高频电刀

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高频电刀
武警总医院 张志强
2011.10
第一节 概述
高频手术设备又称高频手术器或
高频电刀,是利用高密度、高频电流
对局部生物组织产生集中热效应,使
组织成份气化或开裂,以完成临床手
术中的切割和凝血。
高频电刀的加热原理是通过辐
射或传导直接把高频电流送至要切
割或凝血部位的组织,电流通过组
织内的电阻时就产生热量,当热量
使组织内细胞的温度上升到细胞中
蛋白质变性时,便产生切割或凝血
效果。
临床进行切割或凝血所需要的热
量以及接触面积大小是由波形、电压、
电流、人体组织细胞的类型以及电极
形状大小所决定的。世界上第一台电
刀是1926年研制完成,至今已有80多
年的历史。在此期间高频电刀经历了
火花塞放电、大功率电子管、大功率
晶体管的变迁。
随着计算机技术的普及、应用、发
展,目前,高性能的单片机广泛应用
在高频电刀的整机控制,实施了对各
种功能下功率波形、电压、电流的自
动调节,各种安全指标的检测,以及
程序化控制和故障的检测及指示。因
而大大提高了设备本身的安全性和可
靠性,简化了医生的操作过程。
高频电刀的分类
(一)按高频电刀的功能及用途可分为:
1.多功能:纯切、混切、电灼、单极和双极
电凝;
2.单极:纯切、混切、单极电凝、电灼;
3.双极电凝器:双极电凝;
4.内窥镜专用:纯切、混切、单极电凝;
5.高频氩气刀:保护切割、氩弧喷射凝血;
(二)按工作原理可分为:
1.火花式振荡电刀
2.电子管振荡电刀
3.半导体晶体管电刀
高频电刀的优点:
①与传统的手术刀相比高频电刀具有切割速
度快、止血效果好、操作简单、安全方便,大大
缩短手术时间,减少患者失血量及输血量,从而
减少并发症及降低手术费用。
②与其他电外科手术器(如激光刀、微波刀、
超声刀、水刀、半导体热凝刀等)相比高频电刀
适应手术范围广,容易进入手术部位,操作简便,
性能价格比合理等优越性。
第二节 基本原理、结构及用途
一、高频电刀基本原理
(一)医用物理学的原理
当高频电流通过人体组织时,可同时产
生热效应、集肤效应和法拉第效应。而高
频电刀就是要利用0.3~5MHz振荡频率交
流电技术来达到只产生热效应而抑制法拉
第效应的目的,由于越靠近导体的表面电
流密度越大(即集肤效应),因此,高频
电刀工作时电流是在人体这段“导体”的
表面流动,而不是流经人体内脏组织。
(二)电路原理
从实现电路上,高频电刀实际上是一个
变频变压器,它将220V50 Hz的低压低频电
流经变频变压、功率放大转换位0.3~
5MHz、电压为几千甚至上万伏的高频电流。
这样的高频电流可以在人体组织上产生切
割和凝血的作用。
(三)工作模式
高频电刀可分为单极模式和双极模式。
单极模式中,电流由高频发生器经导线、手术
电极、人体、中性电极和回路导线返回主机,形成
一个完整的回路,达到切割、止血的目的。
为避免在电流离开病人返回高频电刀时继续
对组织加热以致灼伤病人,单极装置中的中性电极
必须具有相对大的和病人相接触的面积,以提供低
阻抗和低电流密度的通道。
(见下图)
双极模式是通过双极镊子的两个尖端
向机体组织提供高频电能,使双极镊子两
端之间的血管脱水而凝固,达到止血的目
的。它的作用范围只限于镊子两端之间,
对机体组织的损伤程度和影响范围远比单
极方式要小得多,适用于对小血管(直径
<4mm)和输卵管的封闭,多用于脑外科、
显微外科、五官科、妇产科以及手外科等
较为精细的手术中。双极电凝的安全性正
在逐渐被人所认识,其使用范围也在逐渐
扩大。(见下图)
。
(四)输出模式:纯切、混切、电灼、单极
电凝、双极电凝
从输出模式来看,高频电刀输出的不
同波形的高频电流如下图所示。
当高频电流的波形改变时,电流对组织
的切割效果也会发生变化,如下图所示。
1.电切模式:切割电流的波形为一个连续的
高频电流波形,它通过电火花将大量的强
热量瞬时集中在手术区域上,使细胞加热
膨胀直至爆裂、气化来实现组织的分离。
2.电凝模式:电凝电流呈现一个间断的开关
波形,细胞可以在输出停止期间冷却而干
化而非汽化。
3.混合切割模式:高频电流对人体组织的热
效应也介于“电切”和“电凝”之间。
二、高频电刀的组成
高频电刀是由主机、手术电极、病人极板、双
极镊、脚踏开关、板电极监测系统等附件组成的。
(一)主机
主机一般由大功率振荡器、微处理器、调制器、
传感器、耦合电路和电源等组成。
(二)手术电极
手术电极是指直接接触组织,产生高频电刀所
要求的某些物理效应,如凝血、切割的电极。
(三)中性电极
又称负极板、接地电极、回路电极、板电极、
敷肌板或分散电极,以下均称为板电极,它是一
种与患者身体连接的面积比较大的电极。它的作
用主要是与手术电极构成高频电流回路,从而避
免对患者造成灼伤等风险。
早期的中性电极多采用导电橡胶或铜板等材
料制成。现多使用一次性粘性金属箔板电极,其
基体材料大多采用导电胶,主要有单回路板电极、
双回路电极、主动型板电极三种。
(四)双极电极
双极电极是在同一个支架上有两个手术
电极的部件,电刀工作时高频电流主要在
这两个电极之间流动。因双极电极在使用
时危险性很小,故应优先使用。 如下图:
(五)板电极检测系统
目前在普遍使用的高频电刀都设有板电
极检测系统,主要的功能是①监测机器与
板电极之间的电器连接是否正常。②监测
皮肤与板电极的接触是否良好。 ③监测高
频电刀的高频泄漏情况是否大于安全指数。
若上述三种情况无论哪一种出现异常均会
使主机马上切断高频输出。因此,监测系
统对保障病人安全、保障使用者的安全操
作都有着重要意义。
三、高频手术器的用途
目前在普通外科、胸外、脑外、五官科、颌面
外科得到广泛的应用;在腹腔镜、前列腺切镜、
胃镜、肠镜、膀胱镜、宫腔镜等各种内窥镜手术
中也普遍应用;由于高频电刀可同时进行切割和
凝血,在机械手术刀难以进入和实施的手术中
(如:腹部管道结扎、前列腺尿道肿物切除)得
以普遍应用。
第三节 常用品牌及特点
(一)威利Force FX-8C
美国威利电刀是电外科产品的全球著名品牌,
而Force FX-8C是美国威利电刀系列中目前最高
端机型,它采用了威利的专利技术---组织密度即
时反馈技术,即主机根据实时发射探测电流探测
所切割组织的阻抗,调整电刀输出的电流电压,
达到最佳的切割效果。它同时具有病人回路电极
板接触质量监测系统REM,并采用了低电压输出
设计等。
(二)赛龙300B型电刀
赛龙300B型电刀由北
京市亚可康达技术研究所
生产。它的功率输出采用
LED数字显示,整机运行
采用微处理机控制,满足外
科,骨科 消化科各类手术
的开展要求;最大功率输
出:300W;单双极功能;
声音可调,具有检测负极
板功能。
(三) DEVEL ACC50
DEVEL ACC50型
电刀由北京天业爱博科
贸有限公司生产,是智
能高频单、双极电刀。
最大输出功率50W特别
适用显微外科、耳鼻喉
科、神经外科及皮肤科
等手术;并能存储8种工
作状态;极大地方便了
医生不同的手术操作。
(四)POWER-420D型电刀
POWER-420D型电刀是延陵公司紧密
结合各种临床手术需要,运用新的技术推
出的一种综合性多功能电刀。CPU单片机
几CPLD高速可编程门陈列芯片协同工作,
全数字控制方式,功率输出闭环调幅调功
型电刀。功能齐全,单双极俱备,适应范
围广,该款产品配备先进的功率密度反馈
技术无论是肌肉亦或肠系膜组织还是脂肪
组织,均能保持切割顺畅、利索,不必在
手术过程中进行频繁的功率设定调整。
(五)ERBE VIO 200D 型氩气刀
ERBE VIO 200D型氩气刀是适合内窥镜下使
用的消化内镜工作站,具有器械自动识别(即插
即用)功能,电极末端气体压力自动恒定(减少
黏膜气肿和气栓形成),可配多种可重复使用
APC电极(直喷、侧喷、环形,独有多种类型电
极),专利技术的电极末端色环标记。最主要是
它具有独特的消化内镜专用模式ENDO CUT(内
镜电切)功能。在息肉切除和十二指肠乳头切开
中可良好控制切割速度,息肉切除时具有良好止
血功能;初始切割时通过PPS功率补偿系统给出
高功率混凝波形,使初始阶段就能顺利切开组织。
CUT CONTROL系统检
测阻抗变化,自动调节功率,
使得后续切割顺利,收放自
如。可控电凝深度,防止组
织穿孔。可控深度为1、2、
3、4mm。在使用新型环形
APC电极时,气流向四周喷
射,无需旋转电极尤其适用
于狭窄部位再通,亦适用于
较难定位部位病变的治疗,
全面替代侧喷APC电极使治
疗更为快速,灵活。氩气电
凝可自动搜索病变组织,大
大方便了内镜医生的操作和
使用。
第四节 高频电刀的使用方法
一、使用前的注意事项、
l.必须由合格的医护人员并且在仔细阅读高频电
刀说明书之后方可操作本设备,操作时必须严格
遵守说明书中的规定。
2.必须使用原厂生产或提供的附件和连接电缆,
并且按说明书规定的要求进行清洁、消毒、连接
和使用。
3.必须用随机所附电源电缆将设备与带有可靠
接地线的单相交流220V三极电源插座相连,一般
不要使用接线板,防止接地不可靠或不正确。
4.不得在有易燃易爆物存在的环境中使用高频
电刀,手术前应清除患者肌体凹槽和孔洞中残存
的可燃性麻醉和消毒剂。
5.携带心脏起搏器的患者一般不能使用高频电
刀。因高频电刀可能干扰起博器的正常工作,甚
至停搏。若一定要使用高频电刀,则应与心内科
医生取得联系,并采取抗干扰措施。
6.高频电刀可能干扰其他医用电器设备,建议
使用抗干扰设备或采取抗干扰措施。
7.监护电极应远离手术区域、极板部分及
两者之间的高频电流通道,这不仅可减少
高频电刀对监护仪器的干扰.还可减少因
高频分流灼伤病人的危险;不推荐使用针
状的或接地的监护电极。
8.极板应紧贴于患者光洁无毛.无疤痕、
无骨骼突出并且肌肉丰富的部位,手术中
应始终保证极板与患者皮肤接触良好,接
触面积应大于极板面积的70%。极板连线
的塑料部分应避免与患者肌体接触。
9.患者身体不要携带金属物件,防止高频电磁
场集中产生过大高频辐射和涡流而引起灼伤;体
内有金属植入物时,极板放置应使用手术电流通
道避开该金属植入物。
10.患者应与接地的或对地有可观电容的金属物
体隔离,因此手术台应垫以厚实、干燥的绝缘衬
垫,保证患者悬浮良好。
11.高频电刀启动(输出激励)时医护人员的肌体
不得与极板、刀头及手术病员肌体接触,为此,
有关护人员必须佩带绝缘良好的橡胶手套。
12.应用附件(手控刀柄及极板)的高频电缆应
保证绝缘良好,插头不得松动,手术中应防止高
频电缆与病员或医护人员的肌体及其它导电物体
过分接近或接触。任何人不得在电刀与手术台之
间的空隙中活动。防止碰触、踢踩电缆,以至损
坏电线使极板错位、脱落甚至撕裂(软极扳)。
13.在达到同样手术效果的情况下,应尽可能使
用较小的功率设定,在手术结束关机之前,应将
功率设定调到最小,不得随意增大功率,应停机
检查极板放置情况,以及各电极电缆是否有断折,
绝缘是否良好,有无接触接地,导线体插头是否
松动。
14.不用的附件一般不应接入机器,若己接入而
暂时不用,不得随意乱放,应置于绝缘容器中,
防止误动作而引起灼伤。
15.指状、蒂状或小部位手术不得使用单极模式。
16.手术时患者肌体不得相互碰触.防止电位短
接引起灼伤。
17.如手术中发现患者有严重颤抖(神经肌肉刺激),
则表示患者被施加了过多低频电流,应立即停机
检查是否引入市电,否则送修。
18.极板、手控刀柄、双极镊子及其连接电缆为
易损品,使用前后和使用当中应注意其完好性,
特别是其绝缘不得破裂,导线不得折断,接插件
不得松动,手控开关应动作正确、灵活。
二、附件的连接方法
1.电源电缆:将随机专用的电源电缆一端插入后
面板的电源插座中.另一端插入带有可靠接地的三
极单相交流电源220V插座中。
2.极板(中性电极):手术中必须使用极板,将极板
连接电线的插头插入主机前面板的极板插座中即可。
3.手控刀柄:手控刀柄进行手术时,只要将消毒
好的手控刀柄的电缆线的三脚插头插入主机前面板
的刀柄插座内即可。
4.脚踏开关:将脚踏开关的电缆线上的插头插
入后面板上的脚踏开关插座中,踏下操作者左边
的脚踏开关,启动电切工作;右边的脚踏开关,
启动电凝工作。
5.双极镊子:将消毒好的双极镊子插入前面板
上的“双极”插座中,按下单极、双极按钮,插
上脚踏开关,即可进行双极操作。
三、附件的消毒、检查和更换
1.电刀的附件由于多次反复消毒、清洗和操作,工作
部位会因电流作用而灼伤,加之消毒剂对电线、工程
塑料制品有破坏作用,附件的寿命是有限的。防水手
控刀柄的使用寿命大约是100—150次故每次对附件进
行使用和消毒前,应先对所有附件进行检查。
2.高频电刀许多故障,是使用了应报废的附件造成:
⑴开机后机器就报警,一般是由于中性电极电缆线断
线或是插头接触不良所造成。
⑵按下手柄按钮,机器无输出,多数是由于手柄按钮
开关损坏、手柄电缆线断线、插头接触不良引起。
⑶使用应该报废的附件还有造成操作者触电的危险,
所以必须注意附件的检查和更换。
3.重复使用的电源电线、脚踏开关、中性电极
及其连接电线和插头,应保持清洁,防止腐蚀和
污染,特别是极板表面应经常擦拭,防止积垢后
影响与患者的导电性接触。
4.福尔马林熏蒸消毒
5.手控刀柄、双极镊子及连接电线、插头,一
般采用熏蒸消毒方法。消毒后应检查其完好性,
特别刀柄的开关应正确无误。若刀柄一插入已通
电的电器,就自动启动(或相应的指示灯亮),则
表示手控刀柄开关已被短路,不能使用。
四、模式的选择
单极模式和双极模式
五、功率的设定
六、手术的应用
(一)中性电极(极板)
(二)单极电切和单极电凝
(三)双极电凝
(四)注意事项
第五节 可疑医疗器械不良事件表现
或常见的故障以及发生的主要原因
一、常见使用问题
(一)仪器无输出
1、连接问题:检查仪器及附件连接,包括手柄、
板极、 脚踏、双极导线及镊子等。
2、附件故障:更换有问题的附件。
3、设置问题:检查仪器设置正确与否,包括功
率、模式效果以及相应的启动方式。
4、检查报警信号:目前智能设备均有报警系统,
可根据显示故障代码甚至直接显示故障的描述
进行故障排除。
(二)输出功率低
1、附件问题:检查附件有无损坏或连接不好的现
象,电极是否粘连组织。对策:清除电极上粘
连的组织或更换相应附件。
2、仪器问题:检查仪器输出插座是否有氧化现象,
仪器设置是否正确,仪器有无报警;对策:检
测或维修有故障的仪器。
3、病人有异常导电通路:病人由于异常接地(如
接触手术床的金属部位或金属输液架等),导
致高频泄漏而引起病人烧伤,同时医生有可能
感觉到仪器的输出降低;对策:在术前准备时
要注意避免异常导电通路的存在。
(三)输出不稳定
1、附件问题:检查电极手柄按钮有无故障,电极
是否粘连组织过多。
2、环境问题:有无其他设备干扰,电源电压是否
稳定,仪器是否过热,疲劳使用。
3、操作问题:是否因脚踏或手柄按钮没有完全按
下导致故障或由于负极板的接触面积没有有效
利用产生危险导致仪器报警。
4、仪器问题:检测或维修相应设备
(四)使用效果欠佳
1、手术医生的习惯差异:由于不同的设备,其内
部参数亦有所不同,因此在使用中模式、效果、
功率设置的选择以及在临床上的效果也有所区别
的,应根据医师习惯摸索适合手术要求的临床设
置来满足临床需要。
2、是否附件粘连组织过多
3、仪器有无故障、老化现象
(五)病人出现损伤
1、是否因极板与人体接触过于紧密(压迫),导
致血液循环不好产生组织坏死。
对策:
(1)不要将极板压在身体底下;
(2)在保证良好接触的前提下避免病人板
与
人体接触过于紧密;
(3)尽量使用一次性病人板。
2、是否因极板与组织接触面积不足或接触面积没
有得到有效利用,导致局部电流密度过大产生组
织烧伤。
对策:
(1)可使用能检测极板与组织接触面积和检测接触
面积是否得到有效利用的仪器;
(2)必须保证极板与皮肤的接触良好,必要时可以
清除皮肤上的毛发。
(3)中性电极应尽量放置在接近手术区域的部位,
且与手术部位同侧的肢体上(臂或大腿),应始
终保证负极板长边的位置对着手术区域。
(4)不要将极板放置在下列部位:骨或关节等不
平坦的皮肤表面;循环不好或金属埋藏物的表面;
皮下脂肪比较厚的地方。
3.病人出现电击现象
(1)检查附件线缆及转接器接触,病人是否存
在异常接地现象;
对策:病人应置于电绝缘的位置,病人不可与导电
物体相接触,例如:手术台 、 金属输液架等。
(2)高电压问题:因为高电压产生的电弧对高频
电流会产生整流作用,可能出现电击现象。
对策:尽量使用输出电压较低的仪器或电压较低
的输出模式。
(六)病人带有心脏起搏器
病人装有心脏起博器或起博器电极,高频电流
有可能破坏起博器或影响起博器功能。
对策:
(1)原则不建议,查询起搏器性能参数、咨询专家;
(2)使用高频电刀,如必须应优先使用双极模式;
(3)如使用单极模式,手术区域应尽量远离起搏器;
(4)起搏器避免在电流的通路中,尽量使用输出电压
比较低的输出模式(心脏专家在场)。
(七)病人金属物品及体内金属埋藏物
对策:
(1)尽可能去除所有金属物品
(2)有金属埋藏物的区域禁止放置负
(3)负极板需贴敷于血液循环良好处(禁止脂肪、骨、疤
痕区域)
(4)有金属埋藏物的区域避免处于高频电流的通路上。
(八)出现电击医生的现象
对策:
(1)检查手套是否破损或质量缺陷;
(2)使用输出电压比较低的仪器或输出模式(比如:使用
电切模式进行钳夹电凝);
(3)在进行钳夹电凝时医生的手不要处于电流的通路上
(电极与钳子的接触部位要尽量靠近组织。)
二、高频电刀在临床上容易出现的问题
(一)造成皮肤灼伤
1.单极高频手术设备的极板设计时接触面积太小或
操作时放置的位置不妥或其他原因造成的接触面
积过小,从而电流过大造成患者与极板接触部分
皮肤灼伤;
2.高频手术设备的使用环境要求避免易燃气体,如
消毒时使用了易挥发的酒精、碘酒等易燃气体,
易引发患者表面皮肤灼伤甚至气体爆炸;
3.手柄线、板极及连线等常使用的部件容易开裂、
短路或开关失灵产生漏电流,造成操作人员或患
者被电击或灼伤。
(二)其他电器安全的问题
1.手术室接地线因为安装不好或其他手术设备影
响造成地线接触不良或断开,已造成设备外壳漏
电;
2.高频手术设备的很高的输出功率和很宽的频带
造成强大的电磁波干扰,引发起搏器和各种监测
器发生故障。
三、高频电刀的灼伤以及预防
1.高频电刀极板灼伤,极板灼伤是电刀手术中的常
见事故。电刀使用人员应该掌握正确的敷贴方法
才能防止事故的发生。极板分重复性极板和一次
性极板两种。重复性极板为硬极板,一次性一般
为随弃式单片或者双片软极板。大型医院一次性
极板使用率很高,但基层医院为了节省费用还在
使用硬极板。
一次性极板严禁多次使用,因为多次使用其
粘贴度下降,容易引起灼伤。使用硬极板应该注
意其缚绑方式和附着身体的部位,应该使极板平
放,尽可能的使之与身体的接触面积为最大。
在使用极板时我们应该注意以下两点:
(1)极板应该尽可能靠近手术部位安放。极板
应该尽可能的和缩短手术部位的距离,这样不仅
减小电刀工作负载的阻抗,从而降低电刀输出功
率的要求,减小灼伤危险(电刀的灼伤危险随输
出功率的加大而增加),而且极板与刀头的距离
过远,将使高频电流通道区域大为增加,病员身
体过多的区域上分布强电磁场和高电位,从而增
加了多点接地时引起的非极板灼伤的危险性。
(2)极板应该放置于光洁、干燥、肌肉(而不
是脂肪)丰富且无骨骼突出的部位,只有这样才
能保证良好的接触肌体,保证肌体的低阻抗、良
好的导电性,以减少电阻性发热。
2.高频电刀非极板灼伤,手术中极板安放的再好,
也不能排除病员灼伤的危险,并且灼伤位置往往
不在极板,这样的灼伤为非极板灼伤。
非极板灼伤主要发生的原因在于认为的因素。
发生非极板性灼伤的原因主要是病人身体发生了
多点接地。譬如手术床接触水泥地面,当病员身
体两处以上接触床体;操作电刀的医护人员未戴
绝缘手套并和地面绝缘不好,这些都会引起高频
电流在各个接点之间产生环流而造成电击灼伤。
3.火花低频, 火花低频是高频电刀中危险性最大的
因素,火花低频往往造成的不是灼伤的问题,火
花低频更容易对病员的生命产生危险。高频电刀
一般均对低频漏电流作了严格限制,仪器本身也
不应该输出低频电流,因为其危险性比高频要大
的多,特别是机器外接电缆接触不良打火造成的
低频电流的危险是致命的。因此必须保证仪器的
外部系统连接是可靠的。
附录A:高频手术设备相关常用标准
• GB 9706.1-2007《医用电气设备 第1部分:
安全通用要求》
• 《JJF 1217-2009 高频电刀校准规范》
• GB/T 14710-1993《医用电气设备环境要求
及试验方法》
• GB 4824-2001 射频设备电磁骚扰特性的测
量方法和限值
• GB 17995-1999-T 管理、医疗、护理人员
安全使用医用电气设备导则
• GB/T 16886.1-2001《医疗器械生物学评价
第1部分:评价与试验》
• YY 0505-2005《医用电气设备 第1-2部分:
安全通用要求 并列标准:电磁兼容 要求和
试验》
谢谢大家!

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