电外科方法和系统 |
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| 申请号 | CN201410083515.2 | 申请日 | 2014-03-07 | 公开(公告)号 | CN104027165B | 公开(公告)日 | 2017-12-15 |
| 申请人 | 亚瑟罗凯尔公司; | 发明人 | J.沃洛兹科; J.加斯普里德斯; D.原; T.P.瑞安; | ||||
| 摘要 | 电外科方法和系统。至少一些说明性实施方案是包括在第一 能量 范围和第二能量范围内将 等离子体 维持在接近有源 电极 的方法。在等离子体接近所述有源电极的时段期间，所述说明性方法可包括控制汲取到电外科棒的孔隙的 流体 流，且在一些情况中响应于所述有源电极与组织处于操作关系而增加汲取到所述孔隙的流体流，且在其它情况中响应于所述有源电极与组织处于操作关系而减小汲取到所述孔隙的流体流。此外，在等离子体接近所述有源电极的时段期间，所述说明性方法可包括提供处于默认能量设定点的能量，且接着提供处于第二能量设定点的能量。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种电外科控制器，其包括： |
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| 说明书全文 | 电外科方法和系统技术领域[0001] 本发明涉及一种电外科方法和系统。 背景技术[0002] 电外科系统由医师使用以在外科手术期间执行特定功能。特定电外科手术可切除多个不同组织类型。例如，涉及膝盖或肩部的手术可切除软骨部分、半月板，和自由浮动和/或被困的组织。在一些情况中，切除可以是非常轻微的切除，如组织塑刻，且在其它情况中使用更具侵入性的组织切除。切除每种不同组织类型和/或侵入性表示不同量的外加能量，且在有关技术中涉及使用不同电外科棒和不同电外科控制器。在一些情况中，当使用多个电外科棒、能量和/或控制器已可以实现更好临床疗效时，外科医师可放弃使用恰当的棒、外加能量和/或电外科控制器以减少手术费用。 [0003] 使外科医师的治疗更容易、实现更好疗效的任何发展都将提供竞争优势。 发明内容[0004] 本发明之目的在于提出一种电外科方法和一种电外科控制器，以使外科医师的治疗更容易，实现更好疗效。 [0005] 由此，本发明提出一种电外科方法，其包括：将等离子体维持在接近电外科棒的有源电极，所述等离子体基于由电外科控制器递送到所述有源电极的能量而创建，所述能量在预定第一能量范围内，且在递送所述第一能量范围内的能量的时间段期间：由所述电外科控制器提供处于第一默认能量设定点的能量，所述第一默认能量设定点在所述第一能量范围内；且接着由所述电外科控制器提供处于第二能量设定点的能量，所述第二能量设定点不同于所述第一默认能量设定点，所述第二能量设定点在所述第一能量范围内，且响应于所述电外科控制器接收命令而实施所述第二能量设定点。 [0006] 本发明还提出一种电外科方法，其包括：将等离子体维持在接近电外科棒的有源电极，所述等离子体基于由电外科控制器递送到所述有源电极的能量而创建，所述能量在预定第一能量范围内，且在递送所述第一能量范围内的能量的时间段期间：将汲取到所述电外科棒的孔隙的流体流控制在第一流速；以及响应于所述电外科控制器检测到所述有源电极与组织处于操作关系而增加汲取到所述孔隙的流体流；还包括将等离子体维持在接近所述有源电极，所述等离子体基于递送到所述有源电极的在预定第二能量范围内的能量而创建，所述第二能量范围不同于所述第一能量范围，且在递送所述第二能量范围内的能量的时间段期间：将汲取到所述孔隙的流体流控制在第二流速；以及响应于所述电外科控制器检测到所述有源电极与组织处于操作关系而减小汲取到所述孔隙的流体流。 [0007] 本发明还提供一种电外科控制器，其包括：处理器；耦接到所述处理器的存储器；操作地耦接到所述处理器的电压发生器，所述电压发生器包括有源终端；棒连接器，其被构造来耦接到电外科棒的连接器，所述棒连接器的至少一个电针耦接到所述电压发生器的所述有源终端；蠕动泵，其包括耦接到电动机的转子，所述电动机操作地耦接到所述处理器； 其中所述存储器存储程序，所述程序当由所述处理器执行时导致所述处理器命令所述电压发生器将能量递送到所述电外科棒的所述有源电极，所述能量在预定第一能量范围内，且在递送所述第一能量范围内的能量的时间段期间所述程序导致所述处理器：通过控制所述蠕动泵而将汲取到所述电外科棒的孔隙的流体流控制在第一流速；检测当所述有源电极与组织处于操作关系的时间段；以及 [0008] 响应于所述有源电极与组织处于操作关系的检测而增加所述蠕动泵的速度；还导致所述处理器命令所述电压发生器将在预定第二能量范围内的能量递送到所述有源电极，且在递送所述第二能量范围内的能量的时间段期间所述程序导致所述处理器：通过控制所述蠕动泵而将汲取到所述电外科棒的所述孔隙的流体流控制在第二流速；检测当所述有源电极与组织处于操作关系的时间段；以及响应于所述有源电极与组织处于操作关系的检测而减小所述蠕动泵的速度。 [0009] 本发明还提出一种电外科控制器，其包括：处理器；耦接到所述处理器的存储器；操作地耦接到所述处理器的电压发生器，所述电压发生器包括有源终端；棒连接器，其被构造来耦接到电外科棒的连接器，所述棒连接器的至少一个电针耦接到所述电压发生器的所述有源终端；蠕动泵，其包括耦接到电动机的转子，所述电动机操作地耦接到所述处理器； 其中所述存储器存储程序，所述程序当由所述处理器执行时导致所述处理器：命令所述电压发生器将处于第一默认能量设定点的能量提供到所述有源终端，所述第一默认能量设定点在第一能量范围内；且接着命令所述电压发生器将处于第二能量设定点的能量提供到所述有源终端，所述第二能量设定点不同于所述第一默认能量设定点，所述第二能量设定点在所述第一能量范围内，且响应于所述电外科控制器接收命令而转变到所述第二能量设定点。 附图说明 [0010] 针对示例性实施方案的详细描述，现在将对附图进行参考，其中： [0011] 图1示出根据至少一些实施方案的电外科系统； [0012] 图2示出根据至少一些实施方案的电外科棒的正视图； [0013] 图3示出根据至少一些实施方案的电外科棒的横截面正视图； [0014] 图4示出根据至少一些实施方案的屏电极的正视图和包括所述屏电极的电外科棒的远端的透视图两者； [0015] 图5示出根据至少一些实施方案的控制器的电气方框图； [0016] 图6示出根据至少一些实施方案的涉及输出RF能量和各种模式的抽吸流的实例图，其包括每个模式内的设定点； [0018] 图8以方框图形式示出根据至少一些实施方案的滤波器算法； [0019] 图9以方框图形式示出根据至少一些实施方案的各种控制算法； [0020] 图10示出根据至少一些实施方案的方法；以及 [0021] 图11示出根据至少一些实施方案的方法。 具体实施方式[0023] 在下文的讨论中和权利要求中，术语“包括”以开放式的方式使用，且因此应被解译为意味着“包括但不限于…”。另外，术语“耦接”意在意味着间接或直接连接。因此，如果第一设备耦接到第二设备，那么所述连接可以是通过直接连接或通过经由其它设备和连接的间接连接。 [0024] 对单数项目的引用包括存在复数个相同项的可能性。更明确而言，如本文中和随附权利要求书中所使用，除非上下文明确另外指示，否则单数形式“一”、“所述”和“该”包括复数个引用。还应注意，权利要求书可被起草来排除任何选用元件。因而，本声明用作使用如“单纯”、“仅”和结合所要求元件的叙述的类似词的排他性术语或使用“否定”限制的先行基础。最后，应了解除非另外定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语具有与本领域一般技术人员通常所理解的本发明所属的意义相同的意义。 [0025] “消融”应意味着基于组织与等离子体的互动而切除组织。 [0027] “有源电极”应意味着当带入与作为治疗目标的组织接触或接近所述组织时产生电诱发的组织变更效果的电外科棒的电极。 [0028] “返回电极”应意味着用于相对于有源电极为电荷提供电流路径的电外科棒的电极，和/或自身不会在作为治疗目标的组织上产生电诱发的组织变更效果的电外科棒的电极。 [0029] “电动机”应包括交流（AC）电动机，直流（DC）电动机，以及步进电动机。 [0030] “控制流体流”应意味着控制体积流速。独立于由外加压力导致的液体体积流速而控制外加压力来维持设定点压力（例如，吸气压力）不应被认为是“控制流体流”。然而，改变外加压力来维持液体的设定点体积流速应被认为是“控制流体流”。 [0031] “能量范围”应指下限能量、上限能量和下限与上限之间的所有中间能量。第一能量范围和第二能量范围可重叠（例如，第二能量范围的下限可以是第一能量范围中的中间能量），但是出于说明书和权利要求的目的，只要每个能量范围的至少一部分相互排斥，那么两个能量范围应被认为是不同的。 [0032] “能量设定点”应指落入能量范围内的特定能量。 [0033] “与组织处于操作关系”的接近应意味着与等离子体互动的组织影响由等离子体对流动通过等离子体的电流所呈现的阻抗的接近。 [0034] 被称为“在细长杆轴内”的流体管道应不仅包括物理地居于细长杆轴的内部体积内的单独流体管道，而且还应包括细长杆轴的内部体积其自身是流体管道的情况。 [0035] 在提供某一范围的值时，应理解，所述范围的上限与下限之间的每一个中间值和任何其它陈述的或所陈述范围中的中间值都涵盖在本发明之内。另外，预期所描述的本发明变动的任何选用特征可独立地阐述和要求，或与本文中描述的任何一个或多个特征结合阐述和要求。 [0036] 本文中提及的所有现有标的（例如，出版物、专利、专利申请和硬件）除了在所述标的可能与本发明的标的冲突的程度之外（在该情况中，应以本文中所呈现的内容为准），其全部内容以引用的方式并入本文中。引用项单纯为了在本申请的申请日期之前公开其内容而提供。本文中的任何内容都不被视作承认本发明不优先享有凭借现有发明所得的这些材料。 [0037] 在详细描述各种实施方案之前，应理解，本发明不限于本文中阐述的特定变动，因为在未脱离本发明的精神和范畴的情况下可进行各种改变或修改，且等效物可被取代。如对本领域技术人员将在阅读本公开时显而易见，本文中描述和图示的每个个别实施方案具有分立组件和特征，其可在未脱离本发明的范畴或精神的情况下容易地从任何其它多个实施方案的特征分离或与任何其它多个实施方案的特征组合。此外，可进行许多修改以使特定情况、材料、物质组成、过程、过程行为或步骤适应本发明的目的、精神或范畴。所有这种修改意在处于本文中作出的权利要求的范畴内。 [0038] 各种实施方案涉及电外科方法和有关电外科系统。特定而言，各种实施方案涉及具有多个消融模式的电外科系统，其被构造用于特定目标组织类型或期望电外科效果的治疗，且由单个电外科棒和单个电外科控制实施。在实例实施方案中，多个消融模式由电外科棒上的单个有源电极实施，且在每个模式内可实施多个能量设定点。本说明书首先转到说明性系统来引导读者。 [0039] 图1图示根据至少一些实施方案的电外科系统100。特定而言，电外科系统100包括耦接到电外科控制器104（在下文中称为“控制器104”）的电外科棒102（在下文中称为“棒102”）。棒102包括界定远端108的细长杆轴106。细长杆轴106还界定把手或近端110，医师在外科手术期间在此处握住棒102。棒102还包括罩住一个或多个电导线（图1中未明确示出）的可挠曲多导线电缆112，且所述可挠曲多导线电缆112终止于棒连接器114中。如图1中所示，棒102如通过外壳122的外表面上（在图1的说明性情况中是前表面）的控制器连接器120耦接到控制器104。 [0040] 虽然图1的视图中不可见，但是在一些实施方案中，棒102具有耦接到外部可接触的管状构件的一个或多个内部流体管道。如所图示，棒102具有用于在棒的远端108提供抽吸的可挠曲管状构件116。根据各种实施方案，管状构件116耦接到蠕动泵118，所述蠕动泵118说明性地示出为与控制器104的整体组件（即，至少部分居于控制器104的外壳122内）。 在其它实施方案中，蠕动泵118的外壳可从控制器104的外壳122分离（如由图中的虚线所示），但在任何情况中，蠕动泵操作地耦接到控制器104。 [0041] 蠕动泵118包括转子部分124（在下文中仅称为“转子124”）以及定子部分126（在下文中仅称为“定子126”）。可挠曲管状构件116耦接在蠕动泵118内，介于转子124与定子126之间，且转子124抵靠可挠曲管状构件116的运动导致流体朝排放处128运动。虽然说明性的蠕动泵118示出具有两个头的转子124，但是可使用不同类型的蠕动泵118（例如，五个头的蠕动泵）。在各种实施方案的上下文中，蠕动泵118从棒102的远端108处的外科手术场所创建体积受控的抽吸，其中所述控制基于如由控制器104命令的转子124的速度。 [0042] 仍然参考图1，显示设备或界面设备130通过控制器104的外壳122可见，且在一些实施方案中，用户可借助于界面设备130和有关按钮132选择控制器104的操作模式。例如，外科医师可使用一个或多个按钮132在消融模式之间选择，如：可用于切除软骨部分的低模式；可用于切除半月板的中等模式；用于侵入性切除组织的高模式；和用于切除自由浮动和/或被困组织的真空模式。各种消融模式在下文更彻底讨论。 [0043] 在一些实施方案中，电外科系统100还包括脚踏板总成134。脚踏板总成134可包括一个或多个踏板设备136和138，可挠曲多导线电缆140和踏板连接器142。虽然仅示出两个踏板设备136和138，但是可实施一个或多个踏板设备。控制器104的外壳122可包括耦接到踏板连接器142的对应连接器144。医师可使用脚踏板总成134来控制控制器104的各种方面，如消融模式。例如，踏板设备136可用于将射频（RF）能量施加到棒102的开关控制，且更明确地用于在消融模式中控制能量。此外，踏板设备138可用于控制和/或设定电外科系统的消融模式。例如，踏板设备138的致动可在由控制器104创建的能级与由蠕动泵118创建的抽吸体积之间切换。在某些实施方案中，控制器104的各种操作或性能方面的控制可通过选择性地按压位于棒102的手柄110上的手指按钮而激活（所述手指按钮未明确示出以便不使图过度复杂）。 [0044] 各种实施方案的电外科系统100可具有利用 技术的多种消融模式。特定而言，本公开的受让人是 技术的所有者。 技术涉及在一个或多 个有源电极与棒102的一个或多个返回电极之间施加射频（RF）信号，以在目标组织附近开发高电场强度。电场强度可足以使一个或多个有源电极与目标组织之间的区域中的一个或多个有源电极的至少一部分上的导电流体汽化。导电流体可固有地存在于体内，如血液中，或在一些情况中的细胞外或细胞内流体中。在其它实施方案中，导电流体可以是液体或气体，如生理盐水。在一些实施方案中，如涉及膝盖或肩部的外科手术，导电流体通过从系统 100分离且分开的递送系统递送到有源电极附近和/或目标部位。 [0045] 当导电流体被加热到流体的原子比再凝结的原子更快汽化的程度时，形成了气体。当将足够能量施加到气体，彼此冲撞的原子导致在过程中释放电子时，则形成离子化气体或等离子体（所谓的“第四物态”）。换句话说，可通过加热气体和通过将电流驱动通过气体使气体离子化，或通过将电磁波引导到气体而形成等离子体。等离子体形成的方法直接给等离子体中的自由电子能量，电子-原子冲撞解放出更多电子，且过程连续进行直到实现期望的离子化程度为止。等离子体的更完整描述可在由R.J.Goldston和P.H.Rutherford在普林斯顿大学的等离子体物理实验室的Plasma Physics中找到（1995），其完整公开以引用的方式并入本文中。 [0046] 随着等离子体的密度变得足够低（即，对于水溶液小于约1020原子/cm3），电子平均自由路径增加，使得随后注入的电子在等离子体内导致碰撞电离。当等离子体层中的离子微粒具有足够能量（例如，3.5电子-伏特（eV）至5eV）时，离子微粒与构成目标组织的分子的冲撞破坏了目标组织的分子键，将分子解离成自由基，其接着结合到气体或液体物质中。借助于分子解离（与热蒸发或碳化对照），通过较大有机分子的分子解离成较小的分子和/或原子（如氢、氧、碳氧化物、烃类和氮化合物）而在体积上移除目标组织。与如有关技术的电外科干燥和汽化中所发生的通过移除组织细胞内的液体和细胞外流体而使组织原料脱水进行对照，分子解离完全移除了组织结构。分子解离的更详细描述可在共同受让的美国专利第5,697,882号中找到，其完整公开以引用的方式并入本文中。 [0047] 由电外科系统100在棒102的远端108产生的能量密度可通过调整多种因素而改变，如：有源电极的数量；电极大小和间距；电极表面积；电极表面上的凹凸和/或尖锐边缘；电极材料；外加电压；一个或多个电极的电流限制（例如，通过将电感器置于与电极串联）； 与电极接触的流体的导电率；导电流体的密度；和其它因素。因而，这些因素可被操纵来控制受激电子的能级。因为不同组织结构具有不同分子键，所以电外科系统100可被构造来产生足以破坏某些组织的分子键但不足以破坏其它组织的分子键的能量。例如，脂肪组织（例如，动物脂肪）具有需要高于4eV或5eV（即，约8eV的量级）的能级来破坏的双键。因而，技术在一些操作模式中不消融这些脂肪组织；然而， 技术在低能 级下可用于有效地消融细胞来以液体形式释放内脂肪含量。其它操作模式可具有增加的能量使得双键也可以与单键类似的方式被破坏（例如，增加电压或改变电极构造以增加电极处的电流密度）。各种现象的更完整描述可在共同受让的美国专利第6,355,032号；第6, 149,120号和第6,296,136号中找到，其完整公开以引用的方式并入本文中。 [0048] 发明人现在提出一种解释多个消融模式可如何与单个棒102和单个控制器104实施的理论基础支持。然而，理论基础仅作为一个可行的解释而提出，且不应被阅读为对各种实施方案的操作的限制。可等效地提出另一理论基础，且尝试使用不同理论基础解释设备的操作不应排除这种设备是否落入随附权利要求之内。特定而言，电极电路，包括所创建且与棒的有源电极维持在操作关系的等离子体，有源电极与返回电极之间的流体，和电极-流体界面对离开有源电极朝向返回电极的能量流具有或呈现某一阻抗量。由电极电路呈现的阻抗可取决于许多因素，包括但不限于等离子体其自身的厚度和体积，有源电极未被汽化层覆盖且与导电流体直接接触的表面积，和离开等离子体位置的流体和/或气体的体积流量。 [0049] 在有关技术的设备中，仅控制用于抽吸的真空压力（例如，医院手术室中的壁式插座连接处可获取的真空）。然而，壁式插座连接处可获取的真空可能从房间到房间变化很大，且许多情况中在同一房间内随时间变化很大。此外，控制外加真空压力并不暗示抽吸体积受控。因此，虽然有关技术的设备可控制真空压力，但是其不控制抽吸的真空流速。 [0050] 发明人已发现，抽吸的流体流的体积与能量消散的关系和普遍的认识相反。即，有关技术的设备和方法在一般较高流速更迅速运走能量且因此减小消融的热方面问题的假设下操作。相比之下，发明人已发现，较高体积流量的抽吸趋于导致更高的整体能量消散。相对于等离子体，发明人已发现，更高的体积流速使等离子体和电极电路两者的阻抗下降，这使能量消散增加。此外，更高体积流速导致等离子体“颤动”。考虑以蜡烛形式的类比。如果蜡烛在具有极少空气运动的房间内燃烧，火焰可能呈稳定形状、大小和位置。然而，存在空气流（例如，吊扇）时，火焰趋于“颤动”。如果我们考虑在等离子体塌缩（即，缺少等离子体）的时间段期间，更多能量在热模式中通过周围流体和组织而消散，那么由较高体积流速引起的“颤动”等离子体可在组织和周围流体中导致更多能量消散，而不是更少。即，不仅“颤动”等离子体将呈现更低的平均阻抗和因此更高的能力消散，而且在“颤动”时呈现的瞬时等离子体塌缩期间起主导作用的热模式也导致比存在等离子体时的时间段更高的能量消散。 [0051] 抽吸的流体体积流量与能量消散成比例的发现和普遍的认识相反。即，有关技术的设备和方法在一般较高流速更迅速运走能量且因此减小消融的热方面问题的假设下操作。相比之下，发明人已发现，较高体积流量的抽吸趋于导致更高的整体能量消散。相对于等离子体，发明人已发现，更高的体积流速使等离子体的阻抗下降，这使能量消散增加。此外，更高体积流速导致等离子体“颤动”。考虑以蜡烛形式的类比。如果蜡烛在具有极少空气运动的房间内燃烧，火焰可能呈稳定形状、大小和位置。然而，存在空气流（例如，吊扇）时，火焰趋于“颤动”。如果我们考虑在等离子体塌缩（即，缺少等离子体）的时间段期间，更多能量在热模式中通过周围流体和组织而消散，那么由较高体积流速引起的“颤动”等离子体可在组织和周围流体中导致更多能量消散，而不是更少。即，不仅“颤动”等离子体将呈现更低的平均阻抗和因此更高的能力消散，而且在“颤动”时呈现的瞬时等离子体塌缩期间起主导作用的热模式也导致比存在等离子体时的时间段更高的能量消散。 [0052] 因而，本文中描述的实施方案涉及一种系统，其中电极处的阻抗（直接或间接）被监测且用作参数来控制抽吸的体积流速以用对于特定组织类型或手术是期望的方式来控制等离子体场。例如，在一些消融模式中，如果观察到有源电极处的阻抗在手术期间的某个时刻减小（可能指示了等离子体的不稳定性），那么系统可指导蠕动泵减小抽吸流速以使等离子体场稳定化。从另一角度看，可能期望测量施加到有源电极的RF电流并调整蠕动泵（以及因此流体流量）以将RF电流保持在与消融模式相关的某一预定且期望水平。也对标题为“ELECTROSURGICAL SYSTEM WITH SUCTION CONTROL APPARTUS,SYSTEM AND METHOD”的共同受让的美国专利第8,192,424号进行参考，其完整公开出于所有目的以引用的方式并入本文中。相反，在某些消融模式中可能期望对等离子体场的稳定性进行折衷以具有更高的整体抽吸流体流量体积以从外科手术场所移除气泡和碎屑。 [0053] 基于上文段落中的理论基础支持，各种实施方案涉及在电外科手术期间实施至少两个消融模式的系统和有关方法，在一些实施方案中使用单个棒（且在一些情况中，单个有源电极）连同单个控制器。在特定实施方案中，可实施四个不同消融模式，如“低模式”，其可用于治疗和切除敏感组织部分，如关节软骨部分；“中等模式”，其可用于半月板的治疗和切除；“高模式”，其用于侵入性地切除任何种类的组织；和“真空模式”，其用于切除自由浮动和/或被困组织。此外，一些实例系统在单个消融模式内实施多个能量/流量设定点。例如，消融的“低模式”可包括默认设定点能量/流量，但是外科医师可选择在与消融的“低模式”相关的能量范围内的增加的能量/流量设定点。同样，外科医师可选择关于默认设定点减小但仍然在与消融的“低模式”相关的能量范围内的能量/流量设定点。在讨论说明性的棒102和控制器104的内部组件之后在下文呈现关于说明性的消融模式和每个模式内的设定点的更多细节。 [0054] 图2示出根据实例系统的棒102的正视图。特定而言，棒102包括可以是可挠曲或刚硬的细长杆轴106，耦接到细长杆轴106的近端的手柄110，和耦接到细长杆轴106的远端的电极支持构件200。图2中也可见从棒102延伸的可挠曲管状构件116和多导线电缆112。棒102包括安置在细长杆轴106的远端108上的有源电极202。有源电极202可借助于多导线电缆112中的一个或多个绝缘电连接器（未示出）而耦接到控制器104（图1）内的主动或被动控制网络。有源电极202从安置在有源电极202近侧杆轴上的公共电极或返回电极204电隔离，在一些实例系统中，处于远端头的1毫米（mm）至25mm之内。从远端头的近侧，返回电极204与棒102的细长杆轴106同中心。支持构件200定位在返回电极204的远侧且可由电绝缘材料组成，如环氧树脂、塑料、陶瓷、硅酮、玻璃或类似物。支持构件200从细长杆轴106的远端108延伸（通常约1mm至20mm）且为有源电极202提供支持。 [0055] 图3示出根据实例实施方案的棒102的横截面正视图。特定而言，棒102包括界定在细长杆轴106内的吸气内腔300。在图3的实例棒102中，细长杆轴106的内径界定吸气内腔300，但在其它情况中，细长杆轴106内的单独管子可界定吸气内腔300。吸气内腔300可用于从接近有源电极202的目标部位抽吸过多流体、气泡、组织碎片和/或消融产物。延伸到手柄 110且流畅地耦接到可挠曲管状构件116的吸气内腔300用于耦接到蠕动泵118。手柄110还界定电导线210可居于其内的内部腔室302，其中电导线210可延伸到多导线电缆112中且最终耦接到控制器104。电导线同样延伸通过细长杆轴且将各个耦接到返回电极204和有源电极202，但是电导线210没有示出居于细长杆轴106内以便不使图过度复杂。 [0056] 在一些系统中，棒102还可以包括与可挠曲管状构件116处于操作关系的温度测量设备304。如图3中所图示，温度测量设备居于由手柄110界定的内部腔室302内，但是温度测量设备可被置于任何适当位置。温度测量设备304用于直接或间接测量管状构件116内的流体的温度。如所图示，温度测量设备304邻接管状构件116的外表面使得随着流体在管状构件116内行进经过温度测量设备304的位置时，可读取局部的温度变化。温度测量设备304可采用任何适当形式，如阻热设备（RTD）、热敏电阻、光学温度探针或热电偶。温度测量设备可使用于多种操作情形中，如下文更详细讨论的堵塞检测中。 [0057] 图4示出根据实例系统的实例有源电极（左边）的正视图，以及棒102的远端的透视图（右边）。特定而言，有源电极202可以是如图4中所示的有源屏电极400。屏电极400可包括导电材料，如钨、钛、钼、铂或类似物。屏电极400可具有范围在约0.5mm至8mm范围内，在一些情况中约1mm至4mm的直径，和约0.05mm至约2.5mm，在一些情况中约0.1mm至1mm的厚度。屏电极400可包括被构造来位于吸气内腔的孔隙或远端开口404上的多个孔隙402。孔隙402被设计来使从消融部位抽吸的过多流体、气泡和气体能够通过，且其足够大以使消融的组织碎片能够通过进入吸气内腔206（图3）。如所示，屏电极400具有不规则形状，其增加了屏电极400的边缘与表面积比。较大的边缘与表面积比增加了屏电极400在导电流体中发起和维持等离子体层的能力，因为边缘产生更大的电流密度，而较大表面积的电极趋于将电力消散到导电介质中。 [0058] 在图4中所示的代表性实施方案中，屏电极400包括位于绝缘支持构件200上的主体406和吸气内腔206的远端开口404。屏电极400还包括突片408，在图4的实例屏电极400中，示出五个突片408。突片408可位于、固定到和/或嵌入绝缘支持构件200中。在某些实施方案中，电连接器延伸通过绝缘支持构件200且耦接（即，经由粘合剂、钎焊、焊接或类似方式）到一个或多个突片408以将屏电极400固定到绝缘支持构件200且将屏电极400电耦接到控制器104（图1）。在实例系统中，屏电极400形成大体上平坦的组织处理表面以用于顺利切除、消融和塑刻半月板、软骨和其它组织。在将软骨和半月板重新塑形时，医师常常期望使组织的不规则和粗糙表面平滑化，留下大体上平滑的表面。对于这些应用，大体上平坦的屏电极处理表面提供期望效果。本说明书现在转到控制器104的更详细描述。 [0059] 图5示出根据至少一些实施方案的控制器104的电气方框图。特定而言，控制器104包括处理器500。处理器500可以是微控制器，且因此微控制器可整合有只读存储器（ROM）502、随机存取存储器（RAM）504、数字到模拟转换器（D/A）506、模拟到数字转换器（A/D）514、数字输出（D/O）508和数字输入（D/I）510。处理器500还可以提供一个或多个外部可用的外 2 围总线，如串行总线（例如，I C），并行总线或其它总线和对应的通信模式。处理器500还可以整合有通信逻辑512以使处理器500能与外部设备，以及内部设备通信，如显示设备130。 虽然在一些实施方案中，处理器500可以微控制器的形式实施，在其它实施方案中，处理器 500可与各个RAM、ROM、通信、A/D、D/A、D/O和D/I设备，以及用于与外围组件通信的通信硬件组合实施为独立的中央处理单元。 [0060] ROM502存储可由处理器500执行的指令。特定而言，ROM502可包括软件程序，其当执行时导致控制器实施两个或多个消融模式，包括响应于各种反馈参数增大和减小蠕动泵的速度（在下文更详细讨论）。RAM504可以是处理器500的工作存储器，其中数据可被暂时存储且可从其执行指令。处理器500借助于以下组件耦接到控制器104内的其它设备：数字到模拟转换器506（例如，在一些实施方案中，RF电压发生器516）、数字输出508（例如，在一些实施方案中，RF电压发生器516）、数字输入510（例如，界面设备，如按钮开关132或脚踏板总成134（图1））和通信设备512（例如，显示设备130）。 [0061] 电压发生器516产生耦接到棒102的有源电极202（图3）的交流（AC）电压信号。在一些实施方案中，电压发生器界定有源终端518，其耦接到控制器连接器120中的电针520，棒连接器114中的电针522，且最终耦接到有源电极202（图3）。同样，电压发生器界定返回终端524，其耦接到控制器连接器120中的电针526，棒连接器114中的电针528，且最终耦接到返回电极204（也见图3）。可使用额外有源终端和/或返回终端。有源终端518是电压和电流由电压发生器516诱发的终端，且返回终端524为电流提供返回路径。返回终端524将可以提供与控制器104的平衡内的公共端或接地端相同的公共端或接地端（例如，用于按钮132上的公共端530），但在其它实施方案中，电压发生器516可以从控制器104的平衡处电“浮置”，且因此当相对于公共端或接地端（例如，公共端530）测量时，返回终端524可示出某一电压；然而，电浮置的电压发生器516和因此相对于接地端的返回终端524上的可能电压读数并不否定终端524相对于有源终端518的返回终端状态。 [0062] 由电压发生器516产生并施加于有源终端518与返回终端524之间的AC电压信号是RF能量，其在一些实施方案中具有介于约5千赫兹（kHz）与20兆赫兹（MHz）之间的频率，在一些情况中介于约30kHz与2.5MHz之间，在其它情况中介于约50kHz与500kHz之间，通常小于350kHz，且通常介于约100kHz与200kHz之间。在一些应用中，约100kHz的频率是有用的，因为目标组织阻抗在100kHz下更大。 [0063] 由电压发生器516产生的RMS（均方根）电压可在从约5伏特（V）至1800V的范围内，在一些情况中，取决于消融模式和有源电极大小而在从约10V至500V的范围内，通常在约10V至400V之间。在一些实施方案中，由电压发生器516产生的针对消融的峰到峰电压是具有在10V至2000V的范围内的峰到峰电压的方波形，在一些情况中是在100V至1800V的范围内，在其它情况中是在约28V至1200V的范围内，且通常是在约100V至320V的峰到峰的范围内。 [0064] 由电压发生器516产生的电压和电流可以递送一系列电压脉冲或具有足够高频率（例如，以5kHz至20MHz量级）的AC电压，使得电压有效地连续被施加（与例如声称小深度坏死的激光对比，其是约10Hz至20Hz的脉冲）。此外，对比于可具有约0.0001%的占空比的脉冲式激光，由电压发生器516产生的方波电压的占空比（即，在施加能量的任何一秒间隔中的累计时间）对于一些实施方案是以约50%的量级。虽然在一些实施方案中产生并提供了方波，但是AC电压信号可被修改来包括在每个半周期的前沿或尾沿中作为电压尖峰的这种特征，或AC电压信号可被修改以采用特定形状（例如，正弦曲线形、三角形）。 [0065] 电压发生器516取决于消融模式和接近有源电极的等离子体的状态而递送范围从每电极几毫瓦特至几百瓦特的平均功率水平。与处理器500组合的电压发生器516被构造来基于由外科医师选择的消融模式，且在一些情况中基于特定消融模式内的设定点来最初设定电压发生器516的能量输出（例如，通过控制输出电压）。此外，虽然在选定的消融模式和消融模式内的设定点中，处理器500和/或电压发生器516可进行控制变化以补偿由使用棒而导致的变化。控制变化在下文进一步讨论蠕动泵118之后更详细讨论。各种电压发生器516的描述可在共同受让的美国专利第6,142,992号和第6,235,020号中找到，两个专利的完整公开出于所有目的以引用的方式并入本文中。还对标题为“METHOD AND SYSTEM OF AN ELECTROSURGICAL CONTROLLER WITH WAVE-SHAPING”的共同受让的美国专利第8,257,350号进行参考，其完整公开就如完全在下文中再现般以引用的方式并入本文中。 [0066] 在一些实施方案中，由电压发生器516（连同蠕动泵118）实施的各种消融模式可由处理器500借助于数字到模拟转换器506的方式控制。例如，处理器500可通过将一个或多个可变电压提供到电压发生器516而控制输出电压，其中由数字到模拟转换器506提供的电压与将由电压发生器516产生的电压成比例。在其它实施方案中，处理器500可借助于来自数字输出转换器508的一个或多个数字输出信号，或借助于使用通信设备512的基于数据包的通信而与电压发生器通信（基于通信的实施方案没有明确示出以便不使图5过度复杂）。 [0067] 仍然参考图5，在一些实施方案中，控制器104还包括感测提供到有源电极的电流的机构。在图3的说明性情况中，感测提供到有源电极的电流可借助于电流感测变压器532。特定而言，电流感测变压器532可具有有源终端518的导体，其穿过变压器使得有源终端518变成单匝初级绕组。单匝初级绕组中的电流在第二级绕组中诱发对应电压和/或电流。因此，所述说明性的电流感测变压器532耦接到数字到模拟转换器514（如由气泡A所示）。在一些情况中，电流感测变压器可直接耦接到模拟到数字转换器514，且在其它情况中，额外电路可强加在电流感测变压器532与数字到模拟转换器514之间，如放大电路和保护电路。例如，在一个实例系统中，电流感测变压器532耦接到集成电路设备，其采用来自电流感测变压器532的电流指示，计算均方根（RMS）电流值，且通过任何适当通信系统将RMS电流值提供到处理器500（例如，作为施加到A/D514的模拟值，作为施加到D/I510的多个输入的数字值，作为通过通信端口512的数据包消息）。电流感测变压器仅仅是感测供应到有源电极的电流的任何适当机构的说明，且其它系统是可行的。例如，小电阻器（例如，1欧姆，0.1欧姆）可与有源终端518串联放置，且在电阻器两端诱发的电压降用作电流的指示。 [0068] 鉴于电压发生器516被电浮置，感测电流的机构不限于只是有源终端518。因此，在还有更进一步的实施方案中，感测电流的机构可相对于返回终端524来实施。例如，说明性的电流感测变压器532可在与返回终端524相关的导体上实施。 [0069] 在一些实例系统中，由处理器500使用的关于电压发生器516的反馈参数是电流。例如，在电压发生器可独立于所附接的负载的阻抗精确地产生输出电压的系统中，具有由电压发生器516产生的电压的设定点控制的处理器500可能足够（例如，计算指示电极电路和接近有源电极的等离子体的阻抗的值）。然而，在其它情况中，电压也可以是反馈参数。因此，在一些情况中，有源终端518可电耦接到数字到模拟转换器514（如由气泡B所示）。然而，额外电路可强加于有源终端518与数字到模拟转换器514之间，例如各种降压变压器、保护电路和电路来考虑电压发生器516的电浮置本质。这种额外电路没有示出以便不使图过度复杂。在还有其它情况中，电压感测电路可测量电压，且所测量的电压值可通过除模拟信号之外的方式提供，如借助于在通信端口512上基于数据包的通信（未示出，以便不使图过度复杂）。 [0070] 仍然参考图5（以及图1），根据各种实施方案的控制器104还包括蠕动泵118。蠕动泵118可至少部分居于外壳122内。蠕动泵包括机械耦接到电动机534的杆轴的转子124。在一些情况中，且如所图示，电动机的转子可直接耦接到转子124，但在其它情况中，各种齿轮、滑轮和/或皮带可位于电动机534与转子124之间。电动机534可采用任何适当形式，如AC电动机、DC电动机和/或步进电动机。为了控制电动机534的杆轴的速度，且因此控制转子124的速度（和棒处的体积流速），电动机534可耦接到电动机速度控制电路536。在AC电动机的说明性情况中，电动机速度控制电路536可控制施加到电动机534的电压和频率。在DC电动机的情况中，电动机速度控制电路536可控制施加到电动机534的DC电压。在步进电动机的情况中，电动机速度控制电路536可控制流动到电动机的极的电流，但是步进电动机可具有足够极数，或以转子124顺利移动的这样一种方式被控制。换句话说，转子124由于每圈较高数量的步进而顺利移动。 [0071] 处理器500如借助于数字到模拟转换器506（如由气泡C所示）耦接到电动机速度控制电路536。处理器500也可以其它方式耦接，如在通信端口512上基于数据包的通信。因此，运行程序的处理器500可读取有源终端518上供应的电流，可读取有源终端518上供应的电压，且可通过响应于其将速度命令发送到电动机速度控制电路536而进行速度控制变化（以及因此体积流速变化）。电动机速度控制电路536继而实施速度控制变化。速度控制变化可包括当期望时改变转子124的速度，当期望时停止转子124，且在一些消融模式中暂时使转子124倒转。 [0072] 本说明书现在转到可由电外科系统实施的各种消融模式的更详细描述。每个消融模式基于消融的侵入性而说明性地命名。然而，所有说明性地指认的组织类型可在每一个模式中被消融，且因此提供预期将在每个模式中被消融的组织类型的指示不应被阅读为任何特定模式的适用性的限制。在并非明确为某一组织设计的模式中消融所述组织可能导致不希望的效果，如变色或切除过多目标组织或以被认为太迅速的速率切除。系统的可用消融模式从而提供增强的性能，其中能量输出的管理与抽吸流速的控制协力在每个模式中产生与目标组织、侵入性速率或外科手术类型相协调的手术疗效。 [0073] 根据各种实施方案，电外科控制器100实施至少两个（且在一些实施方案中，四个）消融模式以动态地调制有源电极附近的流速，以调节RF能量的输出：“低模式”，其可用于治疗、消融和切除软骨部分；“中等模式”，其可用于治疗、消融和切除半月板；“高模式”，其可用于侵入性地治疗、消融和切除组织；和“真空模式”，其用于切除松散、自由浮动和/或被困组织。每个说明性的消融模式的特征可为可施加到有源电极的某一范围的能量（在下文中仅称为“能量范围”）和对应的抽吸流范围。在特定消融模式内的操作期间，由电压发生器516提供的能量和由蠕动泵118（图1）提供的体积流速可基于棒的远端108处的操作条件而变化，但是这种变化不应排除处于特定消融模式内的状态。下表表征了处于高水平的四个说明性的消融模式。 [0074] [0075] 表1 [0076] 将依次讨论每个模式。 [0077] 低模式明确被设计来治疗和选择性地消融关节软骨或其它非常敏感的组织。这种低模式特别适合于软骨成形和半月板精整或塑刻。然而，软骨不会再生长，且因此由外科医师在软骨成形术期间消融的软骨量在大部分手术中都非常小。外科医师的主要关心的可能是小心地切除患病软骨，同时减少对下面保留的软骨组织的损坏。出于这些原因，所述说明性的低模式特征是提供到有源电极的低能量，以及用于抽吸的低体积流速。特定而言，在这种消融模式中，治疗期间的能量递送期望增加细胞活性且在治疗部位附近产生瞬间能量消散和热生成减少。与这种操作模式相关的减小的吸气流和低体积流速可导致等离子体和电极电路中具有更高的整体阻抗。 [0078] 在低消融模式中，执行程序的处理器500控制电压发生器516和蠕动泵118以对于电极电路实施相对高的目标阻抗，且避免等离子体塌缩。在一些实施方案中，控制器104可提供预定能量，且对于落入预定范围内的阻抗值，控制器104可单纯基于蠕动泵118的速度上的变化而控制阻抗。对于落在预定范围外的阻抗上的变动，控制策略也可以依赖于由电压发生器516供应的能量上的变化。例如，响应于减小阻抗（如基于施加到有源电极的电流和/或电压所计算）的控制行动可涉及减慢、停止蠕动泵118（图1）或暂时使蠕动泵118倒转，且在一些系统中增加由电压发生器516供应的能量。在一些实施方案中，由电压发生器516产生的电能上的变化可比蠕动泵118速度上的变化更快实施，且因此在一些实施方案中，对测量的减小电极电路阻抗的初始反应可为暂时增加供应的能级，接着降低泵速度和再次降低供应的能量。 [0079] 中等操作模式明确被设计来消融纤维软骨组织，类似半月板组织，但是其它类型的组织也可以在中等模式中消融。这种中等模式还可能适合于电外科治疗上唇组织。当消融半月板时，外科医师可能相对于软骨对消融更多组织体积更感兴趣，但是不希望剩余的半月板褐变。至少出于这个原因，所述说明性的中等模式特征为提供到有源电极的中等能量，以及抽吸的中等体积流速，以保存组织一致性。特定而言，在这个消融模式中，治疗期间的能量递送期望增加组织基质保存且伴随组织变色减少或没有组织变色而减少组织基质消融。中等体积流速可导致电极电路具有比低模式更低的阻抗。 [0080] 在中等消融模式中，执行程序的处理器500控制电压发生器516和蠕动泵118（图1）以对于电极电路实施中等目标阻抗。在一些实施方案中，控制器104可提供预定能量，且对于落入预定范围内的阻抗值，控制器104可基于改变蠕动泵118的速度而控制阻抗。对于落在预定范围外的阻抗上的变动，控制策略也可以依赖于由电压发生器516供应的能量上的变化。例如，响应于减小阻抗（如基于施加到有源电极的电流和/或电压而计算）的控制行为可涉及减慢和/或停止蠕动泵118，且在一些系统中增加由电压发生器516供应的能量。在一些实施方案中，由电压发生器516产生的电能上的变化可比蠕动泵118速度上的变化更快实施，且因此在一些实施方案中，对测量的减小电极电路阻抗的初始反应可以是暂时增加所供应的能级，接着减小泵速度，且再次降低供应的能量。 [0081] 说明性的高消融模式明确被设计来快速切除组织。举例而言，高模式可用于子肩峰减压治疗或ACL残肢清创。出于此原因，所述说明性的高模式特征为提供到有源电极的高能量，以及抽吸的高体积流速。特定而言，在此消融模式中，治疗期间的能量递送出于伴随连续抽吸流量的增加组织切除而被调整，以出于更有效的消融速率而将组织拉到更靠近棒。高体积流速将导致具有更低电极电路阻抗，和常规（但不受控制的）等离子体塌缩。因此，在高模式中基于侵入性的抽吸流而预期等离子体塌缩，但高模式可实施最低体积流速，和因此最低蠕动泵速度，即使这种最低速度导致等离子体塌缩。所述等离子体应被恢复为接着发生的组织接触。 [0082] 在高模式操作中，执行程序的处理器500控制电压发生器516和蠕动泵118以对于电极电路实施低目标阻抗。在一些实施方案中，控制器104可提供预定能量，且对于落入预定范围内的阻抗值，控制器104可基于蠕动泵118速度上的变化而控制阻抗。对于落在预定范围外的阻抗上的变动，控制策略还可以依赖于由电压发生器516供应的能量上的变化。例如，响应于减小阻抗（如基于施加到有源电极的电流和/或电压而计算）的控制行为可涉及减慢蠕动泵118，但仅减慢到预定最低体积流速。 [0083] 说明性的真空消融模式明确被设计来快速切除手术场所内的松散组织和组织碎片。出于此原因，所述说明性真空模式特征为提供到有源电极的可变能量，以及如各种模式之间的最高体积流速（当抽吸处于激活时）。特定而言，在此消融模式中，治疗期间的能量递送期望出于与高体积流速协力快速消化手术场所内的碎屑而被优化，以将碎屑吸引到棒尖端。高体积流速将导致更低的电极电路阻抗。当组织碎屑与电极接触时，流动被减小以更好地消化组织。当电极在其附近没有组织时，电压被下降以减少电极损耗。 [0084] 图6示出对于四个实例消融模式-低模式、中等模式、高模式和真空模式而言使可能的能量范围（输出RF能量）与抽吸流速（示出为泵速度设定）有关的图。特定而言，对于每个消融模式，电外科控制器104被编程以在输出RF能量的能量范围和抽吸流速的范围内操作。例如，在上文描述的“低模式”消融中，控制器104可被预编程以操作于从25瓦特至50瓦特的能量范围内，且抽吸流范围从实例“-1”（即，倒转电动机方向）至“5”，其在一些情况中可导致抽吸流在从0ml/min至45ml/min的范围内。对于上文描述的“中等模式”消融的实例，控制器104可被预编程以在从50瓦特至150瓦特的能量范围内操作，且抽吸流范围从实例“0”（即，蠕动电动机停止）至“5”。对于上文描述的“高模式”消融的实例，控制器104可被预编程以操作于从150瓦特至400瓦特的能量范围内，且抽吸流范围从实例“1”至“5”。对于上文描述的“真空模式”消融的实例，控制器104可被预编程以操作于从350瓦特至400瓦特的能量范围内，且抽吸流范围从实例“2”至“5”。这些实例能量和流速和范围仅为实例，且实际值可改变。 [0085] 此外，图6图示在至少一些消融模式内，预期不同的能量设定点。即，在一些实例系统中，在预编程能量范围内，处理器500（执行程序）在消融模式内实施至少三个（且在一些情况中五个）能量设定点水平，以使得能够改变输出RF能量（和有源电极附近的对应流速）两者。例如，图6图示低模式、中等模式和高模式的每个可具有初始或默认能量设定点和对应的默认抽吸体积流设定点（每个模式中用“D”和三角形符号标出）。在图6中，示出默认能量设定点居于能量范围的中间，但在其它情况中，默认能量设定点可在各自能量范围的下端或上端。 [0086] 将低模式视为代表性的消融模式，其在能量范围内具有多个能量设定点，可实施具有高于默认能量设定点的能量的两个能量设定点，且这些更高的能量设定点在图6中指定为（+）和（++）能量设定点。借助于手动激活控制输入（例如，脚踏板、控制器上的按钮、用户界面或棒上的按钮），外科医师可将设定点能级增加到正（+）或（++）水平性能。同样，可实施具有低于默认能量设定点的能量的两个能量设定点，且这些更低的能量设定点在图6中设计为（-）和（--）能量设定点。借助于手动激活控制输入（例如，脚踏板、控制器上的按钮、棒上的按钮），外科医师可将设定点能级减小到负（-）或（--）水平性能。消融模式内可实施任何数量的能量设定点。虽然图6中的低模式和中等模式每个具有五个能量设定点，但是高模式被说明性地示出以在能量范围内仅具有三个能量设定点-默认能量设定点、正（+）水平和负（-）水平。真空模式可同样具有不同的能量设定点，但是图6中没有图示这种能量设定点以例示在一些系统中，并非所有模式都具有在其各自能量范围内的多个能量设定点。 [0087] 举例而言，在前文描述的“高模式”中，默认（D）设定点能量可以是约250瓦特，和级别3的抽吸流设定点（其例如可导致200ml/min的抽吸流速）。由于能量或抽吸流速上的期望增加，通过将控制器104操作参数推进到正（+）设定点，控制器104接着以互补方式增加每个性能特性，如通过将输出能量调整到约325瓦特且将抽吸流设定点调整到级别4（其例如可导致300ml/min的抽吸流速）。或者，用户可期望减小输出能量和流速设定点两者，且可因而选择将设定点能量设定回到负（-）水平性能和流速设定点。因此，每个操作模式可具有由能量设定点和流量设定点画出的多个性能水平，但是所述多个性能水平的任何一个的操作应仍然被认为在特定消融模式之内。 [0088] 本说明书现在转到控制器104内的控制回路的实施。根据实例系统，控制回路作为软件由处理器500实施，但在其它实施方案中，部分或全部控制回路可以离散逻辑来实施。图7以方框图形式示出控制回路的逻辑互动，以及由处理器执行的软件与控制器104的各种组件之间的互动。特定而言，图7将软件示出为软件方框700内的各种组件，且同样示出电压发生器516、电动机速度控制536、有源终端518和电流感测变压器532。控制器104的其它组件被省略以便不使图过度复杂。此外，图7还图示等离子体702通过孔隙（由相对于管706的箭头704所示）与抽吸流处于操作关系。 [0089] 根据实例系统，软件700产生或选择能量值（图中示出为E）以及流量设定点（图中示出为Fsp）。能量值E和流量设定点Fsp基于由外科医师选择的消融模式（和所述消融模式内的能量设定点）而产生或选择。实例能量值E可以任何适当方式施加到电压发生器516，如上文所讨论的那些。在实例系统中，能量值E是表示期望能量的单个值，但在其它情况中，能量值E可以是指示将由电压发生器516产生的电压的值，或表示将由电压发生器516产生的期望电压或电流的值的组合。基于能量设定点Esp，电压发生器516可在有源终端518上产生期望电压，最终产生等离子体702。在由电压发生器516供应电压的时间段期间，电流可由电流变压器532测量，且瞬时电流的指示可被供应到软件700，如图7中所指示。 [0090] 根据实例系统，在低模式、中等模式、高模式和真空模式中的某些时间段期间，软件700实施闭环控制。更特定而言，实例系统可将流量设定点Fsp施加到比例-积分-微分（PID）控制回路708。在实例系统中，流量设定点Fsp是表示期望流体体积流的单个值，但在其它情况中（且为了便于对控制回路编码），流量设定点Fsp可以是指示电流的值，因为在存在等离子体的时间段期间由电压发生器提供的电流和流体体积流直接成比例。在实例逻辑控制回路流中，流量设定点Fsp可以施加到求和块710。求和块710可通过从流量设定点Fsp减去反馈参数（在本说明性的情况中，由电流变压器532测量电流，图5）而创建误差信号712。如所图示，反馈参数可受制于滤波器块714中的各种滤波操作，且这种滤波在下文更详细讨论。误差信号712可施加到比例块716、积分块718和微分块720。每块可与增益值相关： 针对比例块716的GP；针对积分块718的GI；和针对微分块720的GD。每个实例块716、718和720产生响应信号，且所述各自响应信号在求和块722处求和。求和的信号接着转换成针对电动机速度控制器536的适当格式，且施加到电动机速度控制器536以控制蠕动泵118的速度。并非所有PID块716、718和720都需要同时实施。在一些情况中，仅比例-积分（PI）控制可能足够，且因此可省略或停用微分块720（例如，通过将增益GD设定为零）。 [0091] 本说明书现在转到在低模式、中等模式、高模式和真空模式期间的某些时间段中控制PID控制回路708的解释。首先，考虑控制器107、等离子体702和流体704体积流已经达到与各种设定点匹配的稳态点，且RF电压发生器516能够不论阻抗而提供大体上恒定的电压。接着考虑可能基于棒的有源电极抵靠组织的运动，电极电路的阻抗增加。增加阻抗导致电流减小。响应于减小的电流，求和块710创建施加到各种块716、718和720的增加幅度的误差信号712。本实例情况的结果是响应于电外科控制器检测到有源电极与组织处于操作关系而使汲取到孔隙的流体流增加（通过增加蠕动泵速度）。 [0092] 现在再次考虑控制器107、等离子体702和流体704体积流已达到与各种设定点匹配的稳态点，且RF电压发生器516能够不论阻抗而提供大体上恒定的电压。接着考虑可能基于棒的有源电极离开组织的运动，电极电路阻抗减小。减小的阻抗导致电流增加。响应于增加的电流，求和块710创建施加到各种块716、718和720的减小幅度的误差信号712。本实例情况的结果是响应于电外科控制器检测到有源电极从组织移开而使汲取到孔隙的流体流减小（通过减小蠕动泵速度）。本说明书现在转到区分各种消融模式。 [0093] 各种消融模式不仅可基于上文讨论的能量和流动范围（和各自范围内的特定设定点）而区分，而且还可以基于实施的增益设定点而区分。例如，低消融模式可实施第一组增益值GPL、GIL和GDL，且高消融模式可实施不同于低消融模式的第二组增益值GPH、GIH和GDH。此外，在消融模式中实施不同能量和流量设定点的系统中，每个能量设定点可具有一组增益值。例如，低消融模式可实施处于默认能量设定点GPLD、GILD和GDLD的第一组增益值，且低消融模式可实施处于（+）能量设定点GPL+、GIL+和GDL+的第二组增益值，等等。 [0094] 此外，其它参数可与图7中未明确画出的PID控制回路708相关。例如，积分块718可具有以积分的复位时间形式或积分块718响应的最大允许值的额外参数。这种额外参数可在某些情况中（如等离子体塌缩或显著电压发生器脉动的延长时段）减小或防止积分块718响应的“结束”。然而此外，电动机速度控制的范围在实例消融模式之间不同，其中一些模式（例如，低模式）具有能力停止甚至倒转蠕动泵的方向，且其它模式（例如，高模式）针对蠕动泵实施最小非零速度，且因此求和块722可不论各种输入的实际求和而具有限制可施加到电动机速度控制器536的值的范围的额外参数。 [0095] 在一些实例系统中，增益规划可由PID控制回路708（图7）实施。即，在一些系统中，在特定消融模式内，不同增益可用作误差信号712的幅值的函数。考虑对比例块716进行增益规划的实例。在使用基于误差信号712的增益规划的系统中，当误差信号712的幅值超过第一预定阈值时，第一增益值GP1可由比例块716使用，且当误差信号712的幅值超过第二更高预定阈值时，第二增益值GP2可由比例块716使用，其中第二增益值不同于第一增益值。每个实例块716、718和720可在特定消融模式内使用增益规划，且可基于每个消融模式内的设定点而使用不同增益规划（即，针对默认模式的第一增益规划，和针对（+）、（++）、（-）和（--）设定点的每个的不同增益规划。此外，增益规划可在一些或所有消融模式内使用。例如，低消融模式的比例块716的增益值GPL可以是一组值，使得GPL={GPL1,GPL2,GPL3}。作为另一实例，高消融模式的比例块716的增益值GPH可以是一组值，使得GPH={GPH1,GPH2,GPH3}。然而此外，随着电极由于使用而损耗（在下文更详细讨论），可以改变增益设定点和增益规划。 [0096] 在一些实例系统中，控制器104被预编程有用于识别和实施消融模式的各种参数。例如，控制器104的ROM504可被预编程有用于识别和实施消融模式的一些或所有各种参数，且软件700（也存储在ROM504上）可当执行时读取参数且基于参数实施消融模式。然而在其它系统中，用于识别和实施消融模式的各种参数可取决于棒102（例如，电极202的暴露表面积）。因此，与每个消融模式相关的值可以是依赖于棒102的，且再次说明，控制器104可针对可与控制器104一起使用的每个棒102而被预编程有一些或所有所述各种参数。在这种系统中，棒102可由控制器通过任何适当措施识别（例如，由外科医师使用显示器130和按钮132而从所支持的棒的列表选择棒，或可基于连接器114中的针可读的信息通过控制器而电识别所述棒）。在还有其它情况中，不同参数组可与相同棒一起使用以实施消融模式的不同特性。 [0097] 仍然参考图7，讨论现在转到滤波块714中执行的实例滤波。特定而言，虽然由电流变压器532读取的指示电流的值可直接逻辑地施加到求和块710，但是在一些实例系统中，等离子体702的整体控制可通过在滤波块714内实施滤波而更好地被控制。为了将实例滤波情形逻辑地捆绑到等离子体控制，按顺序进行与电压发生器516和等离子体702相关的操作现象的简单描述。第一操作现象是等离子体702“塌缩”（即，等离子体被破灭）。等离子体塌缩在一些操作情况中，如实施较高流体体积流的消融模式中更可能发生。在等离子体已塌缩的时间段期间，电流可流动通过在热模式中邻接棒的电极202的流体和/或组织，且在热模式中对电流的阻抗低于等离子体的阻抗。在大多数情况中，等离子体快速被重建。因此，等离子体塌缩可导致高频电流“尖峰”。第二操作现象是电压发生器516“脉动”。电压发生器516的脉动是基于满足或超过预定能量阈值的能量递送而暂时停止对电极202的电压和电流。例如，在一些系统中，电压发生器516可当能量递送满足或超过400焦耳每秒时暂时停止提供电压（且因此停止提供电流）。当能量递送停止，等离子体被破灭时，电流下降（例如，降到零）。当再次提供能量时，系统进展通过热模式（其中看到电流尖峰）且接着进展到等离子体模式。 [0098] 在等离子体塌缩的时段期间提供的流体体积流和发生器脉动对重建等离子体具有极少影响，且因此在一些实例系统中，响应于等离子体塌缩和发生器脉动事件，没有可采取（或非常少）的关于流体体积流的控制行为。因此，根据实例系统，滤波块714实施控制策略以处理等离子体塌缩和发生器脉动。图8以方框图形式示出一个实例控制策略用滤波块714逻辑地实施。特定而言，以指示由发生器供应的电流的形式的反馈参数被施加到平均块 800。如名称所暗示，平均块800在存在等离子体的时间段期间创建指示电流的流动平均值（例如，在过去的500毫秒或最后一秒）。流动平均值以及施加的电流指示被施加到多工器 802。在发生器脉动的时间段期间，多工器802将流动平均值传递到下游的逻辑组件。即，在发生器脉动的时段期间，PID控制回路708被提供由平均块800创建的流动平均值，而非供应的瞬时电流指示。以此方式，PID控制回路708可响应于发生器脉动采取极少行动或不采取行动。当发生器脉动事件完成，且等离子体被重建时，多工器802再次提供被供应到下游逻辑组件的电流的瞬时指示。因此，平均块800和多工器802可被认为解决了脉动问题；然而，可等效地使用其它逻辑机构。 [0099] 从多工器802传播的电流指示可接着施加到低通滤波器块804。如名称所暗示，低通滤波器块804过滤信号以移除高频成分，如与等离子体塌缩相关的电流尖峰。因此，PID控制回路708被提供由低通滤波器块804创建的电流指示的低通滤波形式。以这种方式，PID控制回路708可响应于等离子体塌缩采取极少行动或不采取行动。因此，低通滤波器块804可被认为解决了等离子体塌缩问题；然而，可等效地实施其它逻辑机构。 [0100] 本说明书现在转到根据实例系统的真空消融模式中的控制。在真空消融模式中，在有源电极202与组织不处于操作关系的时间段期间（如基于较低整体阻抗所确定），相对高的流体体积流被汲取到孔隙中。然而，当有源电极遇到组织时（如基于阻抗增加而确定），并非增加流体体积流，在真空模式中实施相反的控制策略。即，当有源电极遇到组织时（且阻抗增加），汲取到孔隙中的流体体积流减小。控制策略的理论基础在于真空模式被设计来快速切除自由浮动和/或松散的保持组织，但是组织的体积密度较低。因此，可能会有不含组织的大体积体液或盐水被汲取到孔隙。流体的体积流在没有组织存在于靠近有源电极的时间段期间较高，但是在组织与有源电极处于操作关系的时间段期间，流体体积流减慢，以使组织消化率增加以及分子解离更彻底和组织减少以减少堵塞。在一些情况中，在组织与有源电极处于操作关系的时间段期间，流体体积流可以类似于其它消融模式的方式被控制。在还有其它情况中，可由发生器的脉动感测到缺乏组织。 [0101] 简单地返回图7，在一些实例系统中，真空模式期间的流体体积流是基于独立的PID控制回路708与流量设定点Fsp中的变化的组合。即，在没有组织与有源电极处于操作关系的时间段期间，真空模式中的流量设定点Fsp可设定地非常高；然而，当组织与有源电极处于操作关系时，流量设定点Fsp被减小以实施流体体积流上的减小。此外，可响应于控制器检测到有源电极与组织处于操作关系而与改变流量设定点Fsp同时改变与块716、718和720相关的各种增益。然而，其它控制策略是可行的，如关于图9所讨论。 [0102] 图9以方框图形式示出真空模式中的控制策略的逻辑互动，以及由处理器执行的软件与控制器104的各种组件之间的互动。特定而言，图9将软件示出为软件块700内的各种组件，且同样示出电压发生器516、电动机速度控制536、有源终端518和电流感测变压器532。控制器104的其它组件被省略以便不使图过度复杂。在真空模式中等离子体由棒的有源电极维持，但没有组织与有源电极处于操作关系的时间段期间，流量设定点Fspv可直接通过逻辑多工器900被施加到电动机速度控制器536。如所示，速度被设定，在许多情况中被预定，且基于任何反馈参数不进行任何改变。因此，在没有组织与有源电极处于操作关系的时间段期间，实例系统实施开环流控制。然而，当系统确定有组织与有源电极处于操作关系时。多工器900可被操作来将从PID控制回路708导出的控制信号耦合到电动机速度控制器 536。鉴于在本情况中流量设定点Fspv高于流量设定点Fsp，进入孔隙的流体流减小，且接着闭环流控制响应于电外科控制器检测到有源电极与组织处于操作关系而被运用。 [0103] 控制器104也可以与实施消融模式的各种控制策略同时来执行堵塞检测。即，在一些情况中，大块组织可进入有源电极400后方的孔隙404中，在孔隙位置处或在棒和/或管内的另一位置处导致堵塞。堵塞减少或停止了流体体积流进入孔隙。根据各种实施方案，可由处理器500（执行程序）基于其它参数间接地检测堵塞的存在。例如，当存在堵塞时，电极电路的阻抗改变且因此电流改变且变得稳定（关于非堵塞条件）。此外，当存在堵塞时，可挠曲管状构件116内的流体可以汇集和/或变得静止且因此导致局部温度增加。然而此外，蠕动泵118速度与阻抗变化有关（假定对应的流体流），但是在存在堵塞时，蠕动泵速度上的变化对阻抗具有极少影响或没有影响。定子的运动可例如通过霍尔效应传感器感测。这些传感器示出定子的上下运动在正常操作中是可预测的循环。当具有堵塞时，运动的周期被抑制且可检测到堵塞。 [0104] 因此，根据实例实施方案，控制器104（更特定而言，执行程序的处理器500）基于上文所提的两个或多个参数而确定堵塞的存在。例如，处理器500可基于阻抗变化而对堵塞进行初步确定，且接着稳定化，且堵塞的确定可通过实施控制对阻抗没有影响的流体体积流上的变化而被证实。作为又另一实例，处理器500可基于阻抗变化而对堵塞进行初步确定，且接着稳定化，且堵塞的确定可通过读取管状构件116中的流体流的温度增加而被证实（如由图3的温度测量设备304读取）。其它变化是可行的。例如，初步确定可基于读取增加温度，且证实是基于阻抗变化和/或缺乏控制效应。由于阻抗和电流有关（对于恒定或已知的外加电压），因此阻抗上的变化和电流上的变化在确定和/或证实中可互换。阻抗（或电流）变化可使用任何适当的衡量措施，如标准偏差上的变动、变化。本说明书现在转到电极损耗考量。 [0105] 实例棒102的有源电极是等离子体围绕其形成的位置。等离子体不仅消融各种组织，而且等离子体还腐蚀有源电极，因此随时间移除金属材料。有源电极的腐蚀减小了有源电极的大小和/或暴露表面积，而且减小了由有源电极界定的凹凸（如果存在）的“尖锐度”。在持续使用之后，有源电极可能大小上减小到治疗益处被减小或消除的程度-即，使用超过了使用寿命。如果使用超过了使用寿命，有源电极可能故障，如破裂、分裂，或甚至变得从远端头108脱离，因此使其自身寄宿在体内的治疗部位。有源电极的故障可导致严重并发症，且因此应被避免。 [0106] 有源电极在故障之前可被暴露到等离子体的时间量基于消融模式和棒102的具体情况而不同。使用较高能量的消融模式导致对有源电极更侵入性的腐蚀，而使用较低能量的消融模式导致较少侵入性的腐蚀。例如，本说明书的发明人估计关于图2至图4讨论的实例棒102如果专门在高消融模式中使用则可具有8分钟的使用寿命，且专门在低消融模式中使用时具有长达30分钟的使用寿命。预期外科医师将在任何特定电外科手术期间改变模式，且因此使用寿命将取决于每个消融模式中花费的时间量。在实例中，使用寿命可落在8分钟与30分钟之间的某处。 [0107] 为了计量有源电极的状态，根据实例实施方案，电外科控制器104被设计和构建来测量有源电极损耗的指示。在一个实例实施方案中，在恰好每次等离子体激活之前进行测量。特定而言，在一个实施方案中，控制器104（且更特定而言，由处理器500执行的软件）接收命令以创建等离子体，但在命令提供足以创建等离子体的能量之前，命令电压发生器将测试电压施加到电极电路（例如，终端518，多导线电缆112中的导线，有源电极400，返回电极，导电流体和有源电极与返回电极之间的其它流体/组织，等等）。测试电压足够低而无法创建等离子体，但足够高以诱发通过电极电路的电流。控制器104测量电流（例如，借助于电流变压器532），且基于电压和电流计算电极电路的阻抗。固定组件（如终端、配线和甚至导电流体）的阻抗已知或可提前计算。然而，与有源电极相关的整体阻抗的一部分取决于有源电极的剩余大小和/或剩余的暴露表面积。因此，可测量有源电极的阻抗。一旦已测量有源电极的阻抗（且假定阻抗值高于预定阈值），那么控制器104可命令电压发生器516增加电压以创建等离子体。另一方面，如果有源电极阻抗指示有源电极超过其使用寿命，那么可制止控制器104提供足够电压以创建等离子体且提供警报或警告（例如，在显示设备130上发布消息）。 [0108] 在一个实例系统中，在电极电路的阻抗被测量的时间段期间，控制器可施加在5伏特至20伏特范围内的电压。在一些情况中，电压是交流（AC）电压，且因此5伏特至20伏特可以是峰值或RMS值。在其它情况中，施加的电压可以是直流（DC）电压，在这种情况中有源电极损耗的指示仅包括纯电阻组件。在一个实例情况中，具有先前尚未暴露到等离子体的有源电极的棒102可具有测量的阻抗在40欧姆至100欧姆范围内的实际组件。在有源电极已被使用到超过使用寿命的程度时，相同有源电极可具有200欧姆或更高的实际阻抗部分。 [0109] 根据还有其它实施方案，控制器104还可以计算或估计有源电极的剩余使用寿命。特定而言，在电压发生器在接近有源电极处提供足以建立等离子体的能量的时间期间，控制器104可基于当前消融模式（例如，基于提供的当前能级）计算或估计有源电极的剩余使用寿命。控制器可将剩余使用寿命的指示提供给外科医师，如通过将估计的剩余使用寿命显示于控制器104的显示设备130上。如果外科医师切换到不同消融模式，或消融模式内的不同能量设定点，那么所计算或估计的剩余使用寿命值同样将改变。即，假定控制器104对于剩余使用寿命仍然操作于当前消融模式（和设定点能级），那么可估计或计算指示剩余使用寿命的值，但是随着外科医师改变消融模式和/或消融模式内的设定点能级，那么指示剩余使用寿命的值同样将改变。 [0110] 在还有其它实施方案中，指示使用寿命的值可基于测量的阻抗而检查、证实或调整。即，控制器104可在存在等离子体的时间段期间计算或估计剩余使用寿命。当测量电极电路的阻抗时（例如，响应于创建等离子体的命令，或可能在停止等离子体之后自动地测量），剩余使用寿命可被更新以反映电极损耗。即，如果测量的电极电路的阻抗（当不存在等离子体时）指示比预期更少的损耗，那么所计算或估计的指示剩余使用寿命的值可增大。同样，如果测量的电极电路的阻抗（当不存在等离子体时）指示比预期更多的损耗，那么所计算或估计的指示剩余使用寿命的值可减小。此外，控制器104可在存在等离子体的时间期间基于使用两个或多个阻抗测量而计算的实际速率而更新指示使用寿命的值递减的速率。 [0111] 图10示出根据一些实施方案的方法，其部分或全部可由处理器上执行的程序来实施。特定而言，方法开始（方框1000）并继续以将等离子体维持在接近电外科棒的有源电极处，等离子体基于由电外科控制器递送到有源电极的能量而创建，所述能量在预定第一能量范围内（方框1002）。在递送第一能量范围内的能量的时间段期间，方法可包括：由电外科控制器提供处于第一默认能量设定点的能量，第一默认能量设定点在第一能量范围内（方框1004）；和由电外科控制器提供处于第二能量设定点的能量，第二能量设定点不同于第一默认能量设定点，第二能量设定点在第一能量范围内，和响应于电外科控制器接收命令而实施第二能量设定点（方框1006）。其后，方法结束（方框1008），可能用第二能量范围立即开始。 [0112] 图11示出根据一些实施方案的方法，其部分或所有可由处理器上执行的程序实施。特定而言，方法开始（方框1100）且继续以将等离子体维持在接近电外科棒的有源电极，等离子体基于由电外科控制器递送到有源电极的能量而创建，所述能量在预定第一能量范围内（方框1102）。在递送第一能量范围内的能量的时间段期间，方法可包括：将汲取到电外科棒的孔隙的流体流控制在第一流速（方框1104）；和响应于电外科控制器检测到有源电极与组织处于操作关系而增加汲取到孔隙的流体流（方框1106）。此外，方法可包括将等离子体维持在接近有源电极，等离子体基于递送到有源电极的在预定第二能量范围内的能量而创建，所述第二能量范围不同于第一能量范围（方框1108）。在递送第二能量范围内的能量的时间段期间，方法可包括：将汲取到孔隙的流体流控制在第二流速（方框1110）；和响应于电外科控制器检测到有源电极与组织处于操作关系而减小汲取到孔隙的流体流（方框1112）。其后，方法结束（方框1114），可能立即重新开始。 [0113] 上文的讨论意味着是本发明的原理和各种实施方案的说明。各种变动和修改是可行的。下文的权利要求书意在解译为包含所有这些变动和修改。 [0114] 虽然已示出和描述本公开的优选实施方案，但是在未脱离本文的范围或教导的情况下可由本领域技术人员对其进行修改。本文中描述的实施方案仅是示例性的且并非限制性的。因为在本发明概念的范畴内可进行许多变化和不同的实施方案，包括今后能设想的等效结构、材料或方法，且因为可根据法律的描述性要求在本文中详细说明的实施方案中进行许多修改，所以应理解，本文中的细节被解译为说明性且非限制性的意义。 |
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