JPS5815854A - 電気外科発生器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は一般に電気外科に関し、詳細には無線周波数電
流により外科手術を行なうことができる電気外科発生器
（ｅｌｅｃｔｒｏｓｕｒｇｉｃａｌ　ｇｅｎｅｒｓｔｏ
ｒｅ　）に関する。。

発明の技術的背景 メスあるいはナイフ等のａ標的器具により生体の組織に
外科手術を行なう他に、外科医術は生体の組織を通して
無線周波数電流を流すことによって行なうこともできる
。組織に加えられる電力と電圧レベルに応じて、電気的
に行なわれる主な外科手術には基本的には４つある。こ
れらの手術は代表的には乾燥（ｄｅｓｓｉｃａｔｉｏｎ
　）　、放電組織破壊（ｑｕｌｇｕｒａｔｉｏｎ　）　
、切断及び止血を伴なう切断として説明される。乾燥及
び放電組織破壊はしばしば集合的に＃Ｉ固として説明さ
れる。

電気外科手術を行なう際に使用される高周波電流は代表
的には電力増幅器に接続された無線周波数発生器により
発生される。電力増幅器の出力は次に２つの電極によっ
て組織体に接続される。外科手術は無線周波数電流を組
織体中に導入する「能動」電極によって行なわれる。

前述のように５電気外科作用は主として印加された電力
及び電圧に依存しているので、能動電極は典型的には電
力を集中させ、外科作用を小さい制御領域に限定するた
めに小さな断面である。無線周波数に対する組織体から
発生器への戻り経路は、電気外科作用が電流戻り位置で
発生するのを防止するために大きい領域を有している「
受動」すなわち「患者」の体によって与えられる。別に
。

１対の能動電極が「バイポーラ」モードで使用でき、こ
こでは電気外科作用は２つの電極間の組織のサンプルに
限定される。

乾燥手術は能動電極を組織にしつかり一触して保持する
ことにより行なわれる。無線周波数電流は電極から直接
に組゛織に流れ、電気抵抗加熱により組織を加熱する。

加熱作用は組繊細胞を破壊し壊死（ｎｅｃｒｏｓｉｓ　
）　　領域を発生し、これが電極と組織との間の接触点
から放射状に広がる。細胞破壊の性質のために、この壊
死は通常深いが、手術中に発生された焼ａ　（ｅｓｃｈ
ａｒ　）は通常は色は明るく軟らかい。

電気外科発生器の出力特性に応じて、放電組織破壊と呼
ばれる別の外科作用は単位時間に電気外科発生器により
供給される電圧及び電力を変更することにより実行され
る。放電組織破壊はしばしば乾燥と混同されるが、これ
は明らかＫ１４なった手術である。特に、放電組織破壊
は典形的には高いｅ−り電圧を有するが低いデユーティ
サイクルである波形を使用する従来のデバイスにより実
行された。この種の波形を有する能動電極が組織体に密
着して設けられかつそのピーク電圧が（電気的降伏の前
には’、’５０００Ωのインピーダンス）無線周波数子
−りを発生するのに十分であれば、アークが組織に触れ
る点で放電組織破壊が発生する。

この放電組織破壊波形の低いデユーティサイクルのため
に、組織に印加される単位時間当りの電力は十分に低く
そのため細胞水分の露出揮発による切断作用は最小にさ
れる。実際、無線周波数アークは能動電極のすぐ近辺に
ある組織を凝固させ。

これによって手術中の外科医が電極近辺の血管を封止す
ることを可能にする。放電組織破壊電極は決して組織の
表面に触れることはなく、強い暗い焼痴が放電領域内の
組織体の表面に形成される。

乾燥に比べて、放電組織破壊は表面的プロセスであり、
壊死領域は表面に限定される。従って、放電組織破壊は
組織体が極めて薄いところで使用でき、一方乾燥手術に
より発生された深い壊死はその下層の器官を損傷しその
ため極めて有効な手術である。

電気外科発生器の出力特性が異なっていれば、更に別の
作用が発生できる。つまり、単位時間当り十分な電力が
細胞の水分を蒸発させるために組織に与えられた時忙は
切断が生じる。印加電力が十分に高ければ、十分な量の
蒸気が発生され能動電極と組織との間に蒸気の層を形成
する。蒸気の層が形成された時は、高度にイオン化され
た空気及び水の分子から成る１プラズマ」が電極と組織
との間に形成される。電気外科発生器が十分な電力を供
給できれば、無線周波数電気アークがプラズマ内に発生
する。このアークが発生し九時は、組織に流入している
電流はアークの断面積に等しい領域に限定される。この
領域ではアークが組織に接触しそのため電力密度がこの
点では極めて高くなる。この局部的な高電力密度の結果
として、。

細胞の水分が瞬時に蒸気となって蒸発し、組織構造を分
裂させるつまり細胞を別々に吹き飛ばす。

これによって新しい蒸気が発生され電極と組織との間に
蒸気の層を保持する。組織体に与えられた電力密度が十
分であれば、十分な量の細胞が破壊され切断作用を生じ
させる。正弦波のような繰返し電圧波形は連続的に続く
アークを与え、極めて少ない壊死と止血とを伴なう切断
を実行する。

組織に印加される電気波形を変化させることにより前述
の作用の組合せを実行することも可能である。特に、切
断と（止血を伴なう切断と呼ばれる）乾燥との組合せは
通常電気外科切断を行なうために使用されている連続正
弦波電圧を周期的に遮断することＫより発生される。遮
断が十分な持続時間のものであれば、電極と組織との間
に位置するプラズマ内のイオン化粒子は拡散し、プラズ
マを崩壊させる。この時には、新しいプラズマ層が形成
されるまで電極は一間的に組織に接触される。電極が組
織に接触している間は、電極は組織を乾燥し、これによ
り電極近辺の小血管及び他の出血部位を封止する。

このように前述の４つの外科手術は種々の電力レイルで
可変組織インピーダ／スで動作する電気外科発生器を必
要とするっ多くの従来のデバイスは乾燥及び切断手術に
満足のいく結果をもたらしたが、大抵の従来の電気外科
発生器は満足のいく放電組織破壊を実行することには失
敗している。

特に、放電組織破壊モードで動作している従来の発生器
により発生された電気アークは長さ及び持続時間がかな
り短かい。そのため、能動電ａは、放電破壊される組織
に極めて接近するまで移動されねばならない。能動電極
が実際に放電破壊手術中の組織に触れると１組織は電極
に付着し組織損傷及び電極の汚れを生じさせる。この電
極は次に手術中の外科医によってきれいにされねばなら
ない。このように従来の装置のスパーク長は多くの場合
において極めて不満足であり、特に放電破壊中中の組織
がパルス動作をしている時すなわち血液流による動作状
態にある時には不満足である。

この間・題は、かなりの量の電力を放電破壊領域に供給
するという従来の装置の特性によって一層悪化される。

アーク長を増すために、多くの装置が出力放電破壊電圧
及び出力電力を増大された。大電力入力は放電破壊され
る組織をしわにし及び膨張させ、これＫより電極に接触
する可能性を増大させる。

更に、従来の電気外科発生器は牌臓あるいは肝臓等の海
綿状のあるいは血管の多い組織を満足のいくようには放
電破壊できなかった。これらの器官は本質的に血液をそ
の血管の多い組織構造を介してにじみ出させるので、切
開部を十分に止血するために凝固させることは極めて難
かしかった。

従来の装置のかなり大きい出力電力は実際にはこの種の
器官内の焼癲領域の下に２次出血部位を生じさせる。加
えて、これらの装置が１つの器官について短時間以上使
用されると、発生された大電力は実際には電力抵抗加熱
により全ての器官を過熱し重大な損傷を生じさせる。

従来技術の前述の欠点のためＫ、多くの外科医は、スパ
ークギャップにより放電破壊無線周波数出力を発生する
旧式の電気外科発生器にかなりの程度まで依存してい友
。これらの装置は［ＢｏｖｉｅｄｅｖｉｃｅｓＪとして
知られており、放電破壊中に使用された時には典形的に
は１２，０００ないし１４，０００Ｖピーク−ピークの
極めて減衰した正弦波を発生する。これらは相当旧式の
装置であるにもか＼わらず、依然として最も満足のいく
放電組織破壊波形を発生する。たとえこれらの装置が大
抵の現在の固体デバイスよりも良好に動作しても、これ
ら装置は長さ及び持続時間の短かい放電組織破壊アーク
しか発生しない。また、これらのユニットは大きくかさ
ばり、そして内部スパークギャップを取り換えるという
絶えざる保守を必要とする。これらの欠点の故に、他の
外科医は電気外科発生器の放電組織破壊機能を完全に先
行させ、切断及び乾燥用だけの装置を当てにする傾向が
あった。

本発明の要約 従来技術に本質的な前述の及び他の問題は、放電組織破
壊に必要な高電圧を発生するために固体回路を使用した
本発明の電気外科発生器の１一実施例によって解決され
友。好都合なことには１本発明の電気外科発生器は従来
の電気外科発生器における問題を回避するのに十分な長
さ及び持続時間を有するアークを発生する。

特に、図示の放電組織破壊回路は能動電極上に（アーク
形成の前に）開回路波形を発生することにより初期アー
ク形成を増大した。この波形は、はソ等振幅の交番の正
及び負部分を含んでいるという点において［真の（ｔｒ
ｕｅ　）　Ｊ　　正弦波である。

この対称波形は好都合にも、能動電極が従来の装置によ
って現在可能であるよりももつと組織体から離れた時に
電気アークを形成することを可能にする。

更に、本発明によれば、波形減衰率は、開回路条件下で
、波形がかなりの時間長にゎ友り零に低下する前に多く
のサイクルが発生することが可能なように十分に低く調
節される。電圧のこの周期的行程はアーク形成を十分に
増大する「コロナ」形成を励起する。更に、アーク形成
の後でさえも。

出力負荷のために波形減衰が生じた電圧も多くの波形サ
イクルがまだ存在しているほどその内部減衰は十分に低
い。このように、この回路は、放電破壊下の領域からの
電極と組織との間のプラズマ内のイオン化粒子の全ての
拡散を防止することにより１度アークが形成されると、
このアークを維持するのを援助する。このように、実効
負荷インピーダンスはアーク長を増大することが少なく
、発振出力電圧波形の各サイクル中により安定なアーク
形感を促進する。より安定なアークの発生は能動電極チ
ップが抵抗加熱により実質的に加熱されるようにし、放
電組織破壊手術中に血液が電極チップに付着することを
防止する。

更に、本発明の出力波形のデユーティサイクルが従来の
ユニットよりも極めて大きいが、従来技術の装置を悩ま
せた切断、燃焼及び過熱作用は避けることができる。こ
れは５本発明の発生器の出力インピーダンスが従来のユ
ニットよりも極めて大きく、その几め放電組織破壊領域
内の組織に印加される放電破壊アーク電流が発生器の内
部インピーダンスによって制限され、壊死の増大を避け
ることとなる友めである。更に、放電組織破壊は過熱の
危険を伴なわずに一層長い時間性なうことができる。ま
た１発生器は電圧源よりも高いインーーダンスを有する
電流源によって動作されることが好ましい。

詳細には１本発明の電気外科発生器の出力回路の１実施
例は、高周波スイッチング回路を介して供給される電流
パルスによって励起される無線周波数「タンク」出力回
路から成っている。各パルスの後、タンク回路は減衰正
弦波波形を発生する。

タンク回路のｒＱＪは各周期中はとんど減衰な拒じさせ
ないほど大ぎい。更に、この回路の出カドランスは特に
損失を最小にするように構成され、タンク回路の要素の
値は高インピーダンス出力を発生するように選択されて
いる。この高インピーダンス出力は電気アーク発生中は
出力電流の流れを内部的に制限する。

本発明の詳細な開示 放電組織破壊作用は基本的には電気アークにより発生さ
れるので１図示実施例は了−り長及び品質を増大するこ
とにより優れた放電組織破壊特性を生じる。図示回路の
動作を理解するためには電気アーク放電のメカニズムを
完全に理解することは必要ではないが、電極と組織体と
の間で電気アーク発生中に発生する物理現象を復習する
ことは有効である。アーク発生プロセスは２つの別のス
テップ、すなわちアークの形成と形成後のアークの維持
とのステップから成っている。実効負荷インピーダンス
は経験的にアーク形成中に大きく変化し、そのため放電
破壊回路の動作を支配する電気的条件は２つのス１ツブ
間では大きく相異する。各ステージにおいて発生する物
理現象は複雑であり、その概略だけが以下に説明される
。

高電位にある能動電極が実質的に低い電位にある組織体
に近づけられた時には、電気アークが確立される前には
、電極と組織体との間の（電極かられかるように）初期
インピーダンスは電極と組織との間のギャップ内の空気
の絶縁特性のために極めて大きい。

電極と組織との間の窄′気ギャップ内の電界の傾きはギ
ャップ幅が減少するにつ＝ｔて増大する。増大した電界
は過渡電流が電極と組織との間を流れ始めるようにする
。この過渡電流は宇宙線衝突あるいは光電子放射により
発生され良電子により偶発的に開始される。はとんどの
これらの電子は直ちに吸収されるが、しかしあるものは
逆極性を有する電源に向かって極めて迅速に加速される
。電界の強さが増加するにつれて、自由電子及びイオン
化空気分子のあるものは吸収される前に、単−及び多重
衝突イオン化及び他の物理現象を含む各種のメカニズム
によって他の分子をイオン化するのに十分な速度まで加
速される。ギャップに印加される電位が［スパーク電位
（ｓｐａｒｋｉｎｇ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　）Ｊとして
示される特定の値に等しいかあるいはこれより大きい値
まで増大すると、逆に帯電した粒子の移動により生成さ
れる電流が自己保持（ｓｅｌｆ−ｓｕｓｔａｉｎｉｎｇ
　）　　となり、高電圧「コロナ」カ発生スる。まず、
帯電粒子の数はかなり小さく、そのため電極と組織体と
の間のインピーダンスハ高いま＼にある。

しかし、電極と組織体との距離がもっと減少されると、
電界の傾きの増大は電子及びイオン化空気分子を更に加
速させ、そのため付加のイオン化プロセスを生じ、多数
の電子が自由になる。この新しく自由になった電子も付
加のイオン化効果を発生し、電子［なだれ（ａｖａｌａ
ｎｃｈｅ）　Ｊ　　が発生して電極と組織体との間に電
気アークが確立される。

この点では電流密度は極めて高く、電極と組織体との間
の電圧は低い値まで減少する。電極と組織体との間の高
度にイオン化された「プラズマ」の実効インピーダンス
が極めて低いので、電圧の少しの増加が電流の大きな増
加を生じさせる。従って、電気アークによって流れる電
流が放電組織破壊装置内の出力回路のインピーダンス及
び実効負・荷インピーダンスにより主に限定される。

十分な放電組織破壊アークを与える友めに、本発明によ
って電気アーク形成前に発生器により発生され九波形は
アーク形成後に発生された波形と極めて相異しなければ
ならないことがわかった。

特に１．電気外科発生器は実効負荷インピーダンスが（
アーク形成前に）かなり高い時にアークの形成を制御で
きねばならず、また切断及び燃焼作用を制限するために
アーク形成後組織体に印加される電流量を制御できねば
ならない。以下に呼線に説明されるように、放電組織破
壊のために使用される好適な電気外科発生器は以下の作
用を発生することができねばならない。

ａ、　　（アーク形成後に高インピーダンスに駆動する
）「開回路」条件において、発生器は各サイクル中に零
電圧のまわりで対称的である波形を与えねばならない、
すなわち波形の正の部分は次に続くはソ同じ振幅の負の
部分を伴ない負の部分は次に続くはソ同じ振幅の正の部
分を伴なわなければならない。出力で発生された支配的
な周波数は、波形が対称であるように十分に抑圧された
高次の高調波を有する発振の基本周波数でなければなら
ない。

ｂ、また、（アーク形成前に高インピーダンスに駆動す
る）「開回路」条件及び（アーク形成後に組織インピー
ダンスに駆動する）［負荷（１ｏａｄｅｄ　）　Ｊ条件
の下で、放電組織破壊発生器により発生された波形は、
波形の振幅が零に近づく前に波形の多くのサイクルが存
在するほど低い減衰率を有していなければならない。別
に、出力発振器Ｅタンク」回路のｒＱＪ要素は高くなけ
ればならない、及び Ｃ１前述の２つの条件がかなり高いデユーティサイクル
を有する波形を発生するので、発生器の出力インピーダ
ンスは切断及び燃焼作用を減少するために電気アーク内
に生成された電流を制限するには十分に高くなければな
らない。発生器は電圧源よりも電流源により動作される
ことが好ましい。

前述の条件の最初の２つに対してアーク長の増大をもた
らす正確な物理的なメカニズムは詳細には知られていな
い、しかし、好適な対称な波形は電位源の［空間電荷連
間として知られる作用を低減すること及び帯電粒子間の
衝突を増大することにより電気アークの形成を増すと考
えられている。

空間電、荷連間は初期の自由電子及びイオン形成の後短
時間内に生じる。これは明らかに自由電子及びイオンの
逆に充電された電位源への移動により生じる。この移動
は各電源のすぐ近辺に帯電粒子の「空間電荷」を発生す
る。帯電粒子は隣接の電極の符号とは逆の符号を有する
ので、正味の作用は２つの電位源間の電界の傾きの低減
である。そのため、電源間の距離は、放電が再び自己保
持となる点まで電界の傾きを増す友めに減少されねばな
らない。しかし、各電源上の電位の符号が迅速に交番す
れば、空間電荷は１つの電源から他の電源に連続的に移
動しなければならない。この連続的な移動は空間電荷の
形成を妨害する傾向があり。

更に、電子及びイオンの質量が電極−組織間のギャップ
を介して吹き飛ばされるので、別のイオン化が増大した
衝突可能性及び他の物理的プロセスの増大により増加さ
れる。正味の作用は電気的放電の増加である。

移動現象がアークの形成に対してその最も大きい作用を
有するためには、付加のイオン化の可能性を最大にする
ために多数の正及び負のサイクルを有することが必要で
ある。結果的に、電界は前述の条件の第２のものに対す
る理由と同じ多くのサイクルに対する高い値に維持され
るべきである。

アーク形成の後、数多くの出力波形は、アークを保持し
かつアーク長を増すために低い実効インピーダンスを与
えるために出力電極と組織体との間にプラズマ形成を維
持することが必要である。

前述の条件を考慮して、１つの好適な「開回路」放電組
織破壊波形が第６Ｅ図に示されている。この波形は所望
の対称形及び低い減衰率を示す。特に、ピークｒａＪ及
びｒｂＪｔ；阿−１波形でありは譬同じ振幅である。波
形の減衰のために、振幅は正確には同じではないが、減
衰率が小さいのでそれらは実質的には同じである。同様
に、小さい減衰率のために、各連続したピークはすぐ前
のピークと実質的に同じ振幅を有している。

第６２図に示され友「負荷」波形は、振幅は極めて低減
されているが、対称的な正及び負のピークを有する外観
は同じである。（更に、本発明の図示実、施例により発
生された実際の波形においては、負荷状態において出力
波形にのみ影響を与える洩れインダクタンスの作用によ
って約狛の周波数の低減がある。） 別の好適な波形は一定振幅の正弦波信号あるいは一定振
幅の他の周期波形である。この種の出力は、絶えず［駆
動され（ｄｒｉｖｅｎ月かつ通常は切断及び乾燥手術に
対して使用される発振器回路によって発生される。しか
し５発生器の内部インピーダンスが本発明によって増大
されれば、放電組織破壊手術が切断及び／あるいは乾燥
手術の代わりに行なうことができる。

放電組織破壊作用を発生することができる従来の装置の
中には［ＢｏｖｉｅＪデバイスとして知られる従来の装
置がある。この装置は「スパークギャップ発生器」によ
り必要な無線周波数電流を発生する。第１図に関連回路
の回路図が示されている。

この回路は高周波スイッチとして使用されるスパークギ
ャップを有するコンデンサ／コイル無線周波数「タンク
」回路を用いている。動作においては、コンデンサ１３
は抵抗１１を介して電圧源１゜から充電される。コンデ
ンサ１３の両端間の電圧カスハークキャップ１２の降伏
電圧に達した時Ｋ。

電気アークがギャップ１２間に形成され、効果的に低イ
ンピーダンスを生成しかつコンデンサ１３を出カドラン
ス１６０１次巻線１４に並行に接続する。　トランス１
６０２次巻線１５は、能動電極１７と歩者のプレートす
なわち戻り板１８とから成る出力電極に接続されている
。コンデンサ１９は有害な低周波電流が２次回路に流れ
るのを防止する。

電気アークがスパークギャップ１２間に発生した時に、
この回路はコンデンサ１３とトランスの１次巻線１４の
インダクタンスとの値によって決まる固有周波数で発振
を始める。発振の振幅は回路要素の値で決まるピーク電
圧で始まり、コンデンサ１６．回路中の抵抗の大きさ及
びトランス１６内の損失の大きさによって決まる速度で
指数関数的に減衰する。回路抵抗は巻線１４の抵抗値と
、トランス１６０２次巻線１５を介して反映される電極
１・７及び１８における負荷インピーダンスの値との和
から成る。実際の動作では、放電組織破壊了−りが能動
電極１７から組織体に向かって発生する前には、電極１
７及び１８間のインピーダンスはかなり高い。このよう
に、無線周波数タンク回路内の振動の減衰は主に１次巻
線１４の抵抗、トランス１６内の損失の大きさ、及びス
パークギャップの特性によって決まる。

典形的な「ＢｏｖｉｅＪ回路においては、要素の選択及
び配置が「開回路」条件においてかなりの量の高次高調
波を含む出力波形を発生・する、この特性が第６Ａ図に
示された非対称波形を発生する。高次高調波が存在する
几めに、波形は各周期において零近辺では対称ではなく
なる。このように、前述の好適波形に対する第１の条件
は適合されず。

その結果能動電極はアークを形成する前に組織表面に接
近されねばならない。また、典形的な従来の［Ｂｏｖｉ
ｅＪ回路においては、（アーク形成の前Ｋ）「開回路」
条件において発振波形が第６Ａ図に示されるように非常
に減衰されるように各要素が意識的に選択される。明ら
かに、全体波形が放電組織破壊手術中切断作用を最小に
するために低いデユーティサイクルを有するように、高
い減・責率が必要であった（あるいは、波形が電圧ある
いは電流の８ＭＳ値に対する電圧あるいは電流のピーク
値の比として定義される高い「波高率」を有する）と考
えられていた。従来技術においてはアーク形成前とアー
ク形成後との波形間の明確な区別がなされておらず、そ
のため回路はアーク形成後の最適波形（すなわち高い「
波高率」を有する波形）を発生するように最適化されて
いた。そのため、好適波形に対する第２の条件も適合さ
れなかった。

アーク形成後、低負荷インピーダンスが出カドランスを
介して発振回路中に反映され、その結果波形は各サイク
ル中より一層対称形に近くなる。

この低減され友負荷−インピーダンスも第６Ｂ図に示さ
れたような減衰の増大を生じさせる。高い初期減衰率の
ために、波形は負荷インピーダンスの低減により非常に
速く減衰されるので、この装置により発生されるアーク
長は極めて短かい。

本発・明によれば、従来の［Ｂｏｖｉｅ　Ｊ　　デバイ
スノ出力は実際には、「開回路」波形が第６Ｄ図に示さ
れた波形と同じであるよ−うに出力端間をかなり低い抵
抗（５００Ωの大きさ）で置き換えることにより、改善
することができる。これが行なわれた場合には、たとえ
減衰率が極めて高くかつ好適波形に対する第２の条件が
適合されなくても、波形は適正な正及び負の対称性を示
し、その友め装置は回路が無負荷であればこれまでより
もすみやかにアークを開始する。この修正は所定のピー
ク電圧に対するアーク長の重要な増加をもたらし、装置
の特性を改善する。

従来の「Ｂｏｖｉｅ　Ｊ形回路に加えて、各種の固体回
路が従来技術において使用されていた。これらの回路の
ほとんどのものが装置の特性をコピーしようとして［Ｂ
ｏｖｉｅ　Ｊ　出力波形をまねようとする傾向にあった
。これらの回路の多くにおいて。

「開回路」条件においてＢｏｖｉｅ回路に存在する高次
高調波が消去され適正な対称波形がもたらされた。しか
し、これらの装置においては典形的には。

高い「波高率」を達成し従って切断作用を最小にしよう
として減衰率が極めて大きい。この大きい減衰率は第６
Ｃ図に示されたように各サイクル中波形の非対称を効果
的に生じる。このように、前述の条件は適合されず、能
動電極はアーク形成が発生する前は組織体に極めて接近
して移動されねばならない。アーク形成後、波形の減衰
は更に増大し、第６Ｄ図に示されるような負荷波形を生
じる。この波形は極めて大きい正パルスとほとんど目に
見えない負）くルスとから成り一層非対称である。

第６Ｅ図及び第６Ｆ図に示された好適波形は第２図ＩＣ
／ロック図で示された回路によって本発明の原理に基づ
いて発生できる。この回路では、無線周波数振動は高ｒ
ＱＪ発振回路によって発生される。この回路では、出力
インピーダンスはコンデンサに小さい値を選びかつ出カ
ドランスの２次／１次巻数比を増すことにより増大され
ている。

特に、無線周波数振動はコンデンサ２０４と出カドラン
ス２０８の１次巻線２０６とから成る「タンク」０回路
により発生される。動作においては。

タンク回路は半導体スイッチ２０６による高ＤＣ電圧源
２０５に接続されている。電圧源２０５は０ないし２０
０■ＤＣのＤＣ電圧を発生する調整ＤＣ電源で図示され
ている。どのような調整電源も使用できる。例えば２図
示実施例に使用するのに適する電源は５ｏｒｅｎｓｅｎ
　Ｍｏｄｅｌ　Ｄ　ＣＲ６００−３Ｂである。この電源
は電気外科発生器の制御パネル上の制御によって制御さ
れるか、あるいは可変負荷条件下で一定電力を与える帰
還回路により制御される。図示実施例に使用するのに適
する帰還回路は１９７１年８月２４日にＪ、Ｒ，Ｅｓｔ
ｅｓ　に発行された米国特許第３，６０１．１２６号中
に開示されている。

次に、半導体スイッチ２０５がリード２０２を介して制
御回路２０１により制御される。制御回路２０１はリー
ド２００上のクロック信号に応答して制御パルスを発生
する。このクロック信号は全体回路の動作に同期してい
る。高周波出力を発生するために、半導体スイッチが制
御回路２０１の制御の下で開閉される。この動作は周期
的にタンク回路を接地に接続し、電流が電源２０５から
トランス２０８の１次巻線２０６及び半導体スイッチ２
０３を介して流れることを可能にする。

制御された時間間隔の後、スイッチ２０３は開放され、
（コンデンサ２０４とコイル２ｏ６とから成る）タンク
回路にコンデンサとコイルとの値によって決まる固有周
波数で「リンギング」を始めさせる。振動の周波数は例
えば５００　ＫＨｚに選択される。この周波数は、（患
者にとって危険である）神経筋肉の刺激を防止するには
十分に高くしかも深い壊死が無線周波数≠ネールギによ
って発生されることを防止するには十分に低い。この回
路によって発生された波形は時間ｔに対して数学的な関
数すなわちｅ−ζ”ｔｓｉｎ（０７丁で７ｔ＋φ）を有
している。ここで、ωｎは振勤め基本周波数であり、ζ
は減衰率であって正弦波振幅の減衰速さを決める。満足
のいく放電組織破壊波形を発生するために、ζは０．０
！１８より小さいかあるいはこれに等しくなければなら
ないことがわかっている。

特に、最初の図示実施例ではζは０．０２５に等しく。

２番目の実施例ではζは０．０３８に等しい。

装置の出力電力はＤＣ電源電圧を変えるかあるいは半導
体スイッチが閉じられている時間を変えることによって
変更できる。どちらの方法もトランスの１次巻線内を流
れるピーク電流の初期の大ぎさを変えそのため出力電力
を変える。タンク回路により発生された信号はトランス
２０８の２次巻線２０７に接続され１次にコンデンサ２
１１ン介して能動電極２０９及び患者のプレート２１０
に接続される。

本発明の原理に基づいて５第６Ａ図に示された好適「開
回路」波形（アーク形成前）はタンク回路及びトランス
２０８の特性によって発生される。

特に１回路のｒＱＪに均比例する回路の「開回路」減衰
率は１次巻線２０６の抵抗及びトランス２０８の磁束洩
れに関連する。回路のｒＱＪを増すために、トランス２
０８は特に内部損失及び「コロナ降伏」を低減するよう
に設計されており、このためできるだけ減衰率を低減さ
せ振動が開回路条件中はできるだけ長い周期間続くこと
を可能にする。

特に、トランス２０８は空気コアあるいはフェライト空
気ギャップコアの代わりに強化鉄カーボニルーＣトロイ
ダルコア上に構成されている。図示実施例に使用される
適当なコアはＡｒｎｏｌｄ　Ｅｏｇｉｎｅｅ−ｒｉｎｇ
　＋　Ｉｎｃ、　　により製造されたモデルＦＥ２５０
０−０１０１である。このコアは絶縁テープの層（例え
ば、６Ｍ社により製造された４Ｐ１０テープで５０−オ
ーバーラツプ）によって絶縁されている。≠２６マグネ
ツトワイヤの単層進み巻の７５巻から成る２次巻線が次
に付加される。次に、３ＱＫＶ高電圧シリコンゴムワイ
ヤ（Ｍａｒｋｅｌ　４ｐ４１５５−２２−３００７３０
）の１３巻から成る１次巻線が付加される。最後に、ト
ランス全体がフェスで真空−含浸され、エポキシ樹脂で
被覆される。

更に、要素の値は了−り電流を制限するために高い出力
インピーダンスを与えるべく選択される。

特に、コンデンサ２０４は例えば４．５−５．５ｆＩＦ
の値を有している。同様に、前述のように、トランス２
０８の巻数比は１：５．７７である。これらの値は２０
のｒＱＪを与えかつ５００　Ｋｌ（ｚの基本周波数で１
２４５０の出力インピーダンスを与える。この出力イン
ピーダンスは順次１次７２次巻数比を増加することによ
り及び２次巻数を増加することにより所望のように増大
できる。

前述の値は汎用の用途に適する回路を発生する。

振動の基本周波数で少なくとも１Ｄ００Ωの出力インピ
ーダンスが重大な切断及び燃焼作用を避ける交めに必要
であることがわかっている。しかし。

大抵の場合に、特に針電極が使用された時には５電極チ
ツプの加熱を制限するためには一層高い開回路出力電圧
及び一層高い発生器出力インピーダンスを有することが
有効である。これらの場合には、トランスは同じ材料で
構成されてはいるが、２次巻線の巻数は１３６に増加さ
れ１次巻線の巻数は１４に増加されて１次／２次巻数庇
は１：９５となっている。５００　ＫＨｚ　　の共振周
波数を維持するためには、コンデンサ２０４は２−３．
Ｆの対応する値を有さねばならない、これらの値によタ
テ１回路）ｒＱＪ　Ｇ！ホ１１″１３ＫＴｘｒ）、　５
００ＫＨｚにおける出方インピーダンスは２７８９Ωで
ある。

第３図は第２図のブロック回路図に示された回路をより
詳細に図示しているう特に、高電圧半導体スイッチの構
造が詳細に示されている。第６図では、出力タンク回路
及び出方電極が点線のボックス３９０内に示されている
。半導体スイッｆｉｓｇ点線のボックス３８５内忙示さ
れ、制御回路がボックス３８ｏ内に示されている。

高電圧スイッチ３８５は、タンク回路振動に含まれてい
る高電圧による半導体デバイスの降伏を防止するために
、直列接続された４つの同じ半導体スイッチから成って
いる。４つの半導体スイッチのうちの２つはＲ，Ｆ、　
　）リイバー回路３ｏｏ及び３５０の６瘤によって制御
される。次に、ドライバー回路３００及び５５０はそれ
ぞれリード３０１及び３５１により制御回路３８０で制
御される。半導体スイッチが大きい電流を扱うために並
列に接続されている。例えば、ＶＭＯＳスイッチ３０５
及び３１５は１つの半導体スイッチから成って、いる３
図示回路に使用するのに適する半導体デバイスはＭｏｔ
ａｒ：ｏｌａ　Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｐｒｏｄ
ｕｃｔｓにより製造され友デバイス番号ＭＴＭ５６５で
ある。

デバイス３０５及び３１５のト９レイン電極は一体にリ
ード３０７で無線周波数タンク回路に接続されている。

同様１ソース電極はり一層３０８により一体に接続され
ている。過渡吸収体として使用される高電圧ダイオード
が両方のデバイスのソース−トルイン間に接続されてい
る。この過渡吸収体は高電圧スパイクの発生に応じて降
伏し、デバイス３０５及び３１５が２次降伏により破壊
されることを防止する。図示実施例に用いられ几適当な
保護デバイスはＧｅｎｅｒａｌ　Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕｃ
ｔｏｒ　　により製造されたデバイス番号１．５　Ｋ　
Ｅ　２５０の「Ｔｒａｎｓｏｒｂ　Ｊである。デバイス
３０５及び６１５のゲート電極は一体にリード３１６に
よりＲ，Ｆ。

トリ４フフ回路５５０に接続されている。同様に、ソー
スリード９はリート＃６１７によりＲ，Ｆ、ドライバー
回路６５０に接続されている。以降に説明されるよう眠
　ドライバー回路３５０はリード３１６及び６１７上に
電圧を設定することによりデバイス３０５及び６１５を
制御する。特に、リード３１６がＩＪ−）１”５１７に
対して正である時は、デバイス３０５及び５５０はオン
になり、リード３０７及び３０８及びスイッチを介して
電流を流す。

同様に、デバイス対５２０，５２５；３！ｔｏ。

ろ６５及び３４０．５４５から成る６つの他の半導体ス
イッチが直列に接続されている。以降に説明するように
、ドライバー回路５５０及び５００は全てのスイッチを
制御しそれらを同時Ｋ［オン」及び「オフ」にする。こ
のように電流が制御され友方法でデバイス及び抵抗３７
０を介して接地に流れる。

以降に説明するように、抵抗３７０は、スイッチが過負
荷にされることを防止する几めにスイッチを介して流れ
る電流を検出するために使用される低い値（はソ０．１
Ω）の抵抗である。抵抗３７０の両端間に発生した電圧
（これは半導体スイッチを介して流れている電流に比例
する）はトランス６７１、及びりＥド３７２により制御
回路３８０に結合される。制御回路３８０は電流が増す
につれて半導体スイッチの「オン」時間を低減し、これ
Ｋより電流を低減しスイッチが損傷するのを防止する。

第４図は第３図にブロックで示されｘＲ，Ｆ、ドライバ
ーユニット３００及び６５００回路を示している。ト９
ライバー回路６００及び６５０の各々は第４図に示され
几回路と同一である。ドライバー回路は図の左側に示さ
れ友端子４００及び４０１を介して制御回路から与えら
れる信号φ及びφにより制御される。ドライバーユニッ
ト自体は、同一である２つの半導体スイッチユニットか
ら成っている。スイッチユニットは同じなので１つだけ
が説明される。

各スイッチユニットはセンタータップ付トランス４５０
の一端に接続されている。トランス４５０の２次側は半
導体高電圧スイッチを駆動する。静止すなわち「オフ」
状態においては、上側ユニットの入力４００は通常はタ
イミング回路の出方ゲート回路により「高」電圧に保持
されている（正電圧源４１５に接続されている抵抗４１
Ｑも入力４００を゛「高」状態に保持するのを助ける）
。端子４００上の正の電圧は、抵抗４１７及び４３０か
ら成る抵抗分圧器を介してトランジスタ４３５のベース
に印加され、これをＥオン」にする。その「オン」状態
では、トランジスタ４３５はそのコレクタ上に（接地に
近い）低い信号を出力する。

トラン：）艮夕４３５のコレクタに接続されたＦＥＴス
イッチ４４０のゲート電極はこのようにして接地に保持
され、従ってＦＥＴ４４０は「オフ」Ｋ保持される。更
に、端子４００上ＫＷゎれる高信号は、抵抗４１６及び
４１８から成る抵抗分圧器を介してトランジスタ４２０
のベースに印加すれ、これをその「オフ」状態に保持す
る。

ドライバーユニットは制御回路が端子４００上に負パル
スを出力する時に能動になる。負パルスが、抵抗４１７
及び４６０から成る抵抗分圧器を介してトランジスタ４
６５のば一スに印加され。

これをオフにする。更に、負パルスは、抵抗４１６及び
４・１８から成る抵抗分圧器を介してト・ランジスタ４
２００に一スヘ印加され、これをオンにする。このよう
に電流はダイオード４１９．トランジスタ４２０及び抵
抗４′５６を介して接地に流れ、ＦＥＴスイッチ４４０
のゲートリード上の電位を上昇する。これに応答して、
ＦＥＴスイッチ４４０がオンになり、電流が正の電圧源
４５１からトランス４６００１次巻線４５００半分及び
ＦＥＴスイッチ４４０を介して接地に流れる。次に、ト
ランス４６０は２つの２次巻＠４７０及び４７１により
高電圧スイッチを制御する（簡単の几めに。

図では巻線４７０だけが高電圧スイッチに接続されて示
されている５巻線４７１は同様に別のスイッチに接続さ
れている。）。巻線４７０の出力は高電圧ＦＥＴスイッ
チのゲート及びト９レイン電極に接続されている。更に
、抵抗４９０に直列の１対のツェナーダイオード４７５
，４８０（はソ１２Ｖの降伏電圧定格を有している）は
巻線４７００両端間に接続されている。これらの３つの
要素は２次巻線４７００両端間に発生している偶然の高
電圧スパイクが高電圧ＦＥＴ）ランジスタを損傷するこ
とを防止する。

「オン」時間間隔の終端で、端子４００上の電圧は再び
その静止の高状態に戻る。端子４００は次に抵抗４１０
により高に引かれ、トランジスタ４３５は「オン」にな
りトランジスタ４２０は「オフ」罠なって、これにより
抵抗４６６がＦＥＴ４４０のゲート電極上の電位を接地
に戻すことを可能にする。これに応答して、ＦＥＴ４４
０は導通なやめ電流が電源４５１からトランス４６００
１次巻線４５０を介して流れることを止める。

しかし、高電圧スイッチの迅速なターンオフな保証する
几めに、トランス４６０の１　次巻１４５０中の電流は
効果的に「反転」されトランス巻線中の磁束を「減衰」
して、２次拳線内の電圧が迅速に零に低下することを保
証する。特に、以降に説明するように、端子４００がそ
の静止高状態に戻った後短時間で、制御回路が端子４０
１上にはソ２００　ｎ５ｅｃの持続時間の短かい負パル
スを出力する。上側スイッチ回路に類似の方法で、Ｒ，
Ｆ。

Ｐライ、バー内の下側スイッチ回路がＦＥＴ４５５ヲ「
オン」にし、電流が電源４５１からトランス４６００１
次巻１ｉ１４５０を介して流れるようにする。この電流
はすぐ前の電流の流れと逆の方向に流れる。トランスの
コアに生じる磁束は端子４００上の負パルスにより発生
されるものと逆の方向にある。このように、コア内のど
んな残留磁束も［打ち消され（ｃａｎｃｅｌ　ｌａｌ　
）　Ｊ高電圧スイッチの迅速なターンオフを保証する。

第５図には制御回路が示されている。この制御回路はタ
イミングパルスを発生し、次にこのパルスがＲ，Ｆ、ド
ライバー回路及び高電圧スイッチな制御する。回路は図
の左側に示−されているように４つの入力を有している
。第１の入力は放電組織破壊可能リード５００である。

このリード上の論理「高」信号は制御回路がＲ，Ｆ、回
路を動作し放電組織破壊出力を発生させるタイミング信
号を発生することを可能にする。代わって、このリード
上の論理「低」信号がタイミング回路を使用禁止しその
ため全（放電組織破壊出方は発生されない。

制御回路はまた端子５０５上ＫＩＭＨｚクロック信号を
受信する。この信号は標準の周知クロック回路により発
生される簡単なＩ　Ｍ）ｌｚの矩形波信号である。

制御回路への終わりの２つの入力は電流検出入力５１０
及び５１５であり、これは第３図のり−ド３７２に接続
され、高電圧スイッチを介して流れる電流に比例する電
圧を受信する。以降に説明されるように、端子５１０及
び５１５間に現われる電圧は制御回路により使用され、
信号パルスのパルス幅を制御しこれ罠より高電圧スイッ
チにより電流を制御する。

端子５０５上のＩ　ＭＨｚのクロック信号入力は分局器
５２０の入力端に与えられる。分周器５２０は、入カッ
ぞルス列の周波数の１部分で出力パルス列を発生するデ
ジタル回路である。この分周器回路は当該技術では周知
であり、以下にこれ以上説明しない。分局器５２０は２
つの出力５２５及び５２６を有している。出力５２５上
に現われ九波形は３１．２５Ｋ）３ｚの周波数すなわち
Ｉ　ＭＨｚの入力波形の周波数の１７６２にある矩形波
パルス列である。出力５２６上に現われる波形はＩ　Ｍ
Ｈｚの周波数すなわち入力波形の周波数に等しい周波数
にある矩形波パルス列である。ドライバー５２０の出力
５２５はインノミ−夕５２７により反転され、Ｊ−にフ
リップ／フロップ５６０のクロック入力に印加される。

同様に、ドライバー５２０の出力５２６はインバータ５
２Ｂにより反転され、Ｊ−にフリップ／フロップ５６０
のリセット入力端に印加される。フリップ／フロップ５
３０は周知の回路デバイスであり、このデバイスは「高
」信号がそのＪ入力端に与えられかつ「低」信号がその
に入力端に与えられ几場合にクロックパルスの立下がり
エツジの時にそのＱ出力上に「高」信号を出力する。

制御回路が放電組織破壊可能リード５００上の「高」信
号により出力信号を与えるように条件づけられるものと
すれば、「高」信号がリード５００によりフリップ／フ
ロップ５３０のＪ入力端に与えられる。従って、そのク
ロック入力及びリセット入力に与えられる信号に応答し
て、Ｊ−にフリップ／フロップ５５０はそのＱ出力端に
、！１１．２５ＫＨｚ　　の繰り返し速度で１μｓｅｃ
　　の持続時間のパルス列から成る信号を与える。％に
、フリップ／フロップ５３０は、分周器５２０からその
クロック入力端に与えられるクロックパルス毎の立下り
エツジの際にそのＱ出力端に高信号を与える。このフリ
ップフロップは、そのリセット入力端に与えられ７ｈＩ
ＭＨｚ信号に応答して高信号をそのＱ出力端から取り除
くようにリセットされる。従って。

フリップ／フロップ５６０の出力は第７図に１ｌｊｌＡ
で示され良信号である。

この信号は抵抗５２３，５２９，５３５、ダイオード５
４２．コンデンサ５６６及び比較器５３７から成るパル
ス幅決定回路に与えられる。特に５フリツプ／フロツプ
５６０の出力端にある高信号は抵抗５３５及びダイオー
ド”５４２を介してコンデンサ５６６を充電する。抵抗
５３５は低い値でありそのためコンデンサ５３６に迅速
に光帯される。コンデンサ５３６上の増大する電圧は比
較器５３７、により基準電圧源５４１に比較される。−
電圧が等しい時には、比較器５３７は「高」信号出力を
与えかつ線５４０は抵抗５３９及び電圧源５３８により
「高」へ引かれる。フリップ／フロップ５６０の出力が
各１μｓｅｃ　パルスの経端で低になる時には、コンデ
ンサ５６６は可変抵抗５２９及び抵抗５２６を介して放
電し始める。ダイオード＃５４２はコンデンサ５６６が
抵抗５３５により放電することを防止する。抵抗５２９
及び５２６は抵抗５６５の値よりも極めて大きい値のも
のであり、コンデンサ５６６の放電時間はその充電４間
よりも非常に長い。従って、パルス幅決定回路はパルス
「ストレッチャー」として作用し、比較器５３７の入力
端の電圧が等しくなる時間は抵抗５２９の調整により決
定される。同様に、比較器出力５４０に存在するパルス
の幅は可変抵抗５２９の調整による。図示実施例では、
可変抵抗５２９は、比較器５６７の出方上に発生された
パルス幅が第７図の線Ｂで示されるようにはソ１．８５
μｓｅｃであるように調整される（第２の実施例に対し
ては、パルス幅は２．３ｍ５ｅｃとなるように調整され
る）。

リート”５４０上のパルスはＡＮＤゲート５４５及び５
４６の１方の入力に接続されている。ゲート５４５及び
５４６の他方の入力は「放電組織破壊使用可能」リード
５００上の高信号によって使用可能にされる。このよう
に、ゲート５４５及び５４６は３１．２５ＫＨｚの繰り
返し速度でＪ−に７リツプ／フロツプ５５０及び５５１
０セツト入方端に高パルスを与える。リード５４０上の
信号もＡＮＤゲー）５５３の１方の入力に印加される。

ＡＮＤゲート５５６は、その入力端に［放電組織破壊使
用可能」リード５００を受けるインバータ５５２の出力
から「低」入力も受信する。ゲート５５３は、その内入
力が低でありかつこの低信号が７リツプ／フロツプ５５
０及び５５１のリセット入力端に印加された時にだけ、
高信号を発生する。このように、フリップ／フロップ５
５０及び５゛５１はリード５４０上の信号が高にある時
にセット信号を受信し、低にある時にリセット信号を受
信する。従って、フリップ／フロップ５５０及び５５１
はラッチとして作用し、第７図の線Ｂと同じであるが少
し遅延した出力信号を発生する。

このことはクロック信号がリート９５０５からフリップ
／フロップ５５０及び５５１のクロック入力端に与えら
れる場合でもあてはまる。これは当該技術では周知であ
るようにセット及びリセット入力がクロック入力及びＪ
−に入力上に存在する信号に乗る。フリップフロップ５
５０及び５５１のＱ出力上に現われる信号はそれぞれゲ
ート５５４及び５６０に与えられる。以降に説明するよ
うに１ゲート５５４及び５６０は入力５１０及び５１５
上で検出された電流入力に基づいて制御回路出力パルス
の幅を制御する。

セット・リセットフリップ／フロップ５５５の出力が低
にあるものとする。ゲート５５４及び５６０共に使用可
能にされる。このゲート５５４及び５６０は出力信号発
生回路に人力信号を与え。

この回路がそれぞれＩＪ　−）”　５９８　及び５９９
上に１対のφ及びφ駆動信号を発生する。出力回路は出
力の各組に対して２重にされている。上側の構造だけが
詳細に説明されるが、下側のものも同じように動作する
。

特に、フリップ／フロップ５５０Ｌ７）Ｑ出方に発生さ
れたパルスは使用可能にされたゲート５５４を通って流
れ、インバータ５６４により反転されて出力端子５９８
のφ出力上に現われる。これらの信号は第７図の線Ｃで
示されたように比較器５３７の出力上に発生されｆｃｌ
、　８５μｓｅｃのパルスの反転、として現われる。前
述のように、ノセルスは高周波スイッチを使用可能にす
るＦｔ、Ｆ、ドライバー回路に供給され、次にこのドラ
イバー回路カＲ，Ｆ、タンク回路を駆動し出力電圧を発
生する。

更に、ゲート５５４の出力端への「高」信号はゲ−）５
６２の入力に供給されこれを使用禁止する。

ゲート５６２はインバータ５６６０入力に供給される「
低」信号をその出力端に出力し、次にこのインバータが
「高」信号をその出力端に出力する、インバータ５６３
の出力端の「高」信号がバッファゲート５６５によりφ
出力に供給される。この時。φ出力端の「高」信号はセ
ット・リセットフリップ／フロップ５６１０セツト入力
端に与えられ、これをセットしそのＱ出力端に１低」信
号を発生するつこの「低」信号はゲート５６２の上側入
力端に与えられ、これを部分的に使用可能にする口 φ出力端の出力の終端で、フリップ／フロップ５５０の
Ｑ出力端の信号は「高」になりゲート５５４を使用禁止
し、このゲートにその出力端上に「低」信号を出力させ
る。この「低」信号はインバータ５６４により反転され
φ出力端上に［可信号として現われる。この「高」信号
は次に前述のようにＲ，’Ｆ、）”ライバーを「オフ」
Ｋする。ゲ−）５５４の出力端上の「低」信号もゲート
５６２の下側人、力端に印加され、これを完全に使用可
能し、その出力端に「高」信号を発生させる。この「高
」信号はインバータ５６３により反転され。

「低」信号としてバッファ増幅器５６５を介して出力端
φに流れる。前述したように、この信号は関連Ｒ，Ｆ、
ドライバー回路のト９ライバートランス内の磁束を「減
衰コさせるために使用される。

出力端φ上の「低」信号はセット・リセットフリップ／
フロップ５６１のセット入力端にも印加され、このフリ
ップ／フロップをセットする。このフリップ／フロップ
は次にその出力Ｑ上に［高１信号を発生し、この「高」
信号がゲート５６２を使用禁止にする。使用禁止された
ゲート５６２は「低」信号出力を発生し、これがインバ
ータ５６３により反転され、バッファ増幅器５６５に与
えられる。増幅器５６５は端子５９８のφ出力端に「高
」信号を発生する。φ出力端上のこの信号はセット−リ
セットフリップ／フロップ５６１及びゲート５６２．５
６５及び５６５の累積伝搬遅延に等しい短かい時間周期
間だけ「低」にある。この累積遅延の合計は約２Ｑ　Ｑ
　ｎ５ｅｃである。前述のように、このφ出力端上に発
生されたこの２００ｎｓｅｃパルスは接続されている無
線周波数ドライバー回路のトランスからの磁束を「減衰
」させて高電圧スイッチング回路の迅速なターンオフを
確実にするために使用されている。出力端子５９９に接
続、されたφ及びφ出力端はゲート５６０により与えら
れる出力信号によって駆動されるように全く（ロ）じよ
うに動作する。

高電圧スイッチング回路の損傷を防止するために、グー
）５５４及び５６０は、トランジスタ５８５．５８６及
び５９５及びセット争リセットフリップ／フロップ５５
５から成る電流制限回路により制御される。特に、高電
圧スイッチング回路を通って流れる電流が増加するにつ
れて、セット・リセットフリップ／フロップ５５５が制
御回路により発生された出力信号パルス中にセットにな
り、ゲート５５４及び５６０を使用禁止にし。

通常の「ターンオフ」が発生する前にその出力信号を「
オフ」にする。特に、前述のように、高電圧スイッチン
グ回路を通る電流が増加するにつれて、電流検出入力端
子５１０及び５１５間の電圧降下は増大する。この電位
は抵抗５８０及び５８１から成る抵抗分圧器間に印加さ
れる。抵抗５８０と５８１との接合点における増大電位
はトランジスタ５８５のベースに与えられる。コンデン
サ５８２はトランジスタ５８５の応答時間をスピードア
ップするために使用されている。トランジスタ５８５及
びトランジスタ５８６は差動増幅器を構成する。差動増
幅器の周知の原理に基づいて。

トランジスタ５８５が抵抗５８０と５８１との接続点に
おける電位の増大に応答して「オフ」になった時に、ト
ランジスタ５８６は一層「ターンオン」になる。トラン
ジスタ５８５が「オフ」になると、電流はこれを通って
ほとんど流れなくなり。

電源５８８から抵抗５８９を介して流れる電流は減少ス
る。トランジスタ５８６のエミッタの電位は増す。トラ
ンジスタ５８６０ベースは基準電圧源５８７に接続され
ているので、トランジスタ５８６は「ターンオン」とな
り、流れる電流が増す。トランジスタ５８６のコレクタ
からの増大した電流は抵抗５９０及びトランジスタ５９
５のベースに与えられ、これを「オン」にする。トラン
ジスタ５９５が「オン」になるとこれを流れる電流が増
加し、これによって抵抗５９６両端間の電圧降下を増す
。従って、電流の増大によって、セット・、リセットフ
リップ／フロップ５５５のセット入力に供給される信号
が減少する。

ある点で、フリップ／フロップ５５５がセットされ、そ
のＱ出力が「高」になり、ゲート５５４及び５６０を使
用禁止する。高電圧スイッチング回路を流れる電流が増
加するにつれて、メート５５４及び５６０は「オン」サ
イクル中にどんどん早くオフにされ、制御回呻出力信号
の実効パルス幅を低減しかつ高電圧口ｉｌｌ流れる電流
を減少させる。パルスの終端で、リー１５４０を介して
セット・リセットフリップ／フロップ５５５のリセット
入力端に与えられた「低」信号が別のサイクル用の７リ
ツプ／フロツプをリセットする。

特定回路が図示実施例に示されたが、当業者には容易に
明らかであって本発明の精神を具体化する実施例の多く
の変形がある。例えば、別の無線周波数発振器は、好適
波形を発生するように調節された発振器回路特性を有す
る実施例の無線周波数タンク回路に置き換えることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の［Ｂｏｖｉｅ　Ｊ装置の回路図、第２図
は本発明の放電組織破壊回路のブロック回路図、第６図
は第２図に示された装置の拡大回路図、第４図は無線周
波数ドライバー回路の回路図、第５図は制御回路の回路
図、第６図は従来のデバイス及び本発明の放電組織破壊
回路により発生された電気出力波形を示す図、第７図は
第５図に示された回路によって内部的に発生された電気
波形を示す図である。 １０：電　源　　　　　１２ニスパークギャップ１６：
トランス　　　　　１７：能動電極１８：患者のプレー
ト（電極） ２０１：制御回路　　　２０３７半導体スイッチ２０５
：電　源　　　　　２０８　：　トランス２０９：能動
電極　　　　２１０：患者のプレート（電極） 特許出願人　シー・アール・バード・ インコーホレーテッド （外２名）。 ｉｉｌ、ｔ １’／１．７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋ｔ）放電組織破壊外科手術を行なうために、出力電極
   と組織体との間に電気アークを形成できる電気外科発生
   器において、前記アークの形成の前に前記電極上に振動
   電圧波形を発生する発生手段を備え・、前記波形が正及
   び負電圧の連続したピークを有し、各ピークが実質的７
   に直前のピークと同じ振幅を有することを特徴とする電
   気外科発生器。 （２）　　（１１において、前記発生手段が電気外科切
   断が発生するのを防止するために十分な内部インピーダ
   ンスを有することを特徴とする電気外科発生器。 ＋３１　　（２）において、前記内部インピーダンスが
   、手術の基本周波数において実質的に１０００オームに
   等しいかあるいはこれより大きいことを特徴とする電気
   外科発生器。 ５００サロヘルツの基本周波数で実質的に１０００オー
   ムに等しいかあるいはこれより大きいことケ特徴とする
   電気外科発生器。 （５）外科子＃を行なうために出方電極と組織体との間
   に電気アークを形成できる電気外科発生器において、前
   記アークの形成の前に前記電極上に振動電圧波形を発生
   する手段を備え、前記波形が実質的にｅイ”ｓ＋”　（
   ωｎｒｔ　＋　φ）　ノ形ｋ　有シｂζが０．０３８に
   等しいかこれよりも小さいか０よりも大きいことを特徴
   とする電気外科発生器。 ＋６１　　ｔ５Ｊにおいて、ζが実質的に０．０３８に
   等しいことを特徴とする電気外科発生器。 （７１（５１において、ζが実質的ＫＯ，０２５に等シ
   イことを特徴とする電気外科発生器。 （８）　　（５１において、前記発生手段が電気外科切
   断が発生することを防止するのに十分な内部インピーダ
   ンスを有していることを特徴とする電気外科発生器。 （９１（８）において、前記内部インピーダンスが手等
   しいかあるいはこれより大きいことを特徴とする電気外
   科発生器。 顛（８）において、前記内部インピーダンスが５００キ
   ロヘルツの基本周波数において実質的に１０００オーム
   に等しいかあるいはこれより大きいことを特徴とする電
   気外科発生器。 ａυ　放電組織破壊手術を行なうために出力電極と組織
   体との間に電気アークを形成できる電気外科発生器にお
   いて、前記アークの形成の前に前記電極上に振動電圧波
   形を発生する発生手段を備え、前記波形が実質的にｅ”
   輸ｎ（ωｎ　Ｐｔ＋φ）の形を有し、ζがローないし０
   ．０５８の範囲にあることを特徴とする電気外科発生器
   。 Ｑｌ　　（ｌυにおいて、ζが実質的ＫＯ，０３８に等
   しいことを特徴とする電気外科発生器。 ａ３ｏυにおいて、ζが実質的に０．０２５に等しいこ
   とを特徴とする電気外科発生器。 ｆｉ４Ｊ　　Ｑｌ）において、前記発生手段が電気外科
   切断が発生することを防止するのに十分な内部インピー
   ダンスを有していることを特徴とする電気外科発生器。 （Ｉｓ　　（１４）において、前′記内部インピーダン
   スが手術の基本周波数において実質的に１０００オーム
   に等しいかあるいはこれより大きいことを特徴とする電
   気外科発生器。 ａｅ　　（１４）において、前記内部インピーダンスが
   ５００キロヘルツの基本周波数において実質的に１００
   ０オームに等しいかあるいはこれより大きいことを特徴
   とする電気外科発生器。 住η　外科手術を行なうために出力電極から組織体への
   電気アークを形成する電気外科発生器において％　１３
   に等しいかこれより大きい開回路Ｑ！’素を有する発振
   器回路と、該発振器回路Ｖ前記電極に接続する手段とを
   有し、その結果前記発振器が振動の基本周波数において
   １０００オームに等しいかあるいはこれより大きい出力
   インピーダンスを有することを特徴とする電気外科発生
   器。 α８（１ηにおいて、前記Ｑ要素が実質的に１３に等し
   いことを特徴とする電気外科発生器。 （１１（ｉｎ’において、前記出力インピーダンスが５
   ００キロヘルツの基本周波数において実質的に２７８９
   オームに等しいことを特徴とする電気外科発生器。 ｃ！Ｉａηにおいて、前記Ｑ要素が実質的に２０に等し
   いことを特徴とする電気外科発生器。 Ｑυ　翰において、前記出力インピーダンスが５００キ
   ロヘルツの基本周波数において実質的に１２４５オーム
   に等しいことを特徴とする電気外科発生器・。 翰　外科手術を行なう友めに出力電極から組織体への電
   気アークを形成する電気外科発生器において、タイミン
   グ信号源と、１次巻線と前記電極に接続された２次巻線
   とを有する出カドランスと、前記１次巻線に接続されパ
   ラレルコンデンサ／コイル発振器を形成するコンデンサ
   と、前記タイミング信号に応答して前記発振器を周期的
   に励起して振動させる手段とを備え、前記アークの形成
   の前に前記振動が正及び負の電圧の連続し九ピークを有
   し、各ピークが実質的に直前のピークと同じ振幅を有す
   ることを特徴とする電気外科発生器。 （ハ）（ハ）において、前記コンデンサ及びトランスの
   値が、電気外科切断の発生を防止するために前記電極に
   おいて十分な出力インピーダンスを発生するように選択
   されていることを特徴とする電気外科発生器。 ｃ１４）　　（ハ）において、前記出力インピーダンス
   が５００キロヘルツの基本周波数において実質的に１２
   ４５オームに等しいことを特徴とする電気外科発生器。 （ハ）（ハ）において、前記出力インピーダンスが５０
   ０キロヘルツの基本周波数において実質的に２７８９オ
   ームに等しいことを特徴とする電気外科発生器。 ＠　（２）において、前記トランスが粉状鉄トロイダル
   コアを有することを特徴とする電気外科発生器。 ＠　（２）において、前記コンデンサが実質的に５゜４
   ナノフアラツドの値を有することを特徴とする電気外科
   発生器。 ＠　（ハ）において、前記コンデンサが実質的に２．５
   ナノファラッドａ値を有することを特徴とする電気外科
   発生器。 ＠　（２）において、前記トランスが１：５．７７の１
   Ｖ２次巻数比を有することを特徴とする電気外科発生器
   。 ｃｌＩｖａにおいて、前記トランスが１：９５の１次７
   ２次巻数比を有することを特徴とする電気外科発生器。 Ｇυ・外科手術を行なうために出方電極から組織体への
   電気アークを形成する電気外科発生器を操作する方法に
   おいて、 Ａ、前記電気アークの形成の前に減衰振動出力電気波形
   を発生するように発生器を条件付けるステップと、波形
   包絡線の減衰率はできるだけ小さい。 Ｂ、電気外科切断が発生することを防止するのに十分に
   高いように発生器の出力インピーダンスを調整するステ
   ップと、 から成ることを特徴とする電気外科発生器を操作する方
   法。 ａａ　　Ｃ３１）において、前記発生器が発振器回路を
   含み、ステップＡが前記発振器のＱ要素を増大すること
   を含むことを特徴とする電気外科発生器を操作する方法
   。 （至）６υにおいて、前記発生器が前記電極に接続され
   た２次巻線を有する出カドランスを含み、ステップＢが
   前記２次巻線の巻数を増大するステップを含むことを特
   徴とする電気外科発生器を操作する方法。 （財）（ハ）において、ステップＡが前記トランスによ
   り発生される損失を低減するステップを含むことを特徴
   とする電気外科発生器を操作する方法。 Ｃ３５）外科手術を行なうために出力電極から組織体へ
   の電気アークを形成する電気外科発生器を操作する方法
   において、 Ａ、電気外科切断の発生を防止するために十分に低い値
   に制限された出力電流を有する無線周波数正弦波電流源
   として発生器を操作するステップ、 を含むことを特徴とする電気外科発生器を操作する方法
   。 ｃｆ９　　（至）において、ステップＡが更にＢ、前記
   電気アークの形成の前に減衰振動出力電気波形を発生す
   るように発生器を条件付けるステップ、ここで波形包絡
   線の減衰率はできるだけ低い。 を有することを特徴とする電気外科発生器を操作する方
   法。 ０η　外科手術を行なうために出力電極と組織体との間
   に電気アークを形成できる電気外科発生器において。 前記子−りの形成の前に前記電極上に振動電圧波形を発
   生する手段と、前記波形は正及び負の電圧の連続ピーク
   を有し、各ピークは直前のピークと実質的に同じ振幅を
   有している。 電気外科切断が発生するのを防止するのに十分な値まで
   前記発生手段の出力インピーダンスを増大する手段と。 を含むことを特徴とする電気外科発生器。 ０８ｏｎ）において、前記発生手段が５１５に等しハか
   あるいはこれより大きいＱ要素を有する発振器回路と。 前記発生器が振動の基本周波数において１００オームに
   等しいかあるいはこれより大きい出力インピーダンスを
   有するように、前記発振器回路を前記電極に接続する手
   段と、 を含むことを特徴とする電気外科発生器。 ０Ｉ　　放電組織破壊の外科手術を行なうために出力電
   極から組織体への電気アークを形成する電気外科発生器
   を操作する方法において、 Ａ、前記アークの形成の前に前記電極上に振動電圧波形
   を発生するように発生器を条件付けるステップ、前記波
   形は振動の基本周波数及び正及び負電圧の連続し友ピー
   クを有し、各ピークは直前のピークと実質的に同じ振幅
   を有している。 を有することを特徴とする電気外科発生器を操作する方
   法。 （４０Ｃ３１において、ステップＡが更に、Ｂ、前記発
   生器に、実質的に減衰正弦波形である開回路出力を発生
   させるのに十分な大きさのインピーダンスを前記電極間
   に与えるステップ。 を含むことを特徴とする電気外科発生器を操作する方法
   。