發(fā)布時(shí)間：2020-06-23 13:46

【摘要】：低溫等離子消融術(shù)和射頻消融術(shù)具有操作簡單、安全可靠、恢復(fù)速度快等優(yōu)點(diǎn),近幾年已經(jīng)在國內(nèi)外被廣泛應(yīng)用于耳鼻喉科、脊柱外科、婦科等各種外科領(lǐng)域疾病的治療。目前國內(nèi)醫(yī)院使用的低溫等離子消融設(shè)備和射頻消融設(shè)備主要以進(jìn)口為主,價(jià)格昂貴,為了降低成本,國內(nèi)陸續(xù)開展了對這兩種設(shè)備的研發(fā)工作。然而,目前這兩種消融方式的生物學(xué)效應(yīng)以及低溫等離子消融機(jī)制還不是很清楚。因此,本文進(jìn)行了低溫等離子消融設(shè)備的電路設(shè)計(jì),并開展對這兩種消融方式在消融效果和溫度效應(yīng)方面較為系統(tǒng)的研究,既為臨床醫(yī)生制定治療計(jì)劃也為設(shè)備國產(chǎn)化研發(fā)提供重要理論依據(jù)和方法指導(dǎo)。具體研究內(nèi)容如下:(1)低溫等離子手術(shù)系統(tǒng)的研制:電路設(shè)計(jì)上主要是DC-DC調(diào)壓電路、DC-AC逆變電路以及高頻電流采樣電路設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)了輸出電壓可調(diào),過流保護(hù)以及輸出電流的反饋控制。(2)低溫等離子和射頻消融效果:以豬肉、豬肝為實(shí)驗(yàn)材料,使用低溫等離子消融設(shè)備和射頻消融設(shè)備在不同電壓下進(jìn)行消融實(shí)驗(yàn),通過觀察消融灶形態(tài)以及測量有效消融區(qū)域面積的方式,分析了不同電壓下對不同組織的低溫等離子和射頻消融效果。結(jié)果表明:低溫等離子和射頻消融的有效消融區(qū)域面積都隨電壓增大而增大;豬肉、豬肝的低溫等離子消融灶形態(tài)差異比較大,射頻消融灶形態(tài)比較相似;豬肉、豬肝的低溫等離子和射頻消融的有效消融區(qū)域面積都在電壓升高過程中由無顯著性差異(P0.05)變?yōu)橛酗@著性差異(P0.05)。(3)低溫等離子和射頻消融過程的溫度效應(yīng):以豬肉、豬肝、豬脂肪為實(shí)驗(yàn)材料,使用低溫等離子消融設(shè)備和射頻消融設(shè)備在不同電壓下進(jìn)行消融實(shí)驗(yàn),通過利用動態(tài)熱像分析系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測消融過程中溫度變化的方法,開展溫度檢測方法研究,建立溫度效應(yīng)定量分析方法,分析了不同電壓下對不同組織低溫等離子和射頻消融過程的溫度效應(yīng)。結(jié)果表明:低溫等離子和射頻消融過程中的表面最高溫度、表面最高溫度最大值和熱損傷區(qū)域面積都隨電壓增大而增大;不同組織的低溫等離子消融過程中,豬脂肪的表面最高溫度最大值和熱損傷區(qū)域面積明顯比豬肉和豬肝小(P0.05),但豬肉和豬肝的低溫等離子消融溫度效應(yīng)以及對這三種組織射頻消融的溫度效應(yīng)沒有比較明顯的規(guī)律。(4)低溫等離子消融機(jī)制:以標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)溶液和組織細(xì)胞為實(shí)驗(yàn)材料,在不同電壓及不同時(shí)間下進(jìn)行等離子處理,通過SDS-PAGE電泳以及流式細(xì)胞儀結(jié)合PI熒光染色的方法對低溫等離子消融的機(jī)制進(jìn)行了初步探究。結(jié)果表明:等離子消融過程中,等離子對蛋白質(zhì)分子鏈確實(shí)起到了一定的打斷作用,同時(shí)會破壞組織細(xì)胞的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu),導(dǎo)致細(xì)胞膜的通透性增加,組織細(xì)胞裂解、死亡,產(chǎn)生細(xì)胞碎片;電壓越高、時(shí)間越久,有著打斷成的小分子量片段越多的趨勢,并且死亡組織細(xì)胞比例越高,細(xì)胞裂解越多。
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R318.6
【圖文】：

圖 1.1 低溫等離子消融原理示意圖等離子消融術(shù)最初用于骨科的關(guān)節(jié)鏡手術(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于扁桃體肥鼾癥等耳鼻咽喉科以及腰椎、頸椎突出癥等治療[39]，在低溫下它既能將病又不會傷害正常的周邊組織，有效地保護(hù)了重要的組織結(jié)構(gòu)，同時(shí)能封閉血管，具有手術(shù)效果好、創(chuàng)傷小、出血少、不住院等特點(diǎn)[40]。其低溫和減，改變了傳統(tǒng)電外科手術(shù)設(shè)備高溫汽化的作用機(jī)制，提供了一個(gè)全新的既手術(shù)方式，與傳統(tǒng)治療方式相比不僅降低了手術(shù)治療費(fèi)用，還加快了術(shù)后恢人的痛苦，因此在外科領(lǐng)域有著非常廣闊的應(yīng)用前景[41]。頻消融原理及臨床應(yīng)用是一種頻率在 100kHz-27MHz 范圍內(nèi)的高頻電磁波，射頻消融的原理是：會與水分子產(chǎn)生非常強(qiáng)烈的親和作用，而靶組織細(xì)胞中含有大量的水分子能量，水分子膨脹導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)壓力的增加[42-43]，使得細(xì)胞裂解、汽化，從[44-48]。因?yàn)槠淦^程中會產(chǎn)生低溫蒸汽，有助于周邊組織凝固，所以對較小。消融術(shù)發(fā)展歷史悠久，技術(shù)也越來越完善和成熟，療效很好，可以說是迄

有非常廣闊的應(yīng)用前景。但是目前的等離子消融設(shè)備主要依賴于離子手術(shù)系統(tǒng)，這類手術(shù)設(shè)備引進(jìn)成本高，手術(shù)費(fèi)用昂貴，難以迫切需要我國研發(fā)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的低溫等離子手術(shù)系統(tǒng)，來架設(shè)計(jì)所研發(fā)的低溫等離子消融手術(shù)系統(tǒng)由系統(tǒng)輸出電路及控制電路兩統(tǒng)采用市電輸入，經(jīng)過多抽頭變壓器后輸出兩路交流電壓。其流電路整流為約 310V 的直流電壓，用作系統(tǒng)輸出主電源；18V降壓模塊轉(zhuǎn)化為多路直流電壓，作為系統(tǒng)輔助電源給控制電路供出電路部分，考慮到系統(tǒng)輸出高頻高壓的特性，故在系統(tǒng)主電源模塊，以提高系統(tǒng)工作穩(wěn)定性。主電源經(jīng)過 DC-DC 調(diào)壓電路-AC 逆變電路得到高頻雙極性交流信號用作系統(tǒng)電壓輸出。輸出，輸出頻率由 DC-AC 逆變電路控制。制電路部分，以單片機(jī)控制器為核心，通過兩個(gè) PWM 發(fā)生電路統(tǒng)輸出頻率，同時(shí)通過控制面板、報(bào)警輸出及腳踏輸入等實(shí)現(xiàn)系

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本文編號：2727417