Download - KIRURGISK DIATERMI
KIRURGISK DIATERMI
Karl [email protected]
BJ röd: sid 526-530Lindén & Öberg 409 - 411BJ vit: sid 260-283Samt kompendium:Högfrekventa fält kringdiatermiutrustning
Rökutveckling vid diatermi
• Vad är diatermi• Historik• Ellära (repetition)• Teori för diatermi• Apparatur• Säkerhetsaspekter• Demonstration
Agenda
Vad är diatermi?
• Diatermi– kirurgisk teknik där högfrekvent ström leds
genom vävnad.– grekiska: dia - genom, termo - värme– surgical diathermy - eng. term– electrosurgery - am. term
(ESU=electro surgical unit)– (electrocautery använder likström)
Historik
• Forna Grekland– icke destruktivt: varma bad och sol– destruktivt: heta instrument och brännglas
• William Gilbert (1540-1609)– ”elektroterapins fader”
Historik
• J.A. D’Arsonval 1892– Högfrekvent ström (>10 kHz) genom vävnad
utan smärta eller neuromuskulär stimulering. • Nikolas Tesla 1890
– biologiska effekter av RF-ström i vävnad• Riviére 1900
– första dokumenterade användningen: tog bort hudförändring på en Paris-musikers hand.
Historik• Tidigt 1900-tal
– gnistgapgenerator för koagulation– elektronrörsgenerator för snitt
• 1970/80-talet– halvledarteknik– lite ny grundforskning sedan 30-talet
Diatermisk kirurgi
http://www.youtube.com/watch?v=cw-sbEoG0Eo&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=9kb0ibKl1jE
Ellära
• Växelström/spänning– Frekvens– Amplitud
• toppvärde• effektivvärde (RMS)
– Elektromagnetiska fält
Elektro-magnetiska fält
Elektriskt fält
1. Elektriska fält uppstår från spänning2. Mäts i V/m3. Existerar även då apparaten är avstängd4. Fältet avtar med avståndet från källan5. De flesta byggnadsmaterial skyddar mot fältet.
Magnetiskt fält
1. Uppstår p.g.a ström2. Mäts i A/m eller flödestäthet Tesla(T)3. Existerar endast då strömmen är påslagen.4. Fältet avtar med avståndet5. De flesta material skärmar inte av fältet
Ellära
• Induktans/spole– motverkar strömförändringar
• Kapacitans/kondensator– motverkar spänningsförändringar– lagrar elektrisk laddning– leder hf ström
Oscillerande fält
Tidsvarierande elektromagnetiska fält indelas i
Extremt lågfrekventa fält (ELF): upp till 300Hzt.ex. Elledningar och el.apparater i hemmetIntermediära frekvenser (IF): 300Hz - 10MHzDataskärmar, säkerhetssystemRadiofrekvens (RF): 10 MHz – 300 GHzRadio, TV, mobiltelefon, mikrovågsugn, …
Kapacitiv koppling
+++
- - -
Generator ~
Strömtäthet och effekttäthet
Strömtätheten J = s E = = s U a/r2
Effekttätheten Wn ~ 1/r4 EJ
i
Effekttätheten (W/m3) minskar snabbt med avståndet från elektroden
r
• Det högsta tillåtna värdet för strömtätheten anges som:
j = f /100 (mA/cm3); f är frekvensen d.v.s. 27 kHz ger en högsta tillåtna
effekttäthet på 270 mA/cm3
För frekvenser upp till 10kHz är nervstimuleringen den begränsande faktorn.
Temperaturökning per sekundadiabatisk uppvärmining
DT/h = J2/(s*c * r)DT = temperatur förändring
h = tid i sekunder
J = strömtätheten (A/m2)
c = värmekapaciteten (kJ/kg · K)(för vatten)
r = densiteten (kg/m3)
s = konduktiviteten (1/(Wm)270mA/cm3 ger c:a 1,40C/s
Ledningsförmåga hos vävnader
• Nerver, muskler och blodådror har hög ledningsförmåga (Ca: 0,1 – 0,7 S/m)
• Senor, fettvävnader, brosk och ben har låg ledningsförmåga (c:a 0,01 – 0,05 S/m)
Torrhud 10-7 S/m fuktig hud 10-5 S/m
Vävnadsskador• Till ca 40 ºC: Ingen cellskada• Från ca 40 ºC: Reversibla cellskador, beroende av
exponeringstid.• Från ca 50 ºC: Irreversibla cellskador, denaturering.• Från ca 70 ºC: Blodstillning• Från ca 100 ºC: Desickation, dvs ångbildning så att
vattnet kokar bort. • Från ca 200 ºC: Karbonisering (förkolning),
brännskada av IV:e graden.
• Upphettning till 440C motsvarar c:a 25J/cm3
• Koagulering sker över 650C c:a 100J/cm3
• Kokning av cellplasma 220J/cm3
• Avdusnstning > 330J/cm3
Energitäthet
Kirurgisk diatermi• Aktiv elektrod• Neutral elektrod• Strömtäthet• 0,3-5 MHz (>100 kHz)• Kapacitivt överförd ström (radiovågor utan
elektrisk ledning). Kapacitiv koppling• Strömmen tar alltid den väg som har lägst
impedans
Slynga för borttagning av exempelvis polyper.
Tunn aktiv elektrod för skärning
Aktiv elektrod
Princip för kirurgisk diatermi
http://www.youtube.com/watch?v=9kb0ibKl1jE
Elektroder
• Aktiva elektroder– knivelektrod– kulelektrod– bipolär (pincett)– diatermislynga– resektoskop
Neutralelektroder• Minska strömtätheten i vävnaden• Placering• Stor kontaktyta• Elektrod gel• Typer
– metallplatta (stel eller flexibel)– plåsterelektroder med/utan gel– armbandselektrod (patient eller läkare)– etc.
Vävnadsdestruktion• Skärning (5 – 400W)• Koagulation (30 – 60W)
– Fulguration – Desickation
• Effektbehov– några W - ögonkirurgi– upp till 50 W - allmän kirurgi– upp till 400 W - urologiska ingrepp (TUR)
Skärström• Hög strömtäthet vid aktiv elektrod• Ström med konstant amplitud. (hög duty factor)• Cellvätskan kokar och förångas, cellmembranet
brister och vävnaden destrueras.• Strömmen leds via ljusbågar/gnistor till
vävnaden.– joner i gasen från förångade celler– argon
Koagulation• Ström med periodiskt varierande amplitud• Låg duty cycle• Desickation
– direktkontakt– uttorkning vid låg effekt– liten vävnadsdestruering
• Fulguration– spraya med gnistor över såret, ej kontakt– hög crestfaktor men låg effekt– används för att avlägsna ytliga vävnadsstrukturer (ex.
vårtor)
Monopolär diatermi
Bipolär diatermi
Koagulation
Duty cycle
• Duty cycle anger hur stor del av en 10 minuters period signalen är på
• En 30% duty cycle skall vila 7 minuter efter 3 minuters påslag.
Duty-factor hög lågSpänning
Crest faktor
Diatermigeneratorer
• Gnistgapsgenerator– hög crestfaktor– hög effekt– slitage på gnistgap
• Rörgenerator– kontinuerlig sinusspänning
Diatermigeneratorer
• Halvledargenerator– mindre och billigare– mindre slitagekänsliga
Diatermigeneratorer• Olika typer av utgångar
– jordad– ”HF-jordad”– flytande (vanligast)
HF-jordad
Modern apparatur
• Tissue Response Technology– feedback-krets– datorstyrd reglering av spänningen under
skärning.– reagerar på variationer av vävnadsdensitet
Säkerhetsaspekter - faror
• Brännskador– dålig elektrodkontakt– ej isolerad patient– EKG elektroder– kabelplacering– apparatfel
• Neuromuskulär stimulering– låga frekvenskomponenter pga varierande
vävnadsimpedans
Säkerhetsaspekter - faror
• Brandrisk– gaser och vätskor
• RF-inteferens– påverkan på annan apparatur (pacemaker,
livsupphållande utrustning etc)
• Höga magnetiska/elektriska fält (för personal)
Jordad generator
Bra placering
Dålig placering
Säkerhetsaspekter - förebyggande
• Brännskador– noggrannhet vid elektrod-applicering och
patientplacering.– EKG-elektroder med skyddsimpedans. EJ
nålelektroder.– lägsta effekt– kontroll av skyddskretsar och kablage
(placering)
Säkerhetsaspekter - förebyggande
• RF-inteferens – helst bipolärteknik– lägst effekt– skärmade kablar– HF-filter i utgångssteget
• Neuromuskulär stimulering– skärmade kablar– HF-filter i utgångssteget
PULSED E/M ENERGY DEVICES SUMMARY
Keywords: PAP-IMI-300 (USA,EU), DIAPULSE (USA), MAGNATHERM (USA), ZIMMER (EU), CURAPULS 403 (EU), crest factor
DEVICE
Num of pulses per sec
Frequency
Max average
Energy/s or average
Heat/s out
Instant or Peak E/M Power out
Active Pulse Time (APT) or Total Pulse Duration/s or
Duty Cycle.Compression* =1/APT
Parameters within range anticipating to initiate
Electroporation
PAP-IMI-300 (USA,EU)Canadian, EU Approval
Manufacturer's Characterization: High Peak
Pulsed E/M Energy
2 -30/sContinuous Fourier Harmonics 0.3 to 250 MHz, Plasma Born by Natural Air. Radar
pulsed technology
40- 60 Joules/s or
Watts
1,000,000 Watts
APT .0.001%Compression =
100,000 YES
DIAPULSE (USA)FDA approvedManufacture's
Characterization: High Peak Pulsed E/M Energy
80 - 600/s
27 MHz fixed by FCC convention.Old radio tube technology
38 Joules/s or Watts . 975 Watts
APT .0.52 - 3.9%
Compression = .192.3 - 25.6
NO
MAGNATHERM (USA)FDA approvedManufacture's
Characterization: Pulsed Diathermy
700 -7000/s
27 MHz fixed by FCC convention. Old radio tube technology
665 Joules/s or Watts
. 1,000 Watts
APT =30 - 75% Compression =
3.33 - 1.33NO
ZIMMER (EU)FDA approvedManufacture's
Characterization: Pulsed Diathermy
27 MHz fixed by FCC convention. Solid state tech.
150 Joules/s or Watts
. 250 Watts
APT . 60% Compression =
1.66NO
CURAPULS 403 (EU)Manufacture's
Characterization: Pulsed Short Wave Therapy
26 - 400/s
27 MHz fixed by FCC convention.Solid state tech. 32 Joules/s
or Watts . 200 Watts1 - 16%
Compression =100 - 6.25
NO
*Note: Compression also signifies the relaxation time with respect to active time. Exam.:Comp.=100,000 also means that the relaxation time is 100,000 bigger than the active time. The compression ratio also corresponds to the crest factor known for the Electrosurgical Diathermies in the coagulation mode with typical values 5 to 10.
Testa själv!