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高频电刀原理介绍

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发表于 2018-12-12 15:49:52 | 显示全部楼层 |阅读模式
电外科装置(ESU)即国内所称高频电刀,即可列入手术器械类,也可归于手术设备类。它象手术刀一样具有切割功能,是一种取代原始切割的现代科技化的设备性的手术器械。设备性手术器械目前已蔚为大观,有冷刀,超声刀,激光刀,微波刀,等离子刀,分子刀,水刀,红外凝固刀,立体定向放射外科刀(X刀,质子刀,自动控制刀)以及本文所述的高频电刀等。这些刀都是运用各种先进科学技术达到切割目的的设备,虽然还不能完全取代常规使用的传统手术刀,但是在某些外科手术方面,却可取得比运用传统手术刀更好的效果,如不用切开,失血少,省时省力等。高频电刀主要用在手术室中对组织进行切割和凝血,从这一使用角度来说,又和麻醉机,呼吸机,无影灯,手术床,吸引器等构成手术设备类产品。

1. 用途
高频电刀主要用在控制失血,其方法是对手术部位进行凝血(止血),但它也可用于外 科切割。这类装置通过作用电极端释放出高频电流,对目标组织进行加热,以产生干燥,汽化和炭化作用。
高频电刀也可用于腹腔导管结扎和经尿道切除前列腺(TURP)之类的手术,由于其止血效果好,这类装置还可以具有渗出毛细血管床的脏器进行手术,如肝,脾,甲状腺和肺;以及用于需要大量抗凝剂的开胸手术中。
采用氩气可增强电外科凝血作用。这类装置可对血管丰富的脏器的出血表面进行快速止血,氩气增强系统也可用来控制其它组织如骨髓,肺和肌肉出血。有的高频电刀组有氩气增强系统;氩气增强系统也有单独式的,可和某些高频电刀配合使用。与器械手术相比,高频电刀的优点是可对某些手术部位同时进行切割和凝血。

2. 工作原理
2.1单极高频电刀
单频高频电刀采用电路对组织进行切割和凝血,这一电路由高频电刀内的高频振荡器和放大器,病人,连接导线和电极组成。在大多数应用中,采用有功导线和电极将电流输出到手术部位。然后,电流通过手术病人由与之相连的回路电极及其导线发散到高频功率发生器的中性一端,回路电极通常置于手术病人手术部位另一端。
高频电刀的热效应是由组织对高频,高密度电流的电阻抗产生的;这种热效应足可摧毁组织。由作用电极端在接触点下直接产生外科作用。在电流作用于手术病人和返回高频电刀时,为避免对所作用的组织加热过度和烧伤,单极高频电刀的回路电极和手术病人的接触面积应比作用电极与接触面积相比大些,这可为低阻抗和低电流密度提供一个出口通路。尽管用于诊所的某些低电流,低功率的高频电刀没有回路电极,但大多数通用型高频电刀采用交稿电流,国内最好采取这一防护措施。
手术效果取决于功率,波形,组织类型,医生的技术,以及作用电极端部的尺寸和形状等因素。例如,当与作用电极相接触或*近的组织或细胞的温度上升到细胞中蛋白质变性但未被摧毁的一点时,便产生一种称之为“除湿”的特型凝血。
高频电刀的电流通过接触或电容通道由病人流向接地,采用绝缘输出器可降低这种电流,从而,可能和接地物接触的人体部位受到烧伤的危险就会减少。接地控制器通常都有附加功能,以进一步保护手术部位免受烧伤。这类器件有一电路,可比较流入有源导线的电流和返回高频电刀的电流,当两者相差太的时它便报警和切断电源;这样一种操作模式,仅在高频电刀,作用电极,病人回 路电极和导线之间存在着直流通道时,使装置工作。
2.2双极高频电刀
双极高频电刀通常采用一把钳子或剪子的两端作为两极,用作单极高频电刀中的作用极和回路极,高频电刀的直流被限定在钳子直接作用区域中少量组织中。双极高频电刀主要用来对细微组织进行凝血。
2.3专用高频电刀
大多数专用高频电刀都是双极的。这类器械通常以低于50瓦的能量进行工作。可用于齿科或医生诊所(如妇科或皮肤科)。最近,可作切割的专用双极高频电刀已投入市场。
2.4发生器类型
高频电刀的发生器有两种,或采用固态电路,或采用火花隙/真空管电路,以产生波形。
采用固态电路的装置,是较新的技术,组有震荡电路和基于晶体管的放大器,它可变化频率,改变线路信号的形状,以产生各种不同波形的阵列,用于纯切,纯凝,或组合这两者兼而用之(既用"复合"波形同时进行切割和止血)。
至今,在泌尿外科和开胸等外科等手术中,采用火花隙/真空管电路的装置依然采用火花隙电路来产生高频波形。这类装置可产生大面积的闪光熔岩作用,即通过气隙将弧光作用于组织以达到凝血的目的。不过,一般来说,这类装置的安全特性不及采用固体电路的装置。
2.5输出模式
有一系列的操作模式,可改变初定的切割和凝血模式。混合模式组合切,凝特性。一般而言,这种模式也可变化切,凝组合。闪光是一种高电压凝血模式,可对大面积出血部位提供真正的凝血深度。除湿则是一种高电压凝血模式,它是缓慢的干燥细胞以达到凝结组织的目的。医生可以从这些操作模式选择最有效的方法,以取得理想的电外科手术效果。
2.6氩气增强凝血
氩气增强凝血系统是单极高频电刀的附加装置,它可对毛细血管床之类的大面积出血表面做快速,均匀的凝血。在氩气增强凝血中,高频电刀的电流在氩气流中形成离子通道,氩气流从极端流到组织表面。氩气释放系统通常都具有在线气体过滤器组件,该系统一般装在独立的活动车架上,或组入在高频电刀发生器的罩壳中,氩气增强系统要求有专用手机和连接导线,连接导线包括氩气管道喝高频电流导线。没有喷口组件,以对通过极端的氩气流进行准直。手机通常要远离有关组织1cm。
氩气增强系统提供一系列连续,稳定和易于控制的圆柱形紧密的电流通道。氩气流还能清除血液,其它液体和手术部位的碎片,使外科医生更能看清楚手术视野,以便更好的促进焦痂形成。

3.安全使用
高频电刀是一种有着潜在危险的医疗仪器。使用搞频电刀的外科手术人员均需充分认识这一点。弄明白其工作原理和安全操作规范,熟悉其性能和局限性。
高频电刀大多数的事故是烧伤,组织过度损伤,损伤临近部位的组织,造成火灾,以及与其它医疗仪器相干扰。其中又以皮肤烧伤最为常见。在回路电极部位常有发生。电极衬垫的部分或完全脱落是造成烧伤的最常见的原因,此外,置放部位准备不当,回路电极安置不妥,材料或结构缺损,也可能造成烧伤。因此在置放电极之前和手术之后,均需仔细检查回路电极在人体上的位置。此外,还必须在手术过程中经常检查回路电极。
高频电刀具有保护电路,用于减少同路电极引起烧伤病人的危险,大多数高频电刀装有回路电极导线连续监护仪,一旦导线断裂或者脱开高频电刀或其回路电极,它可防止高频电刀继续工作。不过,这种监护仪检查不出回路电极是否从病人体部部分的地或完全地脱落下来。因此,有些生产公司增添了一些用以评估电极与皮肤相接触的情况,如果电极与皮肤之间的组抗超过一定的临界值,表示接触不良,这类监护仪会发出报警,使高频电刀停止工作。这类监护仪称之为回路电极接触质量监护仪(RECQM),通常归入回路电极监护仪一类。
高频电刀的第一类常见的伤害,是当极端与组织接触时,作用电极被无意中通入电流而产生的。造成这类伤害的大部分原因有:由于在使用时将作用电极不恰当地置于病人体部,又在不注意之间施压于手动开关或脚踏开关使高频电刀进入工作状态;高频电刀部件损坏;作用电极手动开关或机刀本身有问题时,或在某些情况下,别的电极产生作用。除作必要检查外,最好将暂时不用的电极置于绝缘良好的安全皮套中。
除回路电极和作用电极外,高频电刀也能在别的部位引发伤害。对病人或手术室人员造成烧伤的原因有以下几种:电极手柄或导线有裂口绝缘损坏;电容耦合漏电流通过电极绝缘体;交流电流入接地等。目前,有些医院在腹腔检查中采用专门设计的电外科电极监护仪,以降低由损坏的电极绝缘或电容偶合漏电流造成的伤害危险。
高频电刀会通过手术室中的可燃材料引起火灾,对病人造成致命的危害。高频电刀还会引起很大的电磁干扰(EMI),影响手术室中的其它医疗仪器的工作。诸如监护仪,灌注治疗装置,手术床和起搏器。最严重的干扰是损坏起搏器,从而不得不用外科手术取出受损的起搏器。此外,流入起搏器导管的高频电流还可能损伤处于电极部位的心脏组织,引起纤维性颤动。
高频电刀在将电流作用人体组织时会产生缕缕烟雾,这是一个问题。组织中液体的气化和组织破碎会产生水汽和烟雾,可能伤及病人和手术室人员。为减少这种危险,医院手术室最好装上烟雾排除装置。
氩气增强凝血是将压缩气体流作用于血管出血的人体组织,因此采用这种装置时,必然有着气体栓塞的危险;要采取措施,以减少组织上的气体滞点压力。

4.装置进展
早在20世纪20年代,采用火花隙/真空管电路的电外科装置就已应用于临床。70年代初期,采用固态电路的外科装置问世,这种体积趋于小的装置目前已得到广泛的应用。这类装置一般都置有数台微处理机,执行各种控制和诊疗功能,90年代初,有增添了氩气增强凝血系统,从而进一步提高了电外科装置的功效。
目前,较为先进的高频电刀的功能模式都已相当完善,例如单极切有纯切,止血度可调的普通混合切;单极凝有除湿,点凝,面凝,软凝,氩气凝;双侧普凝普凝和双极精凝等。此外,专用适配件也日益增多,这类装置已可满足各类手术,不同病员,甚至不同操作者的临床使用要求。
高频电刀作为一种产品,已向专用化方向发展,一是分机制造具有一定功能模式的装置,二是按临床需求分科制造,如妇科电刀,五官科电刀及内镜电刀等。
从装置本身来看,已采用响应速度快,稳压效果佳的大功率晶体管或MOS开关电源取代可控硅高压电源,采用高效率高可*性MOS全桥开关式功放电路取代大功率晶体管推挽式高频功放电路,用多道隔离,调谐,平衡输出回路取代简单的高频高压输出回路,用CPU或计算机取代一般数字模拟集成电路做控制,并向模块化方向发展。
高频电刀是一种具有潜在危险的医疗仪器,近年来对其安全问题不断地进行研究,在氩气保护技术,极板接触面积检测技术,高低频泄露限制技术,自检技术以及双极技术等方面都取得了进展。
世界上生产的高频电刀的公司很多,著名的厂家有德国的ERBE、Meyer、Haake、Marlin、Huttinger、Soering,法国的Lamidey,日本的Acoma、Aloka,意大利的ALSA、GIMA、Liarre,瑞典的IBBAB,西班牙的ST,芬兰的ITKA以及韩国的Union等等。这些装置绝大多数都采用固态电路发生器,有双极和单极模式,保护电路较齐全。






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