無(wú)。

背景技術(shù)：

電外科系統(tǒng)在外科手術(shù)期間被用于去除幾種不同的組織類型。例如，涉及膝蓋或肩膀的手術(shù)可以去除軟骨、半月板以及自由浮動(dòng)和/或被困的組織的多個(gè)部分。在一些情況下，這種去除可以是非常輕微的去除，例如組織雕刻（tissue sculpting），并且在其他情況下使用更激進(jìn)的組織去除。電外科系統(tǒng)還可以按照凝血模式來(lái)操作，以密封在組織去除期間暴露的動(dòng)脈血管，并且密封來(lái)減少出血。

無(wú)論電外科系統(tǒng)被用于組織去除還是用于凝血，電外科系統(tǒng)都可符合標(biāo)準(zhǔn)制定組織（例如，國(guó)際電工委員會(huì)（IEC））設(shè)定的某些標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)限制了隨著時(shí)間的推移能夠作為手術(shù)的一部分應(yīng)用的能量的量。

任何提高電外科系統(tǒng)的性能的進(jìn)步將提供競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，但這些進(jìn)步仍使得所述電外科系統(tǒng)能夠符合各種標(biāo)準(zhǔn)。

附圖說(shuō)明

為了詳細(xì)描述示例性實(shí)施例，現(xiàn)在將參考附圖，附圖中：

圖1示出了根據(jù)至少一些實(shí)施例的電外科系統(tǒng)；

圖2示出了根據(jù)至少一些實(shí)施例的電外科手術(shù)棒的正視圖；

圖3示出了根據(jù)至少一些實(shí)施例的電外科手術(shù)棒的剖面正視圖；

圖4示出了根據(jù)至少一些實(shí)施例的電外科手術(shù)棒的遠(yuǎn)端的透視圖；

圖5示出了根據(jù)至少一些實(shí)施例的控制器的電氣框圖；

圖6示出了根據(jù)至少一些實(shí)施例的方法；以及

圖7示出了根據(jù)至少一些實(shí)施例的方法。

符號(hào)和命名

貫穿下面的說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求特定術(shù)語(yǔ)被用于表示特定的系統(tǒng)部件。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，設(shè)計(jì)和制造電外科系統(tǒng)的公司可以通過(guò)不同的名稱來(lái)指代部件。本文檔不意在區(qū)分在名稱而非功能上不同的部件。

在下面的論述中以及在權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)“包括”和“包含”以開(kāi)放式的方式使用，并且因此，應(yīng)當(dāng)被解釋為意指“包括但不限于...”。此外，術(shù)語(yǔ)“耦接”或“聯(lián)接”意在表示間接或直接的連接。因此，如果第一裝置耦接到第二裝置，則該連接可通過(guò)直接連接或通過(guò)經(jīng)由其他裝置和連接的間接連接。

對(duì)單數(shù)項(xiàng)目的引用包括存在復(fù)數(shù)個(gè)相同項(xiàng)目的可能性。更具體而言，如本文和所附權(quán)利要求中所用的，單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”、“所述”以及“該”包括復(fù)數(shù)引用，除非上下文另有明確指示。還要注意的是，權(quán)利要求可被撰寫成排除任何可選的元件。因此，該陳述用作結(jié)合權(quán)利要求元件的陳述來(lái)使用諸如“單獨(dú)”、“僅”之類的排他性術(shù)語(yǔ)或使用“否定”限制的前提基礎(chǔ)。最后，要理解的是，除非另有定義，否則本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)都具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的一般技術(shù)人員通常理解的相同的含義。

“切除”是指基于組織與等離子體的相互作用的組織去除。

“等離子體”是指在蒸氣泡內(nèi)形成的低溫高度電離氣體或能夠發(fā)射電離放電的蒸氣層。

“有源電極”是指電外科手術(shù)棒的電極，當(dāng)與治療針對(duì)的組織接觸或緊密接近時(shí)，所述電極產(chǎn)生預(yù)期的電致組織改變效果。

“返回電極”是指相對(duì)于有源電極用于為電荷提供電流流動(dòng)路徑的電外科手術(shù)棒的電極，和/或本身對(duì)治療針對(duì)的組織不產(chǎn)生任何預(yù)期的電致組織改變效果的電外科手術(shù)棒的電極。

“與生物組織處于操作關(guān)系”的接近程度是指其中與等離子體相互作用的組織影響等離子體對(duì)通過(guò)等離子體的電流所呈現(xiàn)的阻抗的接近程度。

在提供值的范圍的情況下，應(yīng)當(dāng)理解的是，在該范圍的上限和下限之間的每個(gè)中間值以及處于所述范圍中的任何其他陳述的值或中間值也包含在本發(fā)明內(nèi)。此外，還預(yù)期所描述的創(chuàng)造性變型的任何可選特征可被獨(dú)立地或與本文所述的特征中的任何一個(gè)或多個(gè)結(jié)合地來(lái)闡述和要求保護(hù)。

本文所提及的所有現(xiàn)有主題（例如，出版物、專利、專利申請(qǐng)和硬件）都通過(guò)引用整體地結(jié)合于本文中，除非該主題可能與本發(fā)明的主題沖突（在這種情況下，以本文呈現(xiàn)的內(nèi)容為準(zhǔn)）。所引用的項(xiàng)目?jī)H因?yàn)樗鼈冊(cè)诒旧暾?qǐng)的申請(qǐng)日之前公開(kāi)而提供。本文中的任何內(nèi)容都不應(yīng)被解釋為是承認(rèn)由于在先發(fā)明本發(fā)明無(wú)權(quán)先于這些材料。

本公開(kāi)在隨時(shí)間的能量輸送（例如，在一秒中輸送的焦耳數(shù)，或在介于30毫秒和500毫秒之間的范圍中輸送的焦耳數(shù)）和能量輸送率（例如，焦耳/秒）之間加以區(qū)別。因此，在一秒期間輸送的示例性的400焦耳和示例性的400焦耳/秒（即，400瓦）的速率之間存在差異。人們能夠在小于一秒的短脈沖中以超過(guò)400瓦的速率輸送能量，但不超過(guò)在一秒期間輸送的示例性的400焦耳。

具體實(shí)施方式

在詳細(xì)描述各個(gè)實(shí)施例之前，要理解的是，本發(fā)明不限于本文中闡述的特定變型，這是因?yàn)榭梢宰鞒龈鞣N改變或修改，并且可以替換等同物，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。如在閱讀本公開(kāi)時(shí)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將顯而易見(jiàn)的，本文描述和圖示的個(gè)別實(shí)施例中的每一個(gè)具有離散的部件和特征，這些部件和特征可以容易地與任何其他若干實(shí)施例的特征分離或組合，而不脫離本發(fā)明的范圍或精神。此外，可以作出許多修改，以使特定狀況、材料、物質(zhì)組成、過(guò)程、過(guò)程動(dòng)作或步驟適于本發(fā)明的目標(biāo)、精神或范圍。所有這些修改意在屬于本文所做的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。

各個(gè)實(shí)施例涉及更準(zhǔn)確且更緊密地符合關(guān)于電外科手術(shù)的能量輸送的操作標(biāo)準(zhǔn)的電外科方法和相關(guān)的電外科系統(tǒng)。更具體而言，各示例性方法測(cè)量到電外科手術(shù)棒的有源電極的能量流（例如，以焦耳為單位）。在能量流動(dòng)期間，多個(gè)積分器或累加器在操作，其在重疊的時(shí)間窗口中測(cè)量輸送的能量的量（例如，以焦耳為單位）。當(dāng)在任何時(shí)間窗口內(nèi)耗散的能量的總量達(dá)到或超過(guò)預(yù)定閾值時(shí)，能量輸送被暫時(shí)停止（稱為“脈沖（pulsing）”）。各個(gè)示例性系統(tǒng)和方法是在具有體積控制抽吸（volume-controlled aspiration）的濕場(chǎng)電外科手術(shù)（例如，在膝蓋或肩膀內(nèi)）的背景下開(kāi)發(fā)的，其中，抽吸孔靠近有源電極駐留。因此，下面的說(shuō)明書(shū)是基于開(kāi)發(fā)背景；然而，這些示例性方法和系統(tǒng)同樣適用于干場(chǎng)電外科手術(shù)（例如，在皮膚上或在鼻子和嘴內(nèi)的手術(shù)）中，其中，抽吸體積不受控制（例如，不論模式或體積流量，應(yīng)用單一的吸入壓力），并且還適用于抽吸由與承載有源電極的器械分開(kāi)和遠(yuǎn)離的其他手術(shù)器械來(lái)提供的狀況。本說(shuō)明書(shū)首先轉(zhuǎn)向一種示例性系統(tǒng)以引導(dǎo)讀者，然后轉(zhuǎn)向描述相關(guān)技術(shù)的裝置的操作，并且最后轉(zhuǎn)向描述根據(jù)示例性實(shí)施例的方法和系統(tǒng)。

圖1示出了根據(jù)至少一些實(shí)施例的電外科系統(tǒng)100。特別地，電外科系統(tǒng)100包括電外科手術(shù)棒102（下文中稱為“棒102”），其耦接到電外科控制器104（下文中稱為“控制器104”）。棒102包括限定了遠(yuǎn)端108的細(xì)長(zhǎng)的軸106。細(xì)長(zhǎng)的軸106還限定了柄或近端110，其中，醫(yī)師在外科手術(shù)期間握持棒102。棒102還包括收容一個(gè)或多個(gè)電導(dǎo)線（圖1中未具體示出）的柔性多芯電纜112，并且柔性多芯電纜112端接在棒連接器114中。如圖1中所示，棒102耦接到控制器104，這例如是通過(guò)處于外殼122的外表面（在圖1的圖示情況下，為前表面）上的控制器連接器120。

盡管在圖1的視圖中不可見(jiàn)，但在一些實(shí)施例中，棒102具有一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部流體管道，其耦接到外部可接近的管狀構(gòu)件。如圖所示，棒102具有柔性的管狀構(gòu)件116，其用于在棒的遠(yuǎn)端108處提供抽吸。根據(jù)各實(shí)施例，管狀構(gòu)件116耦接到蠕動(dòng)泵118，所述蠕動(dòng)泵118被說(shuō)明性地示出為是與控制器104的整體部件（即，至少部分地駐留在控制器104的外殼122內(nèi)）。在其他實(shí)施例中，蠕動(dòng)泵118的外殼可與控制器104的外殼122分離（如附圖中的虛線所示），但在任何情況下蠕動(dòng)泵都被操作性地耦接到控制器104。在另一些實(shí)施例中，用于抽吸的吸力可由任何合適的源來(lái)提供，例如在醫(yī)院環(huán)境中可獲得的吸風(fēng)口（suction outlet）。示例性蠕動(dòng)泵118包括轉(zhuǎn)子部分124（以下僅稱為“轉(zhuǎn)子124”）以及定子部分126（以下僅稱為“定子126”）。示例性的柔性管狀構(gòu)件116在轉(zhuǎn)子124和定子126之間耦接在蠕動(dòng)泵118內(nèi)，并且轉(zhuǎn)子124抵靠柔性管狀構(gòu)件116的運(yùn)動(dòng)引起朝向排出部128的流體運(yùn)動(dòng)。

仍參照?qǐng)D1，顯示裝置或接口裝置130是通過(guò)控制器104的外殼122可見(jiàn)的，并且在一些實(shí)施例中，用戶可借助于接口裝置130和相關(guān)的按鈕132來(lái)選擇控制器104的操作特性。例如，使用按鈕132中的一個(gè)或多個(gè)，外科醫(yī)生可以在控制電外科手術(shù)期間系統(tǒng)脈沖的頻率或激進(jìn)程度的閾值能量值和/或可調(diào)整的時(shí)間窗口之中進(jìn)行選擇。下面更徹底地論述各種時(shí)間窗口和能量值。

在一些實(shí)施例中，電外科系統(tǒng)100還包括腳踏板組件134。腳踏板組件134可以包括一個(gè)或多個(gè)踏板裝置136和138、柔性多芯電纜140以及踏板連接器142。雖然僅示出了兩個(gè)踏板裝置136和138，但可以實(shí)施一個(gè)或多個(gè)踏板裝置?？刂破?04的外殼122可以包括耦接到踏板連接器142的相對(duì)應(yīng)的連接器144。醫(yī)師可以使用腳踏板組件134來(lái)控制控制器104的各方面，例如切除的模式。例如，踏板裝置136可以被用于對(duì)將射頻（RF）能量施加于棒102進(jìn)行通斷控制。此外，踏板裝置138還可以被用于控制和/或設(shè)定電外科系統(tǒng)的操作模式。例如，促動(dòng)踏板裝置138可以在切除模式和凝血模式之間切換。

各實(shí)施例的電外科系統(tǒng)100實(shí)施了采用Coblation?技術(shù)的切除。特別地，本公開(kāi)的受讓人是Coblation?技術(shù)的所有者。Coblation?技術(shù)涉及在棒102的一個(gè)或多個(gè)有源電極和一個(gè)或多個(gè)返回電極之間應(yīng)用射頻（RF）信號(hào)，以在目標(biāo)組織附近形成高電場(chǎng)強(qiáng)度。該電場(chǎng)強(qiáng)度可足以蒸發(fā)在一個(gè)或多個(gè)有源電極和目標(biāo)組織之間的區(qū)域中的一個(gè)或多個(gè)有源電極的至少一部分上的導(dǎo)電流體。導(dǎo)電流體可固有地存在于身體中，例如血液，或者在一些情況下為細(xì)胞外或細(xì)胞內(nèi)的流體。在其他實(shí)施例中，導(dǎo)電流體可以是液體或氣體，例如等滲鹽水。在例如涉及膝蓋或肩膀的外科手術(shù)之類的一些實(shí)施例中，導(dǎo)電流體在有源電極附近輸送和/或通過(guò)與系統(tǒng)100分開(kāi)并且遠(yuǎn)離的輸送系統(tǒng)來(lái)輸送到目標(biāo)部位。

當(dāng)導(dǎo)電流體被加熱至流體的原子蒸發(fā)快于原子再凝結(jié)的點(diǎn)時(shí)，形成氣體。當(dāng)對(duì)所述氣體施加足夠的能量時(shí)，原子彼此碰撞，從而在過(guò)程中引起電子的釋放，并且形成電離氣體或等離子體（所謂的“物質(zhì)的第四態(tài)”）。換句話說(shuō)，可以通過(guò)加熱氣體并且通過(guò)驅(qū)動(dòng)電流通過(guò)氣體來(lái)電離氣體，或者通過(guò)將電磁波導(dǎo)引到氣體中，來(lái)形成等離子體。等離子體形成的方法直接向等離子體中的自由電子提供能量，電子原子碰撞釋放更多的電子，并且該過(guò)程級(jí)聯(lián)，直到實(shí)現(xiàn)所需的電離度。對(duì)等離子體的更完整的描述能夠在Princeton大學(xué)等離子體物理實(shí)驗(yàn)室的R.J. Goldston和P.H. Rutherford的Plasma Physics（1995）中找到，其完整公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于本文中。

隨著等離子體的密度變得足夠低（即，對(duì)于水溶液而言小于大約1020原子/cm³），電子平均自由程增加，使得隨后注入的電子在等離子體內(nèi)引起碰撞電離。當(dāng)?shù)入x子體層中的離子顆粒具有足夠的能量（例如，3.5電子伏特（eV）至5eV）時(shí)，離子顆粒與構(gòu)成目標(biāo)組織的分子的碰撞破壞目標(biāo)組織的分子鍵，從而使分子解離成自由基，這些自由基隨后結(jié)合成氣態(tài)或液態(tài)物質(zhì)。借助于分子解離（與熱蒸發(fā)或碳化相反），通過(guò)將較大的有機(jī)分子分子解離成例如氫、氧、碳的氧化物、烴以及氮化合物之類的較小的分子和/或原子而體積（volumetrically）去除目標(biāo)組織。與如在相關(guān)技術(shù)的電外科干燥和蒸發(fā)中發(fā)生的通過(guò)去除組織的細(xì)胞和細(xì)胞外流體內(nèi)的液體來(lái)使組織材料脫水相反，分子解離完全地去除組織結(jié)構(gòu)。對(duì)分子解離的更詳細(xì)的描述能夠在共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利號(hào)5,697,882中找到，其完整的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于本文中。

電外科系統(tǒng)100在棒102的遠(yuǎn)端108處所產(chǎn)生的能量密度可通過(guò)調(diào)整多種因素來(lái)改變，例如：有源電極的數(shù)量；電極尺寸和間距；電極表面積；在電極表面上的微凸體和/或尖銳邊緣；電極材料；施加電壓；一個(gè)或多個(gè)電極的電流限制（例如，通過(guò)放置與電極串聯(lián)的電感器）；與電極接觸的流體的電導(dǎo)率；導(dǎo)電流體的密度；以及其他因素。因此，能夠操縱這些因素來(lái)控制激發(fā)電子的能級(jí)。由于不同的組織結(jié)構(gòu)具有不同的分子鍵，所以電外科系統(tǒng)100可以被配置成產(chǎn)生足以破壞特定組織的分子鍵但不足以破壞其他組織的分子鍵的能量。例如，脂肪組織（例如，脂肪）具有需要高于4eV至5eV（即，大約8eV）的能級(jí)來(lái)破壞的雙鍵。因此，Coblation?技術(shù)在一些操作模式中不切除這樣的脂肪組織；然而，在較低能級(jí)下的Coblation?技術(shù)可用于有效地切除細(xì)胞，以釋放呈液體形式的內(nèi)脂肪含量。其他操作模式可具有增加的能量，使得雙鍵也能夠按照與單鍵類似的方式來(lái)破壞（例如，增加電壓或改變電極配置以增加電極處的電流密度）。對(duì)各種現(xiàn)象的更完整的描述能夠在共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利號(hào)6,355,032、6,149,120和6,296,136中找到，上述美國(guó)專利的完整公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于本文中。

圖2示出了根據(jù)示例性系統(tǒng)的棒102并且特別是濕場(chǎng)棒的正視圖。棒102包括：細(xì)長(zhǎng)的軸106，其可以是柔性的或剛性的；柄110，其耦接到細(xì)長(zhǎng)的軸106的近端；以及電極支撐構(gòu)件200，其耦接到細(xì)長(zhǎng)的軸106的遠(yuǎn)端。同樣在圖2中可見(jiàn)的是從棒102延伸的柔性管狀構(gòu)件116和多芯電纜112。棒102包括設(shè)置在細(xì)長(zhǎng)的軸106的遠(yuǎn)端108上的有源電極202。有源電極202可以借助于多芯電纜112中的一個(gè)或多個(gè)絕緣電連接器（未示出）來(lái)耦接到控制器104（圖1）內(nèi)的主動(dòng)或被動(dòng)的控制網(wǎng)絡(luò)。有源電極202與公共或返回電極204電隔離，所述公共或返回電極204設(shè)置在有源電極202的近側(cè)的軸上，在一些示例性系統(tǒng)中在遠(yuǎn)側(cè)末端的1毫米（mm）至25mm內(nèi)。在遠(yuǎn)側(cè)末端附近，返回電極204與棒102的細(xì)長(zhǎng)的軸106同心。支撐構(gòu)件200被定位在返回電極204的遠(yuǎn)側(cè)，并且可由例如環(huán)氧樹(shù)脂、塑料、陶瓷、硅樹(shù)脂、玻璃之類的電絕緣材料構(gòu)成。支撐構(gòu)件200從細(xì)長(zhǎng)的軸106的遠(yuǎn)端108延伸（通常大約為1mm至20mm），并且為有源電極202提供支撐。

圖3示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的棒102的剖面正視圖。特別地，棒102包括在細(xì)長(zhǎng)的軸106內(nèi)限定的吸入腔300。在圖3的示例性棒102中，細(xì)長(zhǎng)的軸106的內(nèi)徑限定了吸入腔300，但在其他情況下，處于細(xì)長(zhǎng)的軸106內(nèi)的單獨(dú)的管道可以限定吸入腔300。吸入腔300可以被用于從靠近有源電極202的目標(biāo)部位抽吸過(guò)量流體、氣泡、組織碎片和/或切除產(chǎn)物。吸入腔300延伸到柄110中，并且流體耦接到柔性的管狀構(gòu)件116，以便耦接到蠕動(dòng)泵118。柄110還限定了內(nèi)腔302，電導(dǎo)體210可以駐留在所述內(nèi)腔302內(nèi)，其中，電導(dǎo)體210可以延伸到多芯電纜112中并且最終耦接到控制器104。所述電導(dǎo)體同樣延伸通過(guò)細(xì)長(zhǎng)的軸并且每個(gè)各自耦接到返回電極204和有源電極202，但電導(dǎo)體210未被示出為駐留在細(xì)長(zhǎng)的軸106內(nèi)，以免過(guò)度地使圖復(fù)雜化。

圖4示出了棒的另一示例性遠(yuǎn)端108，其在這種情況下用于干場(chǎng)棒。特別是，圖4示出了可以是能夠用于治療患者皮膚上的傷口、即干場(chǎng)手術(shù)（dry-field procedure）的傷口護(hù)理棒的棒的遠(yuǎn)端108的透視圖?？梢允褂闷渌愋偷陌?，例如，可從德克薩斯州的奧斯汀的ArthroCare Corporation獲得的PROCISE? Max Plasma Wand被設(shè)計(jì)和構(gòu)造用于與口腔和喉嚨相關(guān)聯(lián)的手術(shù)，即又是干場(chǎng)手術(shù)。設(shè)計(jì)用于不同的干場(chǎng)手術(shù)的棒的部件的相對(duì)比例將不同，但無(wú)論尺寸和比例如何，供干場(chǎng)使用的棒將包括相同的基本部件：有源電極；返回電極；源或排放腔，導(dǎo)電流體從其流動(dòng)；以及吸入或抽吸腔，在其中，將導(dǎo)電流體和切除的組織從治療部位吸走。

圖4的示例性遠(yuǎn)端108具有吸入腔400、兩個(gè)有源電極402和404、支撐構(gòu)件406、源腔408以及返回電極410。支撐構(gòu)件406被耦接到細(xì)長(zhǎng)的殼體106。在特定實(shí)施例中，細(xì)長(zhǎng)的殼體106和柄110（圖1）由例如聚碳酸酯之類的非導(dǎo)電塑料材料制成。在又一些實(shí)施例中，柄110和/或細(xì)長(zhǎng)的殼體106可以全部或部分地由金屬材料構(gòu)成，但所述金屬材料可以是非接地的和/或不提供電子到控制器104的返回路徑。此外，支撐構(gòu)件406是當(dāng)暴露于等離子體時(shí)耐受退化的非導(dǎo)電材料。在一些情況下，支撐構(gòu)件406由陶瓷材料（例如，氧化鋁陶瓷）制成，但也可等同地使用其他非導(dǎo)電材料（例如，玻璃）。

說(shuō)明性的兩個(gè)有源電極402和404被耦接到支撐構(gòu)件406。每個(gè)有源電極都是金屬結(jié)構(gòu)，在一些操作模式中，在使用期間繞所述金屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)生等離子體。在一些情況下，線材是不銹鋼，但也可以等同地使用其他類型的金屬線材（例如，鎢、鈦或鉬）。如圖所示，每個(gè)有源電極402和404是具有特定直徑的導(dǎo)線環(huán)。在設(shè)計(jì)用于其他用途（例如，軟腭組織的切除）的棒中，有源電極可以采取篩網(wǎng)（screen）或金屬板的形式，所述篩網(wǎng)或金屬板具有通向吸入腔的穿過(guò)金屬板的一個(gè)或多個(gè)孔。每個(gè)示例性有源電極402和404被電耦接到控制器104（圖1）。在一些情況下，有源電極402和404借助于相應(yīng)的支架部分和延伸通過(guò)細(xì)長(zhǎng)的殼體106的絕緣導(dǎo)體（未具體示出）耦接到控制器。因此，借助于連接器114（圖1）中的電纜112（圖1）和電氣引腳（在下面示出和論述），有源電極402和404耦接到控制器104（圖1）。

圖4還示出了源腔408。源腔408在細(xì)長(zhǎng)的殼體106內(nèi)流體耦接到柔性的管狀構(gòu)件，在使用期間導(dǎo)電流體流動(dòng)通過(guò)所述柔性的管狀構(gòu)件。因此，在使用期間，導(dǎo)電流體通過(guò)處于細(xì)長(zhǎng)的殼體106內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)流體管道（未具體示出）流動(dòng)到柔性的管狀構(gòu)件中，并且從源腔408中流出。圖4的示例性棒的遠(yuǎn)端108還包括呈導(dǎo)電板410形式的返回電極。特別地，導(dǎo)電板410鄰接源腔408，并且在圖4的實(shí)施例中，導(dǎo)電板410的一部分至少部分地限定了源腔408的外孔。導(dǎo)電板410由導(dǎo)電材料制成，所述導(dǎo)電材料形成用于與施加于有源電極的能量相關(guān)聯(lián)的電流的返回路徑。在一些情況下，導(dǎo)電板410由不銹鋼制成，但也可以等同地使用其他類型的金屬（例如，鎢、鉬）。說(shuō)明性導(dǎo)電板410被定向成使得流過(guò)流體管道408的鹽水中的至少一些在接觸相鄰的傷口或者接觸有源電極402和404之前接觸導(dǎo)電板410。導(dǎo)電板410被電耦接到控制器104（圖1）。在一些情況下，導(dǎo)電板410借助于延伸通過(guò)細(xì)長(zhǎng)的殼體106的絕緣導(dǎo)體（未具體示出）耦接到控制器。因此，借助于電纜112（圖1）和連接器114（圖1）中的電氣引腳，導(dǎo)電板210耦接到控制器104（圖1）。

圖4還圖示了示例性干場(chǎng)棒還包括吸入腔400。吸入腔400借助于棒102內(nèi)的流體管道（未具體示出）流體耦接到柔性的管狀構(gòu)件116（圖1）。因此，并且如名稱所暗示的，吸入腔204被用于使用棒102來(lái)移除傷口治療的副產(chǎn)品，例如移除導(dǎo)電流體、分子分離的組織以及從傷口分離但在其他方面仍然完整的組織。在用于傷口護(hù)理的棒的示例性操作中，預(yù)期通過(guò)積極的抽吸使得能夠移除未分子分離的較大塊組織。本說(shuō)明書(shū)現(xiàn)在轉(zhuǎn)向更詳細(xì)地描述控制器104。

圖5示出了根據(jù)至少一些實(shí)施例的控制器104的電氣框圖。特別地，控制器104包括處理器500。處理器500可以是微控制器，并且因此，所述微控制器可以與只讀存儲(chǔ)器（ROM）502、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）504、閃存或其他非易失性可編程存儲(chǔ)器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器（D/A）506、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（A/D）514、數(shù)字輸出（D/O）508以及數(shù)字輸入（D/I）510集成。處理器500還可以提供一個(gè)或多個(gè)外部可用的外圍總線（例如，I²C、USB）。處理器500還可以與通信邏輯512（例如，UART，啟用以太網(wǎng)的端口）集成，以使得處理器500能夠與外部裝置以及例如顯示裝置130之類的內(nèi)部裝置通信。盡管在一些實(shí)施例中，處理器500可以按照微控制器的形式實(shí)施，但在其他實(shí)施例中，處理器500可以被實(shí)施為與個(gè)別的RAM、ROM、通信、A/D、D/A、DO、DI裝置以及用于與外圍部件通信的通信硬件結(jié)合的獨(dú)立的中央處理單元。在一些示例性系統(tǒng)中，處理器500和相關(guān)的功能被實(shí)施為從德克薩斯州奧斯汀的Freescale Semiconductor可獲得的MK60系列的微控制器；但是，也可以等同地使用其他微控制器。

ROM 502（或可能為閃速存儲(chǔ)器）存儲(chǔ)通過(guò)處理器500可執(zhí)行的指令。特別地，ROM 502可以包括軟件程序，當(dāng)被執(zhí)行時(shí)，所述軟件程序使處理器在各種時(shí)間窗口上對(duì)能量輸送求和，并且當(dāng)需要時(shí)，暫時(shí)停止或“脈沖”提供的能量，以確保能量輸送的速率不超過(guò)預(yù)定的閾值（在下面更多地論述）。RAM 504可以是用于處理器500的工作存儲(chǔ)器，其中，可以臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并且可以從其執(zhí)行指令。處理器500耦接到控制器104內(nèi)的其他裝置，這是借助于數(shù)模轉(zhuǎn)換器506（例如，在一些實(shí)施例中為RF電壓發(fā)生器516）、數(shù)字輸出508（例如，在一些實(shí)施例中為RF電壓發(fā)生器516）、數(shù)字輸入510（例如，諸如按鈕開(kāi)關(guān)132或腳踏板組件134（圖1）之類的接口裝置）以及通信裝置512（例如，顯示裝置130）。

電壓發(fā)生器516產(chǎn)生耦接到示例性棒的有源電極（例如，有源電極202、有源電極402和404）的交流（AC）電壓信號(hào)。在一些實(shí)施例中，電壓發(fā)生器限定了有源端子518，其耦接到控制器連接器120中的電氣引腳520、棒連接器114中的電氣引腳522，并且最終耦接到有源電極。同樣，電壓發(fā)生器限定了返回端子524，其耦接到控制器連接器120中的電氣引腳526、棒連接器114中的電氣引腳528，并且最終耦接到返回電極。也可以使用附加的有源端子和/或返回端子。有源端子518是通過(guò)電壓發(fā)生器516在其上感生出電壓和電流的端子，并且返回端子524為電流提供返回路徑。在其他實(shí)施例中，電壓發(fā)生器516可以從控制器104的平衡電“浮動(dòng)（floated）”，并且因此，當(dāng)相對(duì)于公共端（common）或接地（例如，公共端530）測(cè)量時(shí)，返回端子524可以顯示電壓；然而，電浮動(dòng)的電壓發(fā)生器516、并且因此相對(duì)于接地的返回端子524上的電壓讀數(shù)的電位不會(huì)使端子524相對(duì)于有源端子518的返回端子狀態(tài)無(wú)效。

通過(guò)電壓發(fā)生器516在有源端子518和返回端子524之間產(chǎn)生和施加的AC電壓信號(hào)是RF能量，在一些實(shí)施例中，所述RF能量具有介于大約5千赫茲（kHz）和20兆赫茲（MHz）之間的頻率，在一些情況下為介于大約30kHz和2.5MHz之間，在其他情況下為介于大約50kHz和500kHz之間，通常小于350kHz，并且通常在大約100kHz和200kHz之間。在一些應(yīng)用中，大約100kHz的頻率是有用的，這是因?yàn)槟繕?biāo)組織的阻抗在100kHz下更大。

電壓發(fā)生器516所產(chǎn)生的RMS（均方根）電壓可以在從大約5伏特（V）至大約1800V的范圍中，在一些情況下在從大約10V至大約500V的范圍中，通常在大約10V至大約400V之間，這取決于切除模式和有源電極的尺寸。在一些實(shí)施例中，通過(guò)電壓發(fā)生器516產(chǎn)生的用于切除的峰間電壓是在10V至2000V的范圍中的方波，在一些情況下在100V至1800V的范圍中，在其他情況下在大約28V至大約1200V的范圍中，并且通常在大約100V至大約740V的峰間電壓的范圍中。

通過(guò)電壓發(fā)生器516產(chǎn)生的電壓和電流可以作為具有足夠高的頻率（例如，大約為5kHz至20MHz）的方波電壓信號(hào)或正弦波電壓來(lái)輸送，使得與例如以大約10Hz至大約20Hz脈沖的聲稱具有小的壞死深度的激光相比，電壓被有效地連續(xù)施加。此外，與可具有大約0.0001％的占空比的脈沖激光相比，對(duì)于一些實(shí)施例，通過(guò)電壓發(fā)生器516產(chǎn)生的方波電壓的占空比為大約50％（例如，一半時(shí)間作為正電壓方波信號(hào)，并且一半時(shí)間作為負(fù)電壓方波信號(hào)）。盡管在一些實(shí)施例中產(chǎn)生和提供方波，但AC電壓信號(hào)是可修改的，以包括例如在每個(gè)半周期的前沿或后沿中的電壓尖峰之類的特征，或者AC電壓信號(hào)是可修改的，以采取特定的形狀（例如，正弦曲線、三角形）。

根據(jù)操作模式和靠近有源電極的等離子體的狀態(tài)，電壓發(fā)生器516輸送范圍從每個(gè)電極幾毫瓦到幾百瓦的平均功率水平。電壓發(fā)生器516與處理器500相結(jié)合被配置成基于由外科醫(yī)生選擇的操作模式（例如，一種或多種切除模式、凝血模式）來(lái)設(shè)定從電壓發(fā)生器516輸出的恒定的均方根（RMS）電壓。對(duì)各種電壓發(fā)生器516的描述能夠在共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利號(hào)6,142,992和6,235,020中找到，兩個(gè)專利的完整公開(kāi)通過(guò)引用結(jié)合于本文中用于所有的目的。還參考標(biāo)題為“METHOD AND SYSTEM OF AN ELECTROSURGICAL CONTROLLER WITH WAVE-SHAPING”的共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利號(hào)8,257,350，其全部公開(kāi)內(nèi)容如同在下面完整再現(xiàn)一樣通過(guò)引用結(jié)合于本文中。

在一些實(shí)施例中，電壓發(fā)生器516可以借助于數(shù)模轉(zhuǎn)換器506通過(guò)在處理器500上執(zhí)行的程序來(lái)控制。例如，處理器500可以通過(guò)給電壓發(fā)生器516提供一個(gè)或多個(gè)可變電壓來(lái)控制輸出電壓，其中，數(shù)模轉(zhuǎn)換器506所提供的電壓與待通過(guò)電壓發(fā)生器516產(chǎn)生的電壓成比例。在其他實(shí)施例中，處理器500可與電壓發(fā)生器通信，這是借助于來(lái)自數(shù)字輸出轉(zhuǎn)換器508的一個(gè)或多個(gè)數(shù)字輸出信號(hào)，或者借助于使用通信裝置512的基于數(shù)據(jù)包的通信（基于通信的實(shí)施例未具體示出，以免過(guò)度復(fù)雜化圖5）。

仍參考圖5，在一些實(shí)施例中，控制器104還包括感測(cè)提供給有源電極的電流的機(jī)構(gòu)。在圖5的說(shuō)明性情況下，提供給有源電極的感測(cè)電流可借助于電流感測(cè)變壓器532。特別地，電流感測(cè)變壓器532可以具有穿過(guò)變壓器的有源端子518的導(dǎo)體，使得有源端子518變?yōu)閱卧殉跫?jí)（single turn primary）。單匝初級(jí)中的電流流動(dòng)在次級(jí)中感生相對(duì)應(yīng)的電壓和/或電流。因此，說(shuō)明性的電流感測(cè)變壓器532被耦接到模數(shù)轉(zhuǎn)換器514。在一些情況下，電流感測(cè)變壓器可以通過(guò)放大電路、保護(hù)電路和/或?qū)⒏袦y(cè)值轉(zhuǎn)換成RMS的電路耦接到模數(shù)轉(zhuǎn)換器514。特別地，在圖5的示例性系統(tǒng)中，電流感測(cè)變壓器耦接到RMS電路534。RMS電路534是如下集成電路裝置，即：其獲取來(lái)自電流感測(cè)變壓器532的電流的指示，在任何合適的時(shí)間段內(nèi)（在一些示例性系統(tǒng)中為在10毫秒的滾動(dòng)窗口上）計(jì)算RMS值，并且將RMS電流值通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器514（通過(guò)泡A示出）提供給處理器500。可以預(yù)期RMS電路534和處理器500之間的其他通信耦接（例如，通過(guò)I²C或USB通道的串行通信、以太網(wǎng)通信等）。電流感測(cè)變壓器532僅是對(duì)感測(cè)供應(yīng)給有源電極的電流的任何合適的機(jī)構(gòu)的說(shuō)明，并且其他系統(tǒng)也是可能的。例如，可以將小電阻器（例如，1歐姆、0.1歐姆）與有源端子518串聯(lián)放置，并且在所述電阻器兩端感應(yīng)的電壓下降用作電流的指示。假定電壓發(fā)生器516是電浮動(dòng)的，則感測(cè)電流的機(jī)構(gòu)不僅限于有源端子518。因此，在又一些實(shí)施例中，可以相對(duì)于返回端子524來(lái)實(shí)施感測(cè)電流的機(jī)構(gòu)。例如，說(shuō)明性的電流感測(cè)變壓器532可以被實(shí)施在與返回端子524相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)體上。

在一些示例性系統(tǒng)中，處理器500所使用的關(guān)于停止能量流以滿足特定標(biāo)準(zhǔn)（同樣，在下面更多論述）的參數(shù)是電流量。例如，在電壓發(fā)生器516能夠獨(dú)立于所附接負(fù)載的阻抗而精確地產(chǎn)生輸出電壓的系統(tǒng)中，測(cè)量電流量并且具有針對(duì)電壓發(fā)生器516所產(chǎn)生的電壓的設(shè)定點(diǎn)控制的處理器500可能是足夠的（例如，用于計(jì)算表示供應(yīng)給有源電極的能量的值）。然而，在其他情況下，電壓也可以是測(cè)量參數(shù)。因此，在一些情況下，有源端子518可以被電耦接到模數(shù)轉(zhuǎn)換器514（如泡B所示）。然而，可以在有源端子518和模數(shù)轉(zhuǎn)換器514之間施加附加電路，例如各種降壓變壓器、保護(hù)電路以及考慮到電壓發(fā)生器516的電浮動(dòng)性質(zhì)的電路。這樣的附加電路未被示出，以免過(guò)度使圖復(fù)雜化。在又一些情況下，電壓感測(cè)電路可以測(cè)量電壓，并且不同于通過(guò)模擬信號(hào)，可以例如借助于通過(guò)通信端口512（未示出，以免過(guò)度使圖復(fù)雜化）的基于數(shù)據(jù)包的通信來(lái)提供測(cè)量的電壓值。

仍參照?qǐng)D5，根據(jù)示例性實(shí)施例的控制器104還包括蠕動(dòng)泵118。蠕動(dòng)泵118可以至少部分地駐留在外殼122內(nèi)。所述蠕動(dòng)泵包括轉(zhuǎn)子124，其機(jī)械地耦接到電動(dòng)機(jī)536的軸。在一些情況下，并且如圖所示，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子可以直接耦接到轉(zhuǎn)子124，但在其他情況下，各種齒輪、滑輪和/或帶可以駐留在電動(dòng)機(jī)536和轉(zhuǎn)子124之間。電動(dòng)機(jī)536可以采取任何合適的形式，例如AC電機(jī)、DC電機(jī)和/或步進(jìn)電機(jī)。為了控制電動(dòng)機(jī)536的軸的速度，并且因此控制轉(zhuǎn)子124的速度（以及棒處的體積流率），電動(dòng)機(jī)536可以被耦接到電機(jī)速度控制電路538。在AC電機(jī)的說(shuō)明性情況下，電機(jī)速度控制電路538可以控制應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)536的電壓和頻率。在DC電機(jī)的情況下，電機(jī)速度控制電路538可以控制施加于電動(dòng)機(jī)536的DC電壓。在步進(jìn)電機(jī)的情況下，電機(jī)速度控制電路538可以控制流到電機(jī)的極的電流，但步進(jìn)電機(jī)可具有足夠數(shù)量的極，或以如下方式來(lái)控制，即：轉(zhuǎn)子124平穩(wěn)地移動(dòng)。換句話說(shuō)，由于每圈的高步數(shù)，轉(zhuǎn)子124平穩(wěn)地移動(dòng)。處理器500例如借助于數(shù)模轉(zhuǎn)換器506（如泡C所示）耦接到電機(jī)速度控制電路536。

本說(shuō)明書(shū)現(xiàn)在轉(zhuǎn)向電外科系統(tǒng)可符合的各種標(biāo)準(zhǔn)，以及對(duì)相關(guān)技術(shù)的裝置如何嘗試符合這些標(biāo)準(zhǔn)的解釋。在許多情況下，電外科系統(tǒng)被設(shè)計(jì)和構(gòu)造成符合由例如IEC之類的標(biāo)準(zhǔn)制定組織所設(shè)定的各種標(biāo)準(zhǔn)。在當(dāng)前公開(kāi)的背景下，所討論的標(biāo)準(zhǔn)是如下限制，即：電外科裝置在一秒的過(guò)程期間不應(yīng)向患者提供多于400焦耳的能量。利用在有源端子和返回端子之間提供基本上恒定的RMS電壓的電壓或電流發(fā)生器的相關(guān)技術(shù)裝置僅實(shí)施了電流比較器系統(tǒng)，以便確保能量流不超過(guò)。更具體而言，相關(guān)技術(shù)的裝置實(shí)施了一種比較器，其將預(yù)定電流與測(cè)量的實(shí)際電流進(jìn)行比較，并且當(dāng)實(shí)際電流達(dá)到或超過(guò)預(yù)定電流時(shí)，電壓發(fā)生器被暫時(shí)關(guān)閉（即，使功率“脈沖”）。

基于電壓發(fā)生器的RMS電壓設(shè)定來(lái)選擇預(yù)定電流值。作為示例，考慮命令相關(guān)技術(shù)的電壓發(fā)生器產(chǎn)生400V RMS的施加電壓。在400V RMS的設(shè)定點(diǎn)電壓的示例性狀況下，相關(guān)技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)定1安培的預(yù)定電流值，并且當(dāng)測(cè)量的電流達(dá)到或超過(guò)1安培時(shí)，激活脈沖。作為第二示例，考慮命令相關(guān)技術(shù)的電壓發(fā)生器產(chǎn)生200V RMS的施加電壓。在第二示例的狀況下，相關(guān)技術(shù)的系統(tǒng)設(shè)定2安培的預(yù)定電流值，并且當(dāng)測(cè)量的電流達(dá)到或超過(guò)2安培時(shí)，激活脈沖。

為了突出相關(guān)技術(shù)的方法的缺點(diǎn)，再次考慮400V RMS的發(fā)生器的設(shè)定點(diǎn)電壓和1安培的預(yù)定電流的示例性情況。為了論述的目的，假定在一秒的時(shí)間段內(nèi)，實(shí)際電流在一秒時(shí)間段中的0.9秒內(nèi)為0.5安培，但在最后0.1秒中實(shí)際電流跳到1.1安培。在示例性的相關(guān)技術(shù)的系統(tǒng)中，實(shí)施了電壓發(fā)生器的脈沖，這是因?yàn)殡娏鞒^(guò)1.0安培，盡管事實(shí)是在示例性狀況下未超過(guò)在一秒期間400J的能量限制。脈沖中斷電外科手術(shù)，這是因?yàn)樵陔妷喊l(fā)生器關(guān)閉的時(shí)間段內(nèi)切除停止，并且重建等離子體花費(fèi)有限量的時(shí)間。

現(xiàn)在考慮示例性狀況“翻轉(zhuǎn)（flipped）”。即，考慮如下情況，其中，在一秒的時(shí)間段內(nèi)實(shí)際電流在前0.1秒期間為1.1安培，并且隨后假定（未響應(yīng)于1安培而采取任何控制動(dòng)作）實(shí)際電流在一秒時(shí)間段中剩余的0.9秒期間下降到0.5安培。再一次，在示例性的“翻轉(zhuǎn)”狀況下，將不會(huì)超過(guò)一秒期間400焦耳的能量輸送；然而，盡管如此，相關(guān)技術(shù)的比較器系統(tǒng)將實(shí)施脈沖，這是因?yàn)殡娏鞒^(guò)1.0安培。

當(dāng)前公開(kāi)的示例性方法和系統(tǒng)至少部分地解決了相關(guān)技術(shù)的比較器系統(tǒng)的缺點(diǎn)，這是通過(guò)實(shí)施積分和/或求和系統(tǒng)，其中，對(duì)隨時(shí)間的能量輸送求和，并且當(dāng)達(dá)到或超過(guò)總和能量的預(yù)定值時(shí)停止能量輸送。換句話說(shuō)，當(dāng)前公開(kāi)描述了使用至少兩個(gè)不同的積分和/或求和系統(tǒng)而不是僅一個(gè)，以便精確地限制輸送能量的量，同時(shí)提供可根據(jù)需要來(lái)精確地調(diào)整的瞬時(shí)高功率輸送。這種創(chuàng)新用于克服現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)在脈沖發(fā)生時(shí)具有恒定的能量輸送時(shí)間關(guān)閉的缺點(diǎn)，而現(xiàn)在隨時(shí)間的能量輸送是可調(diào)整的，以便總是能夠達(dá)到所期望的最大平均功率。

再者，示例性系統(tǒng)實(shí)施了多個(gè)積分和/或求和系統(tǒng)，每個(gè)求和系統(tǒng)可在不同的且至少部分地同等范圍延伸（或同延，coextensive）（即，重疊）的時(shí)間窗口上操作，并且每個(gè)求和系統(tǒng)利用不同的預(yù)定值或閾值。一個(gè)示例性實(shí)施例實(shí)施了兩個(gè)求和系統(tǒng)：1）第一求和系統(tǒng)，其跟蹤在滾動(dòng)的一秒窗口上的能量輸送，其中，超過(guò)其實(shí)施脈沖的預(yù)定值設(shè)定在400焦耳（即，一秒的窗口實(shí)施在一秒窗口上不多于400焦耳的IEC標(biāo)準(zhǔn)限制）；以及2）第二求和系統(tǒng)，其在滾動(dòng)的20-500毫秒窗口上跟蹤能量輸送，其中，閾值（超過(guò)其實(shí)施脈沖）在一些情況下被設(shè)置在5-400焦耳。還設(shè)想了附加的求和系統(tǒng)、可調(diào)整的預(yù)定值和/或閾值以及不同的預(yù)定值和/或閾值。在示例性實(shí)施例中，求和“系統(tǒng)”被實(shí)施為在處理器500上執(zhí)行的程序，其讀取實(shí)際電流值（例如，瞬時(shí)、RMS），進(jìn)行能量計(jì)算，并且當(dāng)能量輸送超過(guò)預(yù)定值或閾值時(shí)實(shí)施脈沖。但是，所述求和系統(tǒng)可以利用模擬/數(shù)字硬件部件來(lái)等同地實(shí)施。

在示例性系統(tǒng)中，控制器104、并且更具體而言在處理器500上執(zhí)行的程序周期性地讀取供應(yīng)給有源電極的實(shí)際電流。在電壓發(fā)生器516產(chǎn)生與有源電極電路的阻抗無(wú)關(guān)的基本上恒定的RMS電壓的系統(tǒng)中，可以假定施加的電壓。然而，在其他情況下，處理器也可以周期性地讀取施加的電壓（例如，瞬時(shí)、RMS）。在一些系統(tǒng)中，實(shí)際電流（以及可能的施加電壓）的讀取大約每1毫秒發(fā)生，因此將系統(tǒng)中的基本“間隔”設(shè)定為1毫秒；然而，也可以使用讀取值之間的更長(zhǎng)或更短的間隔?；趯?shí)際的電流和施加的電壓，針對(duì)每個(gè)間隔計(jì)算能量值，例如使用基本上如下的等式：

其中，是在時(shí)間長(zhǎng)度的間隔中輸送的能量，是針對(duì)該間隔的實(shí)際電流測(cè)量結(jié)果，并且是針對(duì)該間隔的測(cè)量或假定的電壓。然后，求和系統(tǒng)使用針對(duì)每個(gè)間隔計(jì)算的能量輸送來(lái)確定相應(yīng)時(shí)間窗口中的能量值。

示例性第一求和系統(tǒng)例如根據(jù)下式在一秒的移動(dòng)窗口上對(duì)能量輸送值進(jìn)行積分和/或求和：

其中，是窗口內(nèi)的能量值，其中，包括兩個(gè)或更多個(gè)間隔。在跨越1毫秒的間隔和一秒的移動(dòng)窗口的情況下，可以將大約1000個(gè)間隔求和以得到值。等同地，但就每個(gè)間隔內(nèi)的能量計(jì)算而言，可以使用基本上如下的等式來(lái)計(jì)算在示例性的一秒移動(dòng)窗口上的能量輸送：

同樣，其中，是窗口內(nèi)的總和能量值，并且同樣，其中，包括兩個(gè)或更多個(gè)間隔。在跨越1毫秒的間隔和一秒的移動(dòng)時(shí)間窗口的情況下，可以將大約1000個(gè)間隔求和以得到值。

除了電外科控制器剛剛通電的時(shí)間段外，在大多數(shù)情況下，積分器或求和器將落后求和（summing in arrears）。即，相加的能量值將是基于多個(gè)間隔的值，所述間隔跨越開(kāi)始于過(guò)去的時(shí)間窗口，并且一直到最近的間隔且包括最近的間隔。例如，考慮第一求和系統(tǒng)，其進(jìn)行積分或求和以在一秒的窗口上產(chǎn)生總和的能量值。對(duì)于第一求和系統(tǒng)，針對(duì)跨越最后一秒的每個(gè)間隔對(duì)能量輸送值求和。一旦下一間隔已過(guò)去并且計(jì)算了針對(duì)該間隔的下一能量輸送值，就丟棄與時(shí)間窗口中最早的間隔相關(guān)聯(lián)的能量輸送值，并且對(duì)與最新的間隔相關(guān)聯(lián)的最新的能量輸送值求和，以產(chǎn)生下一個(gè)總和能量值。因此，在一些示例性系統(tǒng)中，在每個(gè)間隔計(jì)算（例如，每1毫秒計(jì)算）一秒時(shí)間窗口上的新的求和能量值。

在針對(duì)時(shí)間窗口計(jì)算每個(gè)求和能量值的情況下，針對(duì)測(cè)試值測(cè)試能量值，以確定在指定時(shí)間內(nèi)求和能量值是否達(dá)到或超過(guò)測(cè)試值。在具有一秒時(shí)間窗口的示例性第一求和系統(tǒng)的情況下，用于比較的測(cè)試值將被稱為“預(yù)定值”，并且在第二求和系統(tǒng)（下面更多論述）的情況下，用于比較的測(cè)試值將被稱為“閾值”；然而，術(shù)語(yǔ)上的區(qū)別僅是為了避免讀者混淆，因?yàn)椤伴撝怠蓖瑯涌梢灶A(yù)定。在具有一秒時(shí)間窗口的示例性第一求和系統(tǒng)的情況下，用于比較的預(yù)定值為400焦耳。因此，在示例性第一求和系統(tǒng)中，如果一秒時(shí)間窗口的總和能量值超過(guò)400焦耳，則實(shí)施電壓發(fā)生器的脈沖以確保合規(guī)。然而，使電壓發(fā)生器的輸出發(fā)生脈沖不根據(jù)固定的方法進(jìn)行。無(wú)論應(yīng)用于短時(shí)間窗口（即，20-500毫秒）還是長(zhǎng)時(shí)間窗口（即，1秒），功率在總和能量達(dá)到預(yù)定閾值時(shí)都被中斷，直到隨后實(shí)施的時(shí)間窗口結(jié)束，從而為脈沖提供調(diào)整的“空閑時(shí)間（time-off）”。

在一些示例性系統(tǒng)中，電壓發(fā)生器的輸出的停止可以持續(xù)有限量的時(shí)間；然而，在其他示例性系統(tǒng)中，停止能量輸送的時(shí)間段是可變時(shí)間量，該可變時(shí)間量通過(guò)電外科控制器104的處理器500來(lái)計(jì)算。如通過(guò)處理器500計(jì)算的應(yīng)當(dāng)停止能量輸送的時(shí)間量將被稱為靜止時(shí)間（quiescent time）。作為示例，考慮上述示例性狀況，其中，400焦耳在一秒的窗口內(nèi)被輸送，但是其中400焦耳在一秒窗口的前0.1秒中被輸送。即，持續(xù)0.9秒，電壓發(fā)生器關(guān)閉，并且隨后，在最后0.1秒中，400焦耳被輸送至處于電外科手術(shù)棒的遠(yuǎn)側(cè)末端上的有源電極。在該示例中，在一秒的時(shí)間窗口中沒(méi)有超過(guò)能量輸送限制；然而，如果能量輸送繼續(xù)進(jìn)入到下一個(gè)間隔中，則能量輸送將超過(guò)IEC標(biāo)準(zhǔn)的一秒中400焦耳。因此，控制器104停止能量輸送（即，關(guān)閉電壓發(fā)生器）持續(xù)靜止時(shí)間，使得當(dāng)能量輸送恢復(fù)時(shí)，將不會(huì)超過(guò)閾值。

再次陳述，示例性系統(tǒng)和方法計(jì)算靜止時(shí)間，所述靜止時(shí)間表示能量輸送應(yīng)當(dāng)停止以使能量輸送保持在一定水平之下的時(shí)間量。更具體而言，示例性系統(tǒng)根據(jù)下式來(lái)計(jì)算靜止時(shí)間，即：

其中，為預(yù)定值（以焦耳/秒計(jì)），為在發(fā)生器打開(kāi)時(shí)間（所述發(fā)生器打開(kāi)時(shí)間可具有比在其上發(fā)生求和的時(shí)間窗口要短的時(shí)間長(zhǎng)度）期間輸送的能量，并且為計(jì)算的靜止時(shí)間。更確切來(lái)說(shuō)，是電壓發(fā)生器516在針對(duì)特定求和電路的時(shí)間窗口期間給有源電極提供能量的時(shí)間量。在數(shù)學(xué)上重新排列各項(xiàng)：

在具有一秒時(shí)間窗口的第一求和系統(tǒng)的示例性情況下，的值可以是400焦耳/秒（但如下面將更多論述的，對(duì)于另外的求和系統(tǒng)，可以使用不同的值）。再次考慮示例性第一求和系統(tǒng)和示例性狀況，其中，400焦耳在一秒的窗口內(nèi)輸送，但是其中，400焦耳在一秒窗口的前0.1秒中輸送。在該示例中，將為0.1秒，將為400焦耳，并且將為400焦耳/秒。控制器104計(jì)算出0.9秒的靜止時(shí)間。因此，為了不超過(guò)IEC標(biāo)準(zhǔn)的一秒中400焦耳的能量輸送限制，電壓發(fā)生器將被關(guān)閉（即，不輸送能量）的靜止時(shí)間在該示例性狀況下為0.9秒。

如上文中簡(jiǎn)要提到的，至少一些實(shí)施例實(shí)施了兩個(gè)求和系統(tǒng)。根據(jù)示例性實(shí)施例的第二求和系統(tǒng)在較小但同等范圍延伸的時(shí)間窗口上對(duì)能量輸送進(jìn)行積分和/或求和。更具體而言，在一個(gè)示例性系統(tǒng)中，第二求和系統(tǒng)在跨越60毫秒的時(shí)間窗口上對(duì)能量進(jìn)行積分和/或求和。在按照1毫秒的間隔計(jì)算能量輸送的狀況下，將60個(gè)能量輸送值求和以得到針對(duì)第二求和系統(tǒng)的時(shí)間窗口的總和能量值。也可以實(shí)施其他時(shí)間長(zhǎng)度以及可調(diào)整的時(shí)間長(zhǎng)度。在針對(duì)窗口長(zhǎng)度和閾值進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整的情況下，上述用于計(jì)算每個(gè)間隔內(nèi)的能量以及計(jì)算總和能量值的等式同樣適用于第二求和系統(tǒng)，并且因此，這里將不再重復(fù)這些等式，以免過(guò)度地使本公開(kāi)復(fù)雜化。

對(duì)于示例性第二求和系統(tǒng)，與較長(zhǎng)的時(shí)間窗口相比，減小了測(cè)試總和能量值所針對(duì)的閾值。例如，第二求和系統(tǒng)的閾值可設(shè)定在5-400焦耳。因此，在第二求和系統(tǒng)的時(shí)間窗口（例如，20-500毫秒）上，如果總和能量值達(dá)到或超過(guò)針對(duì)能量輸送的預(yù)定閾值，則停止提供給有源電極的能量輸送。與第一求和系統(tǒng)一樣，當(dāng)總和能量值達(dá)到或超過(guò)第二求和系統(tǒng)的閾值時(shí)，能量輸送的停止能夠持續(xù)固定的時(shí)間段，或者持續(xù)可變量的靜止時(shí)間。在針對(duì)閾值適當(dāng)調(diào)整的情況下，上述用于計(jì)算靜止時(shí)間的等式同樣適用于第二求和系統(tǒng)，并且因此，這里將不再重復(fù)這些等式，以免過(guò)度地使本公開(kāi)復(fù)雜化。

具有第二求和系統(tǒng)可以在電外科手術(shù)中提供電外科系統(tǒng)的更有利的操作特性。再次考慮如下示例性狀況，即：其中，400焦耳在一秒的窗口內(nèi)輸送，但是其中，400焦耳在一秒窗口的前0.1秒中輸送。如上所述，這樣的狀況不會(huì)導(dǎo)致違反IEC標(biāo)準(zhǔn)（只要堅(jiān)持0.9秒的靜止時(shí)間）。然而，0.9秒的靜止時(shí)間會(huì)導(dǎo)致外科醫(yī)生無(wú)法切除組織的0.9秒，并且因此，對(duì)于使用該系統(tǒng)的外科醫(yī)生而言是非常顯著的時(shí)間段。因此，可以考慮第二求和系統(tǒng)，以更好地平滑能量輸送，并且縮短停止能量輸送的時(shí)間段。在控制器104試圖以400瓦特的速率輸送能量的示例性狀況下，第二求和系統(tǒng)將被觸發(fā)，并且實(shí)施“脈沖”；然而，對(duì)于總和能量值高于閾值的每個(gè)行程，停止能量輸送的時(shí)間量將更短，并且因此，電外科系統(tǒng)將具有更連貫的切除時(shí)段。根據(jù)所治療的組織類型或所需的效果類型，能夠調(diào)整第二求和窗口的持續(xù)時(shí)間和能量閾值，以允許非常高的瞬時(shí)功率，或者允許更平穩(wěn)的功率輸送。

操作上述兩個(gè)示例性求和系統(tǒng)（例如，一秒的窗口和400焦耳、20-500毫秒的窗口和5-400焦耳）的電外科系統(tǒng)提供了優(yōu)于相關(guān)技術(shù)系統(tǒng)的操作優(yōu)點(diǎn)，所述相關(guān)技術(shù)系統(tǒng)當(dāng)測(cè)量的電流超過(guò)特定值時(shí)實(shí)施“脈沖”。換句話說(shuō)，預(yù)定值和閾值對(duì)于每個(gè)時(shí)間窗口而言固定的系統(tǒng)提供了優(yōu)于相關(guān)技術(shù)系統(tǒng)的顯著改進(jìn)。然而，在又一些實(shí)施例中，閾值不需要是固定的，并且實(shí)際上可以根據(jù)系統(tǒng)的操作狀態(tài)而改變。例如，在大多數(shù)情況下，在有源電極附近建立等離子體的能量輸送速率高于維持先前產(chǎn)生的等離子體所需的能量輸送速率。因此，在一些示例性系統(tǒng)中，閾值可以根據(jù)電極電路（其包括產(chǎn)生并且與棒的有源電極維持操作關(guān)系的等離子體、有源電極和返回電極之間的流體以及電極-流體界面）的狀態(tài)來(lái)調(diào)整。閾值的增加和/或減小的量取決于許多因素，例如有源電極的數(shù)量和尺寸、手術(shù)的類型和期望的組織效果以及所期望的控制上的激進(jìn)性。

應(yīng)當(dāng)理解的是，任何求和系統(tǒng)單獨(dú)都可以觸發(fā)能量輸送的停止。這些求和系統(tǒng)不需要一致。例如，即使在尚未達(dá)到或超過(guò)第二求和系統(tǒng)的閾值時(shí)，第一求和系統(tǒng)（一秒、400焦耳）也可以使能量輸送停止。相反，即使在尚未達(dá)到或超過(guò)第二求和系統(tǒng)的預(yù)定值時(shí)，第二求和系統(tǒng)（20-500毫秒、5-400焦耳）也可以使能量輸送停止。同樣，對(duì)于實(shí)施的任何附加求和系統(tǒng)，任何求和系統(tǒng)單獨(dú)都可以使能量輸送停止。

圖6示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的方法，這些示例性實(shí)施例中的一些可以被實(shí)施為在處理器上執(zhí)行的程序。具體而言，所述方法開(kāi)始（框600），并且包括：將電外科手術(shù)棒的遠(yuǎn)端放置成與生物組織處于操作關(guān)系（框602）；以及輸送能量到電外科手術(shù)棒的有源電極（框604）。在輸送能量期間，所述方法可以包括：測(cè)量表示到所述有源電極的能量流的值（框606）；在第一預(yù)定時(shí)間窗口上求和，以產(chǎn)生表示提供給所述有源電極的能量的第一值（框608）；以及在第二預(yù)定時(shí)間窗口上求和，以產(chǎn)生表示提供給所述有源電極的能量的第二值（框610）。最后，所述方法可以包括：響應(yīng)于所述第一值達(dá)到或超過(guò)預(yù)定值而停止輸送能量（框612）；以及響應(yīng)于所述第二值達(dá)到或超過(guò)閾值而停止輸送能量（框614）。之后，所述方法可以結(jié)束（框616），在許多情況下將立即重新開(kāi)始。

圖7示出了可通過(guò)在處理器上執(zhí)行的程序來(lái)實(shí)施的方法。所述方法可以開(kāi)始（框700），并且包括：命令通過(guò)電壓發(fā)生器輸送能量到有源端子（框702）；測(cè)量表示沿有源端子的能量流的值，測(cè)量在能量輸送期間進(jìn)行（框704）；在能量輸送期間在第一預(yù)定時(shí)間窗口上對(duì)表示沿所述有源端子提供的能量的第一值求和（框706）；在能量輸送期間在第二預(yù)定時(shí)間窗口上對(duì)表示沿所述有源端子提供的能量的第二值求和（框708）；響應(yīng)于所述第一值達(dá)到或超過(guò)預(yù)定值而命令所述電壓發(fā)生器停止能量輸送（框710）；以及響應(yīng)于所述第二值達(dá)到或超過(guò)閾值而命令所述電壓發(fā)生器停止能量輸送（框712）。所述方法可以結(jié)束（框714），在許多情況下將立即重新開(kāi)始。

上述論述意在說(shuō)明本發(fā)明的原理和各實(shí)施例。許多變型和修改是可能的。所附權(quán)利要求意在被解釋為包括所有這樣的變型和修改。

由本文提供的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠容易地將如所述創(chuàng)建的軟件與適當(dāng)?shù)耐ㄓ没驅(qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)硬件結(jié)合，以創(chuàng)建根據(jù)各實(shí)施例的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和/或計(jì)算機(jī)子部件，創(chuàng)建用于執(zhí)行各實(shí)施例的方法的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和/或計(jì)算機(jī)子部件，和/或創(chuàng)建存儲(chǔ)軟件程序以實(shí)施各實(shí)施例的方法方面的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)（即，不是載波）。

雖然已示出和描述了本公開(kāi)的優(yōu)選實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠作出其修改，而不脫離本文的范圍或教導(dǎo)。本文所述的實(shí)施例僅是示例性的而非限制性的。因?yàn)樵诒景l(fā)明構(gòu)思的范圍內(nèi)可以作出許多變化和不同的實(shí)施例，包括以后想到的等同結(jié)構(gòu)、材料或方法，并且因?yàn)榘凑辗傻拿枋鲂砸笤诒疚脑斒龅膶?shí)施例中可以作出許多修改，所以應(yīng)當(dāng)理解的是，本文中的細(xì)節(jié)應(yīng)當(dāng)被解釋為說(shuō)明性的，而非以限制性的意義來(lái)解釋。