医用治疗仪器----电治疗仪器

        一.医用高频电刀
        医用高频电刀(medical electric knife)是一种医用外科手术仪器。其在临床手术中的独到 之处，是能利用切开和电凝机体组织，使切断的毛细血管表面凝同而止血。高频电流还具有杀菌作用，也减少了手术中感染的机会。高频电刀从电路结构上分为火花式振荡高频电刀、电子 管式或半导体式振荡高频电刀•后者并向小型化、大功率和智能化发展。从工作频率和功能性 能上又可分为超声高频电刀、微波高频电刀和氨气高频电刀等。高频电刀的工作原理如图10-13所示。以下就国内外应用比较广泛的火花式振荡高频电刀组成原理作介绍，如图10-14所示。

 

        1．组成原理高频电刀利用高频电流通过机体组织时，因机体振荡产生热能效应，把 电极下的组织分解蒸发掉，形成一个不出血的、窄而平坦及一定深度的切口。高频电刀在 300-500kHz的高频电流信号对人体产生的刺激作用，只表现出热能效应。 火花式振荡高频电刀通常由主电源变压器、脚踏开关、低频扼流囤、钨合金火花塞、高频 振荡电容器、自耦变压器和手术电极等部分组成。 在作电切割时，由脚踏开关控制对圭电源变压器转入交流220V电压，经转换为l600V高压后，由钨合金火花塞、电切振荡电容和自耦变压器中电感组成高频振荡回路，产生高频减幅渡从手术电极输出。 在作电凝止血治疗时，电刀、电凝转换开关置于电凝挡，220V输入电压要先经限流扼流 圈( LFO才能经脚踏开关加到主电源变压器初级，电源变压器次级也经转换开关切换至电 凝回路，经高频振荡电路产生升压高频减幅波自手术电极输出。 
        2.核心技术

        (l)火花式振荡：电源使用50Hz交流电，经变压器升压后每一个正弦波形共有正、负两个半周，当在正半周时，随着电压向正向升高时，给高频振荡电容器C充电，就会令火花塞(H)间 隙电弧放电，H间隙在短时间内导通形成，此时C、L、H组成的串联LC振荡工作，并产生频率为l- 3-1. 5MHz的高频波。C上电压随振荡逐渐降低，就形成减幅振荡渡。当C上电压降到 一定值时，火花塞停止导通，电路停振。当电路处于50Hz交流电的负半周时，电源给C反向充电；当电压达到足以使火花塞导通时，又形成高频减幅振荡波。如此循环下去，就产生了间 断的高频衰减振荡。这种振荡，相邻两群高频渡起点之间的时间为10ms，且休止时间较长，高频振荡时间较短，所以这种高频波的峰值电压比相同功率的连续渡振荡电压更大。 电凝状态时，串联IC振荡过程与上述相同，输出高频电压经自耦变压器耦合变压提升。

        (2)火花间隙调节：频繁使用的火花式高频电刀，因为火花塞间隙放电而产生火花和高 温，常使火花塞间隙的平面产生凹陷点，而火花塞为主要振荡元件+该仪器稳定性能主要取 决于火花塞间隙的调节，一般不宜经常调节。往往会由于调乱火花间隙而使整机短路或开路，导致停振。应注意逐次调节，使各对火花间隙放电均匀；而且不宜将火花间隙调得过大 或过小，以免造成输出性能不稳定。

        (3)单极与双极功能：单极模式时高频电流作用于人体，通过负极板流回电刀，有切割和凝血两种功效。切割有线切和带有少量凝血成分的混切。凝血有普通点凝和大面积喷洒凝血。对于小肢体手术，单极容易形成血栓，分别用于普通外科和内镜手术，功率一般在l20-300W。 双极模式时电流通过双极镊子放电，产生凝血的效果，可以更精细地控制小出血点，多用于如颅脑外科等精细手术，功率大多不超过50w。

        (4) COV技术；COV(control output voltage)意为控制输出电压。COV技术可以对人 体组织的电阻差异（如电阻低的肌肉组织与电阻高的脂肪组织）自动检测，并以每秒200次 的频率迅速调节输出电压，从而将热损伤减至小限度，据相关医疗支献统计．这项技术可使创面的损伤减少24%，大大改善电刀的使用效果。 目前已有电脑控制、组织密度即时反馈技术的高频电刀。这一技术确保电刀头无论遇到何种组织，均能保持同样的切割和凝血效果。

        (5) ARM回路监测技术,ARM(aspen return monitor)技术可以实时显示负极板的粘贴面积，以显示条的形式给医护人员直观的显示。当双回路负极板粘贴完毕后，医护人员按动确认键,ARM即开始监测；当负极板粘贴面积减小的变化超过20%时，ARM将产生声光报警，同 时停止功率输出，因而凡使用ARM技术的电刀能避免烧伤事故，提供手术的安全保证。

        3．技术指标

        (l)电源电压：220V士10%，50Hz； (2)输入功率；l600W；

        (3)工作频率:1. 5MHz，指产生高频衰减振荡的频率；
        (4)输出功率：电切l50W，电凝110W。 4应用领域在脑外科、骨科、胸外科、五官科、泌尿外科、小儿外科及妇科等作临床外 科手术及手术中凝血之用。 濂阿哥嬲随着医疗技木的发展和临床提出的要求，以高频手术器为主的复合型电外科设备也有T相应的发展：高频氩气刀、高频超声手术系统、高额电切内镜治疗系统、高频旋切击脂机等设备，在临床中都取得 7罡著的效果。而随之派生出来的各种高频手术器专用附件（如：双极电切剪、双枉电切镜、电切镜气化滚轮电极等）也为临床手术开拓7更广泛的使用范围。

        二、手术导航系统
        随着现代科技的发展和人们物质生活水平的不断提高，传统手术需要适应向微创伤性 手术进行变化，确保患者术后拥有良好的生活质量．手术导航系统，就是在这种条件下产生发展起来的。 传统的脑外科手术是医生在术前观察患者的CT或MRI影像资料，然后根据自己的记 忆在患者头皮上设计皮肤切口和骨窗的位置，为了确保手术的成功率，手术切口常做得很大，颅内病灶的定位和切除主要靠医生的经验和技术水平，缺少客观上的衡量标准。 手术导航系统( surgical navigation system)也称为计算机辅助外科手术或罔像引导外科手术等，指的是将现代影像技术、立体定向技术、电子计算机技术和人工智能技术同外科医生有机地结合起来，充分利用信息使患者获得安全、精确、微创的手术治疗。

        1．手术导航系统发展简历  手术导航系统发展到现在大概可分为三个阶段：
        (l)框架机械立体定向仪：患者屙部麻醉后带着立体框架去做CT或MRI检查，进行手术靶点的影像定位，医生在手术中靠框架的引导下找到靶点。它的缺点十分明显，机械框架对医生手术和患者造成极大的不便，也 不能实时反映手术器械的位置。 
        (2)无框架机械臂定位系统：不用框架定位，利用机械臂技术 和计算机技术来结合定位，机械臂上有许多关节，手术中靠计算机测量关节相对运动来定位，但定位精度不够，限制它的应用。

        (3)手术导航系统：20世纪90年代后发展起来的，是立体定向技术与现代影像技术和计算机技术相结合的产物。超声波测量跟踪技术早被采用，但超声波易受干扰；现在医院应用的 手术导航系统大多数采用的为红外光测量跟踪技术，只要保证探测光路上通畅，可大大地提高导航手术系统的精确度。另外，还有少数的手术导航系统采用电磁渡信号测量跟踪技术，克服了光信号传递中易受阻挡的局限性，不会由于手术者、手术器械 和显微镜的位置而影响导航效果。但是因为手术室中监护仪、 麻醉机、呼吸机、高频电刀等设备的频繁使用，空间中大量的、多频谱的电磁波干扰会影响电磁导航的准确性和可嚣性，技术上尚待改进提高。典型的神经外科手术导航系统见图10-15。 

        2.手术导航系统的工作原理和结构组成
        (l)手术导航系统工作原理：首先在患者手术不易动的部位贴上多个标志球，进行CT/MRI扫揣，然后将CT/MRI图 像数据传送到手术导航图像工作站，进行三维图像的重建，医 生在图像工作站上的图像中设计虽佳手术方案。术前用导航棒点在患者手术部位的标志球上，同时在三维图像上找到相应的注册，测得标志球的空间坐标及其对应的图像坐标，把患者 手术部位的空间坐标位置与图像工作站中的图像坐标有机地联 系起来。这样通过监测固定手术器械上标志球的运动，就可以在监视器上显示出手术器械在三维图像中的移动•从而达到依据手术导航系统显示的三维图像来引导手术操作的目的。

        (2)手术导航系统的结构组成：手术导航系统的基本配置包括三部分：图像工作站及处理软件、位置探测装置和专用手术工具与手术工具适配器。 图像处理系统软硬件：采用三维图形工作站，软件采用UNIX或Windows NT操作系 统，二者都能很好地完成这种大数据量的图形处理。UNⅨ操作系统相对来说有更好的稳定性和安全眭，较少产生系统错误，而且受病毒感染的机会较少。而Windows NT由于各行各业大量的 使用，尽管存在着和医院内其他计算机相互兼容的优势，但由于网络的普及，它的安全性比UNIX系统要差一些，更易受到病毒的攻击。处理软件设计分别了采用针对神经外科、骨科、耳鼻喉科等专用软件，功能十分强大，包括三维图像模型重建、图像旋转、叠视、三维模型的切割模式、影像的注册方式（点融合、面融合两种，通常点融合注册程序要求注册点数在4个以上，注册点数越多，精确程度越高。在点融合注册的基础上，可以在目标解剖结构表面选择30-40点进行 画融合注明．使患者的解剖表面信息与重建的解剖面之间有更好的对应关系，更精确地重建三 维罔像）等功能。图像工作站配有多种数据输入接口，除了具有直接和PACS中的DICOM接 口和一般接口外，还可以使用MO光盘、DAI磁带(4mm/8mm)、可读写光盘CDRW，充分把CT/MRI、手术显微镜、超声成像仪等影像设备和手术导航系统融为一体。值得注意的是在选 配工作站数据接口类型时，要依据医院现有CT/MWI机器罔像输出接口的类型而定。 位置探测装置：包括患者做CT/MRI检查所携带的定位标志球、导航探针和探测信号接 收系统。主流机型采用两个红外光摄像头对患者及手术器械上附着的定位球进行空间测量定 位。有线探针提供主动的注册和定位方式，但南于必须附带电缆线的原因，不利于手术的正常进行，无线探针提供被动的注册和定位方式，虽精度比主动方式稍差，但操作更为灵活。 手术工具和手术工具适配器：系统提供一套专用手术工具，使用时可用手术器械测量仪把手术器械的形状、直径输入到工作站注册。同时工具适配器可以十分方便地与各类手术 器械连接，通过手术工具适配器上的定位球，使工作站迅速的测量、注册和识别手术器械。 这样普通的手术器械在妾装了工具适配器后就可以变成手术中的导航工具。同时为了防止 手术患者与导航系统之间的位覆移动，还配有专用的患者参考架，使手术导航系统实时对患者的空间位置变化进行动态跟踪，保证手术导航的准确性。 
        3.手术导航系统的临床应用随着手术导航系统在临床上十几年的发展和推广，在神经外科、骨科和耳鼻喉科上得到广泛应用，以前对于神经外科手术中深而小的病灶切除术、 重要功能区的手术，由于技术上的限定可能会给患者造成极大的损伤，现在使用手术导航系 统可以大大提高手术的安全性。骨科巾的脊柱手术中椎弓根同定术也可以利用导航系统准确地引导控制插入螺针的方向和位置，减少患者其他负面反应的产生。同时手术导航系统 还可以和c形臂x线机结合完成骨科的微创伤手术，只需将患者术前的几个位置的x线透 视影像存储于手术导航系统，术中就无需运用x射线照射，依靠手术导航系统重建图像的引导就可准确完成手术。大大地降低了x射线对患者及医护人员的伤害。在耳鼻喉科，导航系统与鼻内镜结合可以开展许多新的手术，如鼻咽血管纤维瘤、鼻窦骨化纤维瘤等。

        三、牙科综合治疗机
        1.用途及特点牙科综合治疗机是一种口腔科综合治疗设备。配有高速车头，低速 直、弯车头及气动马达，冷北手术灯，三用喷枪，观片灯，电风扇等。车头系统采用气动控制，性能可靠，布局合理，便于操作，可完成口腔科综合性治疗手术。

        2.结构以典型的牙科综合治疗机为例．整机结构如图10- 16所示。牙科综合治疗机外形如罔10- 17所示。

        3. 主要技术参数及性能
        (l)电源：交流(220士22)V，50Hz。

        (2) YKYD-l型电动牙科椅
        升降电机：550w单相交流220V电容起动电机； 仰卧电机：40W单相交流220V电容起动电机； 椅子升降高度：椅座距地面低±20mm，高820mm
        椅背活动角度：105゜-160゜；
        头托：可沿导轨上下移动和定位，角度电可调整和定位
        (3)高速车头采用系列车头

        转速：2. 6 ×105～3×105r/min；

        使用压力：0. 2-0. 25MPa(器械盘表压)。 
        (4)气动马达及低速直、弯车头
        气压：0. 25MPa(器械盘表压)；

        转速：>14×l03r/min； 扭矩：≥10mN• m。

        (5)三用喷枪：可喷水、气、雾。

        (6)冷光手术灯 亮度：≥6000Lx；

        焦距：750mm； 电压：24V;
        功率：100W。

        (7)吸唾器 负压值；>26. 7kPa(水压>0. 2MPa时)；

        抽水速率：>400L/min(负压>26. 7kPa时)
        (8)器械盘 尺寸,380mm×280mm;
        升降范围：400mm。

        (g)痰盂：采用陶瓷材料 上口外径265mm； 向外摆动角度15゜。

         (10)空气压缩机 流量：0. 05ITl'/ITll11；

        压力：6MPa； 电动机：550w。

        四、自动输液泵
        自动输液泵是医学临床上用于对患者进行输液时自动控制输液的流速、流量、总量并能及时报警的输液控制装置。

        1．仪器功能

        (l)与各种输液器相配：有已编好的为各种输液装置而设定的程序。用按钮进行设置和调整，可以与各种不同输液器相配使用。

        (2)自检功能：电源打开，仪器的微处理器自动执行自动诊断来检测功能是否正常。在输液期间，监控器始终-T作，发生意外故障，立刻显示出来。

        (3)记忆功能：电源打开，仪器将自动显示在此以前的流速、输液总量。

        (4)报警功能：声光报警功能（气泡、闭塞、输液完毕、开门、故障）。

        (5)优质显示屏：仪器所有的操作状态都应清晰地显示在显示器上．可以很容易地找击当前状态和各种操作指示（流速、流量、总量、报警状态、净化及电荷状态等）。

        (6)输液精确度：输液流速的精确度为士3%。

        (7)大流量保护：当门打开以后，管夹（塞子）装鼍自动关闭静脉管，防止溶液无限制地 流人患者体内。

        (8)外部清除（选项）：当护理人员不在时，患者可以自行选择清除。还应有清除键的锁 定，防止息者进行不应有的操作。

        (9)外部电源：在没有室内电源的地方（如在救护车、汽车上）．可以通过适配器连接外部电源。

        (10)保持血管畅通功能：当输液完毕，输液泵自动继续以低的1ml/h的流速输入，这 是为了防止静脉装置的末端被堵塞。流速可以有不同的挡次选择。

        (11)适应大范围电源：能适应大范围的电源线路电压(90-270V AC)。

        (12)大范围流速：从1mL/h至1200ml/h，以便广泛运用于手术室、ICU、CCU、恢复室及普通病房。

        (13)可选择的一次排出量：在静止状态每按排出量功能按钮一次，它会自动以一定的速度泵出输液。

        (14)用户可选择的不同设置：阻塞监测、报警声音 精确率等。典型的自动输液泵如图10 -18所示。

        2.典型输液泵的主要技术指标

        (l)泵型：指状蠕动式；

        (2)流速范围：l-1200mUh(1ml/h的增量)；

        (3)精确度：以赋值的静脉装置±3%；

        (4)巳输液量：0-9999ml； PURGE流速、PURGE锁定时间
        (5) 一次流量：700ml(或可选择的)；

        (6)流量范围,0-9999ml；

        (7)报警指示：气泡、闭塞（上／下）、开门、输液完毕、 故障、更换电池等；

        (8)特殊功能：保持输液管畅通、管夹（塞子）装置、输液 量的清除、输液量的记忆、可选择的一次排出量、外部清除 （选项）、用户可选择的设置（输液器规格、声音、闭塞等级）； 图10-18典型的自动输液泵

        (9)电源：交流电源90-250V，50/60Hz，外接12V直流电；
        (10耗电量：小于28VA；

        (ll)电池电源：可充电的镍镉电池（电池充电15小时，在输液速度150ml/h状态下可 连续运转大约2小时）。