作为消化内镜医生,几乎每天都在跟高频电刀接触,但实事求是的讲对高频电的了解却很少,十几年的工作中对于电刀的参数设置几乎没动过,都是助手帮忙调整到厂家预设的一些参数,之前也自己从网络上学习过一些资料或者课件,好多的讲解也是大同小异,还是不明白、不理解,参数还是不敢调,最近又重新翻了一些资料,方便自己理解的同时也希望能对大家有所帮助。内容主要包括以下几个方面,第一部分包括前三项内容:一.脚踏与参数调节对应问题; 二.高频电中涉及的一些基本原理三.单极模式下常用的切开与电凝模式有哪些; 四.电切/电凝模式的参数调节有哪些,及不同参数调节对应的效应五.几种基础模式的简单解读; 六.附常用的参数设置一、脚踏与参数的对应问题(虽然问题很low,但相当长一段时间不知道) 以爱尔博的高频电刀(目前应该是用的最多)为例,屏幕中黄色部分的参数调整对应的是黄色脚踏(即我们所说的电切),蓝色区域的参数对应蓝色脚踏(即我们所说的电凝),不能通过调整蓝色区域中的电凝参数(如最大功率)去改变你踩黄色脚踏的电切效果。1.组织遇热后的变化:从汽化到碳化
a.凝固 (60-100°C):蛋白质变性,组织变白、收缩。这是电凝的理想目标。
b.干燥/脱水 (>100°C):组织内水分蒸发,变黄、变硬。
c.汽化 (>200°C):细胞内水分瞬间沸腾,细胞爆裂。这是电切的原理。
d.碳化 (>300°C):组织被烧焦、变黑,导电性极差,易脱落导致再出血。
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| | 可靠地封闭血管、止血 |
| 细胞汽化:细胞内液体瞬间受热沸腾,细胞爆开,形成切口。 | 蛋白质凝固:组织被缓慢加热(约60-100°C),蛋白质结构变性、固化,血管封闭。 |
| 连续或高占空比(参见下方的定义)的正弦波,能量持续输出。 | |
| 纵轴为峰值电压,不同模式电压不同,柔和电凝电压最小,小于200v几乎无切割功能,喷射电凝电压最高,可达数千V,可以产生长电弧 |
| 相对“低电压、高电流”,电压峰值较低(通常几百伏特),电流高(安培级) | 相对“高电压、低电流”。电压峰值极高(可达数千伏),电流低(毫安至百毫安级) |
| | 电弧热:高电压在电极与组织间拉出电弧,热量从外部传递给组织。 |
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3.几个陌生的定义:
占空比,是指在一个固定的周期内,能量(电流)实际输出时间(脉冲宽度)与整个周期时间的比率,通常以百分比表示。在切割模式中,为高占空比(接近100%):输出近似连续的正弦波。能量持续、密集地作用于组织,导致细胞内水分瞬间沸腾、细胞爆裂,从而实现快速汽化与切开。 在电凝模式中,为低占空比(可低于10%):输出一系列短暂、高电压的脉冲,脉冲之间有长时间的间隔。 波峰因数:峰值电压 / 有效值电压。切割电流的波峰因数小于2,而强凝固电流的波峰因数为6-8。混合电流的波峰因数为2-5。 电弧热:是一种通过高电压击穿空气,利用高温等离子体电弧将热量从外部传递给组织的产热方式。它是电凝止血、特别是非接触式凝固技术(如APC)的物理基础,电弧之所以能产生巨大的热量,核心在于 “电能转化为粒子动能,再通过碰撞转化为热能” 这一过程。4.电压(U)、电流(I)、电阻(R)、功率(P)及能量(E)之间的核心关系: 欧姆定律:U=I*R(变式I=U/R;R=U/I) 所以参数设置中的最大功率,实际上就是系统提供的最大热能,而这能量引起的效应如何,则取决于电压/电流/电阻的关系。 电流密度越高,切开效果越强,止血效果越差(同样能量输出及阻抗的情况下,尖头的刀电流密度高,切割效果强,电凝效果差,钝头的刀电流密度低,切开效果差,电凝效果好。)电刀与组织接触面积越大,电流密度越低,接触面积越小,电流密度越高 在人体阻抗中低于200V的电压不会产生切割效应(柔和电凝的电压是小于200V的,产生的热能相对较少,组织升温缓慢),高于200V电压会引起温度快速上升,具有产生切割效应潜力,200-800v时以切割效应为主(电切模式的电压大部分在此范围),但当电压更高时,温度升高更快,虽然也具有一定的切割效应,但此时组织易碳化干燥,电阻会急剧升高,电流密度反而会变小,切割效应会减弱,而以电凝效应为主(强力电凝及喷射电凝时的电压一般都是较高的,参照电凝电切区别的波形图)。6. 高频电刀如何做到输出高电压/低电流或高电流/低电压的?
其关键在于 “高频变压器” 和 “智能反馈控制” :
高频变压器:这是实现能量转换和“变压”的核心。它的初级线圈接收来自逆变器的高频交流电。通过设计次级线圈的不同抽头或使用独立的多个次级线圈,可以自然地获得不同匝数比的输出电压。切割通路:可能连接至匝数较少的线圈,在相同磁通下,感应出的电压相对较低,但允许通过的电流能力更强。电凝通路:连接至匝数较多的线圈,感应出的电压更高。同时,电路上可能串联有高压电容或采用电压倍增电路,进一步提升峰值电压。
输出调制与智能控制(关键中的关键):电刀内部的微处理器和功率调节器,根据所选模式(纯切、混切、电凝、Endocut等)预置了不同的电压-电流输出特性曲线。在手术中,电路会实时采样负载(组织)的电压和电流,计算出瞬时阻抗。控制系统根据这个实时阻抗和预设曲线,动态调整逆变器的开关状态和变压器的能量输入,以维持所需的电压或电流主导的输出特性。这就是现代电刀能“适应”组织变化的原因。
三、单极模式下的常用模式有哪些,不同厂家的名称对应关系 爱尔博高频电刀标准单极模式下的基础模式包括:切开模式中的Auto cut/Endo cut,凝固模式:Soft coag/Forced coag/Spray coag(不同的厂家可能命名不一样,但本质是相同的),另外还有其它在上述模式基础进行优化涉及的模式,如High cut、Dry cut、Swift coag等 | | |
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| 切开模式 | 自动切开(Auto cut,爱尔博)纯切开(Pure cut,奥巴) | 单纯使用切开波的切开模式,切开顺畅,但需注意出血问题 |
| 高切(High cut,仅爱尔博) | Auto cut 模式的衍生形式,增强了电弧的强度和大小,提高在高阻抗组织条件下的切开性能 |
| 内镜切开(Endo cut,爱尔博)脉冲切开(Pulse cut,奥巴) | |
| 干切(Dry cut,爱尔博) 混切(Blend cut,奥巴) | 在尽量保持切开性能的前提下,减少出血而设计的切开模式 |
| 凝固模式 | 强力凝固(Forced coag) | |
| 迅速凝固(Swift coag,爱尔博) 强制凝固(Power coag,奥巴) | 较 Forced coag 具有更好的切开性能,电压略高,止血效果更强,工作特性与 Dry cut 类似 |
| 通过连续低电压波和强制接触来实现低温、均匀、无碳化凝固 |
| 喷射凝固(Spray coag) | 通过高电压在空气中放电的凝固模式,以非接触性表浅凝固为目的,适用于氩气等离子体凝固术 |
柔和电凝是一种比较特殊的电凝方式,与前面讲到的电凝模式的特点是不一样的,它采用连续、未经调制的低电压正弦波输出(高占空比)。关键在于,其峰值电压极低(通常<200V),以至于无法击穿空气产生电火花。因此,电极必须紧密接触组织,电流通过组织电阻产热(电阻热),将组织缓慢、均匀地加热至理想的 70-90°C。在此温度下,组织蛋白质充分变性凝固和干燥,但不会碳化。