KIRURGISK DIATERMI BJ rd sid 526 530 Lindn
KIRURGISK DIATERMI BJ röd: sid 526 -530 Lindén & Öberg 409 - 411 BJ vit: sid 260 -283 Samt kompendium: Högfrekventa fält kring diatermiutrustning Karl Bodell@ki. se
Rökutveckling vid diatermi
Agenda • • Vad är diatermi Historik Ellära (repetition) Teori för diatermi Apparatur Säkerhetsaspekter Demonstration
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 k. Hz) 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=9 kb 0 ib. Kl 1 j. E http: //www. youtube. com/watch? v=cw-sb. Eo. G 0 Eo&feature=related
Ellära • Växelström/spänning – Frekvens – Amplitud • toppvärde • effektivvärde (RMS) – Elektromagnetiska fält
Elektro-magnetiska fält Elektriskt fält 1. 2. 3. 4. 5. Elektriska fält uppstår från spänning Mäts i V/m Existerar även då apparaten är avstängd Fältet avtar med avståndet från källan De flesta byggnadsmaterial skyddar mot fältet. Magnetiskt fält 1. 2. 3. 4. 5. Uppstår p. g. a ström Mäts i A/m eller flödestäthet Tesla(T) Existerar endast då strömmen är påslagen. Fältet avtar med avståndet 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 300 Hz t. ex. Elledningar och el. apparater i hemmet Intermediära frekvenser (IF): 300 Hz - 10 MHz Dataskärmar, säkerhetssystem Radiofrekvens (RF): 10 MHz – 300 GHz Radio, TV, mobiltelefon, mikrovågsugn, …
Kapacitiv koppling Generator ~ +++ - - -
Strömtäthet och effekttäthet Strömtätheten J = s E = = s U a/r 2 i r E Effekttätheten Wn ~ 1/r 4 J Effekttätheten (W/m 3) minskar snabbt med avståndet från elektroden
• Det högsta tillåtna värdet för strömtätheten anges som: j = f /100 (m. A/cm 3); f är frekvensen d. v. s. 27 k. Hz ger en högsta tillåtna effekttäthet på 270 m. A/cm 3 För frekvenser upp till 10 k. Hz är nervstimuleringen den begränsande faktorn.
Temperaturökning per sekund adiabatisk uppvärmining DT/h = J 2/(s*c * r) DT = temperatur förändring h = tid i sekunder J = strömtätheten (A/m 2) c = värmekapaciteten (k. J/kg · K)(för vatten) r = densiteten (kg/m 3) s = konduktiviteten (1/(Wm) 270 m. A/cm 3 ger c: a 1, 40 C/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: • Från ca 50 ºC: • Från ca 70 ºC: • Från ca 100 ºC: • Från ca 200 ºC: Ingen cellskada Reversibla cellskador, beroende av exponeringstid. Irreversibla cellskador, denaturering. Blodstillning Desickation, dvs ångbildning så att vattnet kokar bort. Karbonisering (förkolning), brännskada av IV: e graden.
Energitäthet • • Upphettning till 440 C motsvarar c: a 25 J/cm 3 Koagulering sker över 650 C c: a 100 J/cm 3 Kokning av cellplasma 220 J/cm 3 Avdusnstning > 330 J/cm 3
Kirurgisk diatermi • • • Aktiv elektrod Neutral elektrod Strömtäthet 0, 3 -5 MHz (>100 k. Hz) Kapacitivt överförd ström (radiovågor utan elektrisk ledning). Kapacitiv koppling • Strömmen tar alltid den väg som har lägst impedans
Aktiv elektrod Tunn aktiv elektrod för skärning Slynga för borttagning av exempelvis polyper.
Princip för kirurgisk diatermi http: //www. youtube. com/wa tch? v=9 kb 0 ib. Kl 1 j. E
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 – 400 W) • Koagulation (30 – 60 W) – 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)
Koagulation Monopolär diatermi Bipolär diatermi
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 Spänning hög låg
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 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 2 -30/s Continuous Fourier Harmonics 0. 3 to 250 MHz, Plasma Born by Natural Air. Radar pulsed technology 40 - 60 Joules/s or Watts 1, 000 Watts APT. 0. 001% Compression = 100, 000 YES DIAPULSE (USA) FDA approved Manufacture'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 approved Manufacture's Characterization: Pulsed Diathermy 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. 33 NO 27 MHz fixed by FCC convention. Solid state tech. 150 Joules/s or Watts . 250 Watts APT. 60% Compression = 1. 66 NO 32 Joules/s or Watts . 200 Watts 1 - 16% Compression = 100 - 6. 25 NO Num of pulses per sec PAP-IMI-300 (USA, EU) Canadian, EU Approval Manufacturer's Characterization: High Peak Pulsed E/M Energy ZIMMER (EU) FDA approved Manufacture's Characterization: Pulsed Diathermy CURAPULS 403 (EU) Manufacture's Characterization: Pulsed Short Wave Therapy 26 - 400/s 27 MHz fixed by FCC convention. Solid state tech. *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!
- Slides: 46