外科發(fā)生器與安全相關(guān)的問題。此外，本發(fā)明可以檢測在與控制和監(jiān)視微處理器相關(guān)的某些其它部件中是否存在故障。由于出故障的部件通常不能正確地傳遞或處理流過該故障部件的電壓和電流信號的值，所以這種故障也可以導(dǎo)致在所計(jì)算結(jié)果之間的偏差。而且，如果控制器或監(jiān)視處理器不能執(zhí)行它們被編程的功能，那么這種故障也可能反映在與功率相關(guān)的信息的錯誤計(jì)算中。本發(fā)明結(jié)合監(jiān)視處理器34監(jiān)視電外科發(fā)生器20(圖1)的模式功能尤其有利，如在2002年11月19日申請的美國專利申請No.10/299952“ElectrosurgiclGeneratorandMethodforCrossCheckingModeFunctionality”中描述的那樣。概括來說，模式功能檢查涉及觀測由控制處理器32提供的驅(qū)動定義信號80來確定控制處理器32是否正在傳送由所選工作模式指示的驅(qū)動信號的正確模式。如果驅(qū)動定義信號80的特性與所選的工作模式不一致，那么監(jiān)視處理器34就終止電外科功率的傳送。例如，既使電外科發(fā)生器工作在不正確的模式，也可以獲得可接受的功率計(jì)算。由于故障可能引起在功率傳送或與所選工作模式相關(guān)的驅(qū)動信號的模式中的錯誤，所以檢查傳送的功率和模式信息提供了確定電外科發(fā)生器的正確工作的非常有效的技術(shù)。在獲得對本發(fā)明的充分理解上，監(jiān)視電外科發(fā)生器的正確功能的許多其它好處、優(yōu)點(diǎn)和改進(jìn)也將明了。因此，可以防止電外科發(fā)生器工作在可能引起對病人的危險(xiǎn)的條件下和電外科發(fā)生器的輸出功率和性能更可靠傳送的條件下。本發(fā)明及其改進(jìn)的當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)在特定的程度上進(jìn)行了描述。這種描述作為優(yōu)選示例來做出。應(yīng)該明白，本發(fā)明的范圍由下面的權(quán)利要求書來限定。權(quán)利要求1.一種評估傳送電外科輸出功率的電外科發(fā)生器的功能性的方法，包括使用第一計(jì)算來計(jì)算與傳送的輸出功率相關(guān)的第一值；使用與第一計(jì)算分離的第二計(jì)算來計(jì)算與傳送的輸出功率相關(guān)的第二值；比較第一和第二值；和當(dāng)?shù)谝缓偷诙抵g的不同達(dá)到預(yù)定量時，指示錯誤條件。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述電外科輸出功率是通過輸出電流和輸出電壓來建立的，以及該方法進(jìn)一步包括在第一和第二計(jì)算的每一個中使用輸出電流和輸出電壓來計(jì)算第一和第二值；分別為第一和第二計(jì)算感測輸出電壓和輸出電流。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述電外科發(fā)生器包括控制電外科輸出功率的傳送的控制處理器，還包括監(jiān)視電外科發(fā)生器的性能的監(jiān)視處理器，以及該方法進(jìn)一步包括使用控制處理器執(zhí)行第一計(jì)算；和使用監(jiān)視處理器執(zhí)行第二計(jì)算。4.如權(quán)利要求3所述的方法，進(jìn)一步包括計(jì)算第一和第二值作為在預(yù)定時間間隔上從電外科發(fā)生器傳送的平均功率。5.如權(quán)利要求4所述的方法，進(jìn)一步包括在第一預(yù)定時間間隔上計(jì)算第一值；在第二預(yù)定時間間隔上計(jì)算第二值；和建立不同的第一和第二預(yù)定時間間隔。6.如權(quán)利要求4所述的方法，進(jìn)一步包括以第一抽樣頻率感測輸出電流和輸出電壓以使用第一計(jì)算來計(jì)算第一值；以第二抽樣頻率感測輸出電流和輸出電壓以使用第二計(jì)算來計(jì)算第二值；和建立不同的第一和第二抽樣頻率。7.如權(quán)利要求4所述的方法，進(jìn)一步包括在激活時間間隔期間，激活電外科發(fā)生器來傳送輸出功率；和使用所述激活時間間隔作為預(yù)定時間間隔，在該預(yù)定時間間隔上計(jì)算傳送的平均功率作為第一和第二值。8.如權(quán)利要求3所述的方法，進(jìn)一步包括在將第一值傳送到監(jiān)視處理器；和使用監(jiān)視處理器來比較第一和第二值。9.如權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括指示來自監(jiān)視處理器的錯誤條件。10.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述電外科發(fā)生器進(jìn)一步包括用于監(jiān)視控制處理器和監(jiān)視處理器的功能性的系統(tǒng)處理器，以及該方法進(jìn)一步包括將第一和第二值傳送到該系統(tǒng)處理器；和使用該系統(tǒng)處理器比較第一和第二值。11.如權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括指示來自系統(tǒng)處理器的錯誤條件。12.如權(quán)利要求3所述的方法，進(jìn)一步包括為第一和第二計(jì)算的每一個在多個電流值中感測輸出電流；為第一和第二計(jì)算的每一個在多個電壓值中感測輸出電壓；為第一和第二計(jì)算的每一個收集多個電流值和多個電壓值；在所收集的多個電流值的每一個上和在所收集的多個電壓值的每一個上執(zhí)行均方根計(jì)算；和在第一和第二計(jì)算中使用所述均方根電流值和均方根電壓值來計(jì)算第一值和第二值。13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述電外科發(fā)生器包括控制電外科輸出功率傳送的控制處理器，還包括監(jiān)視電外科發(fā)生器的功能的監(jiān)視處理器，以及該方法進(jìn)一步包括使用控制處理器執(zhí)行第一計(jì)算；和使用監(jiān)視處理器執(zhí)行第二計(jì)算。14.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括一旦指示錯誤條件，就終止傳送電外科輸出功率。15.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括每當(dāng)?shù)谝缓偷诙抵g的不同超過預(yù)定的量就增加計(jì)數(shù)數(shù)值；和一旦計(jì)數(shù)數(shù)值達(dá)到預(yù)定門限就指示錯誤條件。16.如權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括一旦第一和第二值之間的不同沒有達(dá)到預(yù)定的量就將計(jì)數(shù)數(shù)值重置為預(yù)定計(jì)數(shù)值。17.如權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括在預(yù)定數(shù)量的最近比較內(nèi)，只有當(dāng)?shù)谝缓偷诙抵g的不同達(dá)到預(yù)定的量才增加計(jì)數(shù)數(shù)值。18.一種評估電外科發(fā)生器的功能性的方法，該電外科發(fā)生器傳送電外科輸出功率，并包括用來控制輸出功率的傳送的控制處理器，用來監(jiān)視電外科發(fā)生器的性能的監(jiān)視處理器，和用來感測傳送的輸出功率的電流和電壓的傳感器，該方法包括激活電外科發(fā)生器來傳送輸出功率；感測在第一周期間隔內(nèi)的電流和電壓來獲得傳送的輸出功率的第一組電流和電壓測量；感測在第二周期間隔內(nèi)的電流和電壓來獲得傳送的輸出功率的第二組電流和電壓測量；記錄所述第一和第二組測量；去激活電外科發(fā)生器來終止傳送輸出功率；通過控制處理器執(zhí)行第一計(jì)算來計(jì)算與從第一組記錄的測量產(chǎn)生的輸出功率相關(guān)的第一值；通過監(jiān)視處理器執(zhí)行第二計(jì)算來計(jì)算與從第二組記錄的測量產(chǎn)生的輸出功率相關(guān)的第二值；比較所計(jì)算的第一和第二值來確定所計(jì)算的第一和第二值之間的不同是否達(dá)到預(yù)定的量；和一旦確定所計(jì)算的第一和第二值之間的不同達(dá)到預(yù)定的量，就執(zhí)行錯誤響應(yīng)。19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述電外科發(fā)生器還包括監(jiān)視控制處理器和監(jiān)視處理器的功能性的系統(tǒng)處理器，以及該方法進(jìn)一步包括將從控制處理器計(jì)算的第一值傳送到系統(tǒng)處理器；將從監(jiān)視處理器計(jì)算的第二值傳送到系統(tǒng)處理器；通過系統(tǒng)處理器執(zhí)行的計(jì)算來比較所計(jì)算的第一和第二值；和由系統(tǒng)處理器來執(zhí)行錯誤響應(yīng)。20.如權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括確定在激活和去激活電外科發(fā)生器之間的時間間隔；和只有當(dāng)在激活和去激活之間的時間間隔落在預(yù)定最小時間和預(yù)定最大時間之間時才執(zhí)行比較步驟。21.如權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括在所執(zhí)行的錯誤響應(yīng)內(nèi)包括記錄錯誤的發(fā)生、發(fā)布告警和終止輸出功率傳送中的至少一個。22.一種電外科發(fā)生器，其傳送電外科輸出功率并根據(jù)反饋信息來調(diào)節(jié)傳送的輸出功率量，包括多個傳感器，其被連接用來感測傳送的輸出功率的電流和電壓并且通過操作來提供與所感測的電流和電壓量相關(guān)的電流和電壓測量信號；控制處理器，其可以接收電流和電壓測量信號，基于該電流和電壓測量信號執(zhí)行第一計(jì)算來產(chǎn)生反饋信息以及產(chǎn)生與傳送的輸出功率相關(guān)的第一值；監(jiān)視處理器，其可以接收電流和電壓測量信號，以及執(zhí)行與第一計(jì)算分離的第二計(jì)算來產(chǎn)生與傳送的輸出功率相關(guān)的第二值；連接控制處理器和監(jiān)視處理器的通信路徑，在該路徑上，控制處理器和監(jiān)視處理器傳送包括第一和第二值的信息，控制處理器和監(jiān)視處理器中接收第一和第二值的一個是比較處理器；該比較處理器執(zhí)行比較程序來比較第一和第二值，并在第一和第二值之間的不同達(dá)到預(yù)定量時傳送錯誤條件信號；和所述電外科發(fā)生器通過發(fā)布錯誤指示或終止傳送輸出功率中之一來響應(yīng)于錯誤條件信號的斷言。23.如權(quán)利要求22所述的電外科發(fā)生器，其中，所述多個傳感器包括用于提供用來執(zhí)行第一計(jì)算的第一電流感測測量信號的第一電流傳感器；用于提供用來執(zhí)行第二計(jì)算的第二電流感測測量信號的第二電流傳感器；用于提供用來執(zhí)行第一計(jì)算的第一電壓感測測量信號的第一電壓傳感器；和用于提供用來執(zhí)行第二計(jì)算的第二電壓感測測量信號的第二電壓傳感器。24.如權(quán)利要求23所述的電外科發(fā)生器，其中，所述控制處理器和監(jiān)視處理器是數(shù)字處理器。25.如權(quán)利要求24所述的電外科發(fā)生器，進(jìn)一步包括連接到第一電流和電壓傳感器并可以操作來將第一電流和電壓感測測量信號分別轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式的第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)；第一直接存儲器存取(DMA)控制器；連接到第一ADC和第一DMA控制器的第一緩存器，第一DMA控制器將第一電流和電壓感測測量信號的數(shù)字形式放在第一緩存器中；控制處理器連接到第一緩存器以從第一緩存器讀取第一電流和電壓感測測量信號的數(shù)字形式來執(zhí)行第一計(jì)算；連接到第二電流和電壓傳感器并可操作用來將第二電流和電壓感測測量信號分別轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式的第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)；第二直接存儲器存取(DMA)控制器；連接到第二ADC和第二DMA控制器的第二緩存器，第二DMA控制器將第二電流和電壓感測測量信號的數(shù)字形式放在第二緩存器中；和監(jiān)視處理器連接到第二緩存器以從第二緩存器讀取第二電流和電壓感測測量信號的數(shù)字形式來執(zhí)行第二計(jì)算。26.如權(quán)利要求22所述的電外科發(fā)生器，進(jìn)一步包括監(jiān)視控制處理器監(jiān)視處理器的功能性的系統(tǒng)處理器，該系統(tǒng)處理器連接到通信路徑以與控制處理器和監(jiān)視處理器進(jìn)行通信，該系統(tǒng)處理器是發(fā)布錯誤指示的比較處理器。27.如權(quán)利要求26所述的電外科發(fā)生器，其中控制處理器執(zhí)行第一計(jì)算；監(jiān)視處理器執(zhí)行第二計(jì)算；和控制處理器和監(jiān)視處理器在所述通信路徑上發(fā)送第一和第二值到系統(tǒng)處理器。28.如權(quán)利要求26所述的電外科發(fā)生器，進(jìn)一步包括連接到系統(tǒng)處理器并能夠響應(yīng)于錯誤條件信號來傳送告警的報(bào)警器。29.如權(quán)利要求26所述的電外科發(fā)生器，其中所述系統(tǒng)處理器通過記錄錯誤發(fā)生來響應(yīng)于錯誤條件信號的斷言。全文摘要在電外科發(fā)生器中通過使用分離的第一和第二計(jì)算來計(jì)算與傳送的輸出功率相關(guān)的第一和第二值以評估功能和輸出功率。比較兩個計(jì)算的值，并在兩個值之間的不同達(dá)到預(yù)定量時指示錯誤條件。所述分離的計(jì)算與輸出電流和電壓測量的測量、平均和抽樣將其它分離活動一起擔(dān)當(dāng)檢測由故障或設(shè)備失效引起的錯誤的有效基礎(chǔ)。這種錯誤條件可以用作終止輸出功率傳送或指示錯誤的基礎(chǔ)。文檔編號A61B18/12GK1713856SQ200380103676公開日2005年12月28日申請日期2003年10月27日優(yōu)先權(quán)日2002年11月19日發(fā)明者蒂姆·雷菲爾,吉姆·潘泰拉申請人:康曼德公司