射頻能量作用下生物組織含水量測(cè)量系統(tǒng)

宋成利+李昊+陳晟達(dá)+陳明惠

摘要： 水分是人體生物組織中的主要成份，在電凝器閉合時(shí)組織嚴(yán)重脫水，以組織水分含量作為檢測(cè)參數(shù)，可為電凝閉合器提供功率等參數(shù)控制的反饋。運(yùn)用水分吸收光譜特性，通過(guò)采集透射光強(qiáng)，檢測(cè)生物組織在射頻能量作用下的水分含量變化情況。并對(duì)射頻能量發(fā)生模塊進(jìn)行改造，搭建生物組織水分含量變化情況檢測(cè)模塊，利用系統(tǒng)采集到水分含量變化情況的相關(guān)數(shù)據(jù)，作為反饋信息控制能量輸出。

關(guān)鍵詞： 射頻能量閉合； 含水量； 吸收峰； 反饋控制

中圖分類號(hào)： O 433文獻(xiàn)標(biāo)志碼： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2014.04.001

引言外科手術(shù)中，通常會(huì)涉及到病變組織的摘除，該過(guò)程操作復(fù)雜，常發(fā)生出血，影響了手術(shù)的效率和安全性。手術(shù)中有效的止血能縮短手術(shù)時(shí)間，減輕患者痛苦，提高手術(shù)安全性[1]。以往止血多采用機(jī)械式方法，不僅對(duì)醫(yī)生的操作手法要求高且耗時(shí)長(zhǎng)，還增加了手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。血管閉合技術(shù)大致可以分為機(jī)械結(jié)扎閉合、藥物凝血閉合和基于能量的閉合三大類[24]。近20年，隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)理論和手術(shù)器械的發(fā)展，微創(chuàng)外科手術(shù)得以推廣[5]。在微創(chuàng)外科的腹腔鏡手術(shù)中，出現(xiàn)了多種依靠能量閉合血管的方法，這些方法能夠穩(wěn)定、安全地閉合血管，在提升速度的同時(shí)對(duì)非作用區(qū)域創(chuàng)傷較小，降低了術(shù)后并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)。射頻能量閉合裝置是利用頻率為100～5 000 kHz的大功率電能作用于被器械夾持的管腔組織，實(shí)現(xiàn)對(duì)組織進(jìn)行精準(zhǔn)閉合的電外科手術(shù)設(shè)備[6]。主要功能是由能量輸出裝置、反饋控制裝置以及器械前端夾頭三個(gè)部分來(lái)實(shí)現(xiàn)。國(guó)際上較為先進(jìn)的射頻閉合設(shè)備功能模式相當(dāng)完善，各種專用器械配件種類多樣，可以滿足各種外科手術(shù)的臨床使用要求。目前眾多外國(guó)廠商都有比較成熟的射頻能量雙極閉合系統(tǒng)，其中美國(guó)Valleylab公司和德國(guó)ERBE公司的相關(guān)產(chǎn)品通過(guò)了美國(guó)食品藥物管理局認(rèn)證。國(guó)內(nèi)目前有多家企業(yè)生產(chǎn)高頻電刀，其中上海滬通電子有限公司和北京貝林電子有限公司等在生產(chǎn)研發(fā)方面積累了比較豐富的經(jīng)驗(yàn)。但國(guó)內(nèi)研發(fā)的整體實(shí)力仍然與國(guó)外先進(jìn)水平存在較大差距，關(guān)鍵元器件不能獨(dú)立生產(chǎn)。在高端的數(shù)字控制能量輸出方面，國(guó)內(nèi)尚無(wú)成形產(chǎn)品，該領(lǐng)域依然被國(guó)外產(chǎn)品壟斷[7]。本研究設(shè)計(jì)一種通過(guò)檢測(cè)透射光強(qiáng)來(lái)測(cè)定水分含量變化情況的系統(tǒng)，以射頻能量系統(tǒng)作為能量源，在滿足加壓、傳輸電能功能，同時(shí)還可以觀測(cè)組織性質(zhì)變化，利用光學(xué)方式對(duì)射頻作用過(guò)程中水分含量變化情況進(jìn)行采集和檢測(cè)，通過(guò)光透射譜的強(qiáng)度變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)并利用計(jì)算機(jī)分析處理，觀察檢測(cè)電壓值的變化情況與對(duì)應(yīng)的生物性質(zhì)變化情況即閉合效果之間的關(guān)系；同時(shí)還利用阻抗檢測(cè)方式共同檢測(cè)生物組織在射頻能量作用下的變化。1生物組織水分含量測(cè)量系統(tǒng)搭建對(duì)生物組織水分含量變化情況進(jìn)行檢測(cè)，需要研發(fā)相應(yīng)模塊，配合模擬前端器械夾具進(jìn)行研究[8]。該模塊由檢測(cè)電路、光學(xué)設(shè)備以及軟件程序三部分組成，其中檢測(cè)電路包括控制近紅外發(fā)光二級(jí)管及其驅(qū)動(dòng)電路、接收入射光信號(hào)的光電探測(cè)器濾波放大電路、采集模擬信號(hào)并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的DAQ數(shù)據(jù)采集卡；光學(xué)設(shè)備為固定并調(diào)整光電二極管的光纖耦合器及空間濾波器；軟件程序?yàn)槔肔abVIEW編寫的程序系統(tǒng)。

光學(xué)儀器第36卷

第4期宋成利，等：射頻能量作用下生物組織含水量測(cè)量系統(tǒng)

1.1光電檢測(cè)系統(tǒng)本實(shí)驗(yàn)研究需要將組織作用于射頻能量下，并利用水吸收峰附近波長(zhǎng)的光照射被作用組織，通過(guò)組織中的水分對(duì)光的吸收，在組織的對(duì)側(cè)接收透射光。由于射頻能量作用過(guò)程中組織的水分含量發(fā)生變化，對(duì)光的吸收逐漸減少，透射光強(qiáng)增加。在該過(guò)程中，需要選用波長(zhǎng)范圍適當(dāng)并且性能穩(wěn)定的發(fā)光二級(jí)管與光電二極管。液態(tài)水在紅外線波長(zhǎng)范圍有兩個(gè)吸收峰，分別是在1 600 nm附近以及3 000 nm附近。在實(shí)驗(yàn)研究中，檢測(cè)光束需要透過(guò)被檢測(cè)生物組織以及兩側(cè)的AZO透明導(dǎo)體膜材料和玻璃襯底材料，其中AZO透明導(dǎo)體膜材料的近紅外光透射率約為87.8%，其襯底材料為浮法玻璃，雖然浮法玻璃可以在一定范圍的紅外光波長(zhǎng)下有較好的透射效果，但在整個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的透射效果并不理想。此外，被檢測(cè)生物組織在電極的壓合下形成厚度約為1 mm的組織平面，紅外光線難以穿透。為獲得較充足的透射光量，因此選用1 600 nm附近的近紅外光作為檢測(cè)光。光電檢測(cè)電路主要由兩部分組成，分別是發(fā)光二級(jí)管及其驅(qū)動(dòng)電路，以及光電探測(cè)器及其濾波放大電路，檢測(cè)電路需要高效穩(wěn)定的運(yùn)行，將透射光通過(guò)光電探測(cè)器轉(zhuǎn)化為微弱的電信號(hào)，并通過(guò)濾波放大電路將信號(hào)放大并過(guò)濾噪聲。信號(hào)經(jīng)過(guò)光電探測(cè)器轉(zhuǎn)化后會(huì)通過(guò)多級(jí)放大并通過(guò)DAQ數(shù)據(jù)采集卡采集，采集卡設(shè)定的電壓檢測(cè)范圍是需要預(yù)先選定的，電壓檢測(cè)范圍大的可以檢測(cè)完整的電壓變化情況，但是對(duì)于較精確的信號(hào)需要用盡量小的檢測(cè)范圍采集以保證檢測(cè)精度，需要保證信號(hào)變化范圍不超過(guò)量程，從而使采集的電壓變化情況被完整而又精確地采集。硬件框圖如圖1所示，驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)的近紅外發(fā)光二極管為光源，近紅外光經(jīng)過(guò)被測(cè)組織后，透射光經(jīng)光電檢測(cè)器探測(cè)和濾波放大后，由數(shù)據(jù)采集卡采樣到計(jì)算機(jī)。圖1系統(tǒng)示意圖

Fig.1Schematic diagram of the system近紅外發(fā)光二級(jí)管需要在穩(wěn)定的電源驅(qū)動(dòng)下才能輸出強(qiáng)度平穩(wěn)的檢測(cè)光線，設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路，從而保證其光強(qiáng)可調(diào)并且穩(wěn)定，該驅(qū)動(dòng)電路將220 V交流電壓轉(zhuǎn)換為5 V的穩(wěn)定直流電壓作為電源，選用高精度元件提供穩(wěn)定的電源電壓，從而保證電路輸出功率穩(wěn)定，產(chǎn)生光強(qiáng)恒定的檢測(cè)光源；并且可以調(diào)節(jié)與近紅外發(fā)光二極管串聯(lián)的電位器電阻值，實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)光源光強(qiáng)度的控制，不出現(xiàn)超量程的情況。光電探測(cè)器濾波放大電路：FCIInGaAs1500X光電探測(cè)器可以探測(cè)1 100～1 620 nm波長(zhǎng)范圍的光，但由于接收到的通過(guò)生物組織的透射光強(qiáng)很弱，相應(yīng)的電壓幅值也較小，無(wú)法直接用DAQ數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行采集，并且實(shí)際應(yīng)用中透射光強(qiáng)變化迅速，需要系統(tǒng)迅速響應(yīng)。為此采用濾波放大電路，在該濾波放大電路中，多次運(yùn)算放大，并利用差分放大器濾波，抑制共模信號(hào)，產(chǎn)生為DAQ數(shù)據(jù)采集卡可以檢測(cè)的穩(wěn)定信號(hào)的電壓幅值。采用光纖耦合器和空間濾波器將發(fā)光二極管和光電探測(cè)器固定并可以對(duì)光路進(jìn)行微調(diào)，由于檢測(cè)光的強(qiáng)度較高并且工作環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定，維持光學(xué)元件穩(wěn)定的設(shè)備就可以滿足實(shí)驗(yàn)需要。在實(shí)際使用中，將導(dǎo)線引出連接發(fā)光二級(jí)管和光電二極管，利用熱縮管將相應(yīng)的導(dǎo)線和元件固定并嵌于光纖耦合器的通道中，圖2光學(xué)檢測(cè)水分含量變化系統(tǒng)

Fig.2The system of optical detection of

water content changes利用標(biāo)尺丈量元件之間的距離，調(diào)整基座位置并旋轉(zhuǎn)空間耦合器方向，將元件對(duì)準(zhǔn)并固定。

1.2軟件程序軟件程序由DAQ數(shù)據(jù)采集卡和LabVIEW程序?qū)崿F(xiàn)，完成信號(hào)的采集與分析，光電探測(cè)器及其濾波放大電路將透射光強(qiáng)轉(zhuǎn)化為模擬電信號(hào)，利用DAQ數(shù)據(jù)采集卡將采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，通過(guò)程序?qū)λ眯盘?hào)進(jìn)行處理，在程序界面顯示射頻能量作用過(guò)程中電壓變化的完整曲線并保存。將硬件電路、光學(xué)系統(tǒng)和軟件程序進(jìn)行整合，搭建出生物組織水分含量變化情況檢測(cè)模塊，實(shí)物圖如圖2所示。2測(cè)量結(jié)果與數(shù)據(jù)分析

2.1實(shí)驗(yàn)材料與方法將成年活雞進(jìn)行屠宰，取出雞腸，清洗并剝離附著表面的油脂等雜物，選取直徑較寬并且腸壁完整的雞腸，利用手術(shù)剪將其中直徑約7 mm的部分剪切成4 cm長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)樣品，放置于4 ℃環(huán)境并覆蓋濕紗布保鮮以備實(shí)驗(yàn)；利用選定的能量裝置輸出射頻能量，通過(guò)導(dǎo)體玻璃夾持生物組織進(jìn)行作用，其中利用檢測(cè)光路透過(guò)觀察裝置采集組織水分變化情況，并在計(jì)算機(jī)中采集數(shù)據(jù)。

2.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析選取一組樣本，電凝閉合器功率為25 W，組織的直徑為7 mm，共同采集閉合過(guò)程中阻抗和光透射量，所得結(jié)果如圖3所示。可以看到，在水分變化量檢測(cè)出現(xiàn)到達(dá)幅值最大值的時(shí)刻阻抗值依然小幅上升。從阻抗和含水量變化情況可以看出，水分蒸干導(dǎo)致檢測(cè)電壓先于阻抗值升至最大，并且閉合完成時(shí)刻檢測(cè)電壓變化明顯，利于分析處理。以含水量變化情況作為檢測(cè)方式控制射頻能量輸出，所得爆破壓低于采用手術(shù)器械閉合的爆破壓，但通過(guò)兩種檢測(cè)方式所得的閉合效果沒(méi)有進(jìn)行系統(tǒng)的比較處理，并且搭建的觀察裝置和導(dǎo)體玻璃在結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能上存在精度較低的問(wèn)題，會(huì)對(duì)閉合產(chǎn)生影響，現(xiàn)階段也無(wú)法對(duì)兩種方式的檢測(cè)效果進(jìn)行客觀評(píng)估比較。

2.3組織病理切片結(jié)果選用直徑7 mm的雞腸剖開，展平后利用玻璃電極夾持，作用功率為35 W射頻能量，作用時(shí)間為97 s，將作用完成后的組織制作成病理切片，如圖4。使用35 W恒功率作用97 s，該過(guò)程電極外表面達(dá)到的最高溫度為110 ℃。雞腸子病理切片圖（橫切）放大倍數(shù)20倍，由圖可見黏膜層的破損較為嚴(yán)重，對(duì)漿膜層也造成了明顯的裂痕，如圖4中箭頭指示。

圖3閉合過(guò)程中組織阻抗和光透射量

Fig.3Impedance and light transmission conditions

corresponding to the amplitude of the voltage圖4作用功率35 W，時(shí)間97 s的組織病理切片圖

Fig.4Pathological section with the condition of

97second 35 W RF energy

通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)和分析，說(shuō)明利用近紅外光透射譜可以進(jìn)行水分含量變化情況的檢測(cè)；在射頻輸出功率較低的情況下，透明導(dǎo)體玻璃電極可以穩(wěn)定工作，利用水分含量變化情況作為能量輸出的控制參數(shù)可以對(duì)組織進(jìn)行較為有效的閉合，閉合所需的時(shí)間比阻抗檢測(cè)所需時(shí)間略短。3結(jié)論具有智能控制系統(tǒng)的射頻能量閉合裝置是高頻電刀的發(fā)展趨勢(shì)，在臨床運(yùn)用中有更廣泛的前景。分析閉合機(jī)理和綜合運(yùn)用性質(zhì)變化參數(shù)發(fā)展智能控制系統(tǒng)具有重要的意義，本文針對(duì)這方面進(jìn)行了研究。通過(guò)分析和檢測(cè)生物組織閉合過(guò)程中水分含量的變化情況，得到生物組織在射頻能量作用過(guò)程中性質(zhì)變化的情況，為綜合分析變化過(guò)程提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)和系統(tǒng)平臺(tái)。該系統(tǒng)利用一束特定波長(zhǎng)的近紅外光照射射頻能量作用組織，在組織的對(duì)側(cè)接收并檢測(cè)透射光，該波長(zhǎng)是水的吸收峰，在射頻閉合作用過(guò)程中，透射光量會(huì)改變，通過(guò)對(duì)透射光變化情況的采集分析就可以了解組織水分的變化情況。搭建的系統(tǒng)能夠初步實(shí)現(xiàn)對(duì)生物組織水分變化情況的檢測(cè)，具有良好的研究前景。

參考文獻(xiàn)：

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[8]陳晟達(dá)，宋成利，周宇，等.射頻能量閉合組織觀察裝置：中國(guó)，201220287848.3[P].201206

Fig.2The system of optical detection of

water content changes利用標(biāo)尺丈量元件之間的距離，調(diào)整基座位置并旋轉(zhuǎn)空間耦合器方向，將元件對(duì)準(zhǔn)并固定。

1.2軟件程序軟件程序由DAQ數(shù)據(jù)采集卡和LabVIEW程序?qū)崿F(xiàn)，完成信號(hào)的采集與分析，光電探測(cè)器及其濾波放大電路將透射光強(qiáng)轉(zhuǎn)化為模擬電信號(hào)，利用DAQ數(shù)據(jù)采集卡將采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，通過(guò)程序?qū)λ眯盘?hào)進(jìn)行處理，在程序界面顯示射頻能量作用過(guò)程中電壓變化的完整曲線并保存。將硬件電路、光學(xué)系統(tǒng)和軟件程序進(jìn)行整合，搭建出生物組織水分含量變化情況檢測(cè)模塊，實(shí)物圖如圖2所示。2測(cè)量結(jié)果與數(shù)據(jù)分析

2.1實(shí)驗(yàn)材料與方法將成年活雞進(jìn)行屠宰，取出雞腸，清洗并剝離附著表面的油脂等雜物，選取直徑較寬并且腸壁完整的雞腸，利用手術(shù)剪將其中直徑約7 mm的部分剪切成4 cm長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)樣品，放置于4 ℃環(huán)境并覆蓋濕紗布保鮮以備實(shí)驗(yàn)；利用選定的能量裝置輸出射頻能量，通過(guò)導(dǎo)體玻璃夾持生物組織進(jìn)行作用，其中利用檢測(cè)光路透過(guò)觀察裝置采集組織水分變化情況，并在計(jì)算機(jī)中采集數(shù)據(jù)。

2.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析選取一組樣本，電凝閉合器功率為25 W，組織的直徑為7 mm，共同采集閉合過(guò)程中阻抗和光透射量，所得結(jié)果如圖3所示?？梢钥吹?，在水分變化量檢測(cè)出現(xiàn)到達(dá)幅值最大值的時(shí)刻阻抗值依然小幅上升。從阻抗和含水量變化情況可以看出，水分蒸干導(dǎo)致檢測(cè)電壓先于阻抗值升至最大，并且閉合完成時(shí)刻檢測(cè)電壓變化明顯，利于分析處理。以含水量變化情況作為檢測(cè)方式控制射頻能量輸出，所得爆破壓低于采用手術(shù)器械閉合的爆破壓，但通過(guò)兩種檢測(cè)方式所得的閉合效果沒(méi)有進(jìn)行系統(tǒng)的比較處理，并且搭建的觀察裝置和導(dǎo)體玻璃在結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能上存在精度較低的問(wèn)題，會(huì)對(duì)閉合產(chǎn)生影響，現(xiàn)階段也無(wú)法對(duì)兩種方式的檢測(cè)效果進(jìn)行客觀評(píng)估比較。

2.3組織病理切片結(jié)果選用直徑7 mm的雞腸剖開，展平后利用玻璃電極夾持，作用功率為35 W射頻能量，作用時(shí)間為97 s，將作用完成后的組織制作成病理切片，如圖4。使用35 W恒功率作用97 s，該過(guò)程電極外表面達(dá)到的最高溫度為110 ℃。雞腸子病理切片圖（橫切）放大倍數(shù)20倍，由圖可見黏膜層的破損較為嚴(yán)重，對(duì)漿膜層也造成了明顯的裂痕，如圖4中箭頭指示。

圖3閉合過(guò)程中組織阻抗和光透射量

Fig.3Impedance and light transmission conditions

corresponding to the amplitude of the voltage圖4作用功率35 W，時(shí)間97 s的組織病理切片圖

Fig.4Pathological section with the condition of

97second 35 W RF energy

通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)和分析，說(shuō)明利用近紅外光透射譜可以進(jìn)行水分含量變化情況的檢測(cè)；在射頻輸出功率較低的情況下，透明導(dǎo)體玻璃電極可以穩(wěn)定工作，利用水分含量變化情況作為能量輸出的控制參數(shù)可以對(duì)組織進(jìn)行較為有效的閉合，閉合所需的時(shí)間比阻抗檢測(cè)所需時(shí)間略短。3結(jié)論具有智能控制系統(tǒng)的射頻能量閉合裝置是高頻電刀的發(fā)展趨勢(shì)，在臨床運(yùn)用中有更廣泛的前景。分析閉合機(jī)理和綜合運(yùn)用性質(zhì)變化參數(shù)發(fā)展智能控制系統(tǒng)具有重要的意義，本文針對(duì)這方面進(jìn)行了研究。通過(guò)分析和檢測(cè)生物組織閉合過(guò)程中水分含量的變化情況，得到生物組織在射頻能量作用過(guò)程中性質(zhì)變化的情況，為綜合分析變化過(guò)程提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)和系統(tǒng)平臺(tái)。該系統(tǒng)利用一束特定波長(zhǎng)的近紅外光照射射頻能量作用組織，在組織的對(duì)側(cè)接收并檢測(cè)透射光，該波長(zhǎng)是水的吸收峰，在射頻閉合作用過(guò)程中，透射光量會(huì)改變，通過(guò)對(duì)透射光變化情況的采集分析就可以了解組織水分的變化情況。搭建的系統(tǒng)能夠初步實(shí)現(xiàn)對(duì)生物組織水分變化情況的檢測(cè)，具有良好的研究前景。

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[8]陳晟達(dá)，宋成利，周宇，等.射頻能量閉合組織觀察裝置：中國(guó)，201220287848.3[P].201206

Fig.2The system of optical detection of

water content changes利用標(biāo)尺丈量元件之間的距離，調(diào)整基座位置并旋轉(zhuǎn)空間耦合器方向，將元件對(duì)準(zhǔn)并固定。

1.2軟件程序軟件程序由DAQ數(shù)據(jù)采集卡和LabVIEW程序?qū)崿F(xiàn)，完成信號(hào)的采集與分析，光電探測(cè)器及其濾波放大電路將透射光強(qiáng)轉(zhuǎn)化為模擬電信號(hào)，利用DAQ數(shù)據(jù)采集卡將采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，通過(guò)程序?qū)λ眯盘?hào)進(jìn)行處理，在程序界面顯示射頻能量作用過(guò)程中電壓變化的完整曲線并保存。將硬件電路、光學(xué)系統(tǒng)和軟件程序進(jìn)行整合，搭建出生物組織水分含量變化情況檢測(cè)模塊，實(shí)物圖如圖2所示。2測(cè)量結(jié)果與數(shù)據(jù)分析

2.1實(shí)驗(yàn)材料與方法將成年活雞進(jìn)行屠宰，取出雞腸，清洗并剝離附著表面的油脂等雜物，選取直徑較寬并且腸壁完整的雞腸，利用手術(shù)剪將其中直徑約7 mm的部分剪切成4 cm長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)樣品，放置于4 ℃環(huán)境并覆蓋濕紗布保鮮以備實(shí)驗(yàn)；利用選定的能量裝置輸出射頻能量，通過(guò)導(dǎo)體玻璃夾持生物組織進(jìn)行作用，其中利用檢測(cè)光路透過(guò)觀察裝置采集組織水分變化情況，并在計(jì)算機(jī)中采集數(shù)據(jù)。

2.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析選取一組樣本，電凝閉合器功率為25 W，組織的直徑為7 mm，共同采集閉合過(guò)程中阻抗和光透射量，所得結(jié)果如圖3所示?？梢钥吹?，在水分變化量檢測(cè)出現(xiàn)到達(dá)幅值最大值的時(shí)刻阻抗值依然小幅上升。從阻抗和含水量變化情況可以看出，水分蒸干導(dǎo)致檢測(cè)電壓先于阻抗值升至最大，并且閉合完成時(shí)刻檢測(cè)電壓變化明顯，利于分析處理。以含水量變化情況作為檢測(cè)方式控制射頻能量輸出，所得爆破壓低于采用手術(shù)器械閉合的爆破壓，但通過(guò)兩種檢測(cè)方式所得的閉合效果沒(méi)有進(jìn)行系統(tǒng)的比較處理，并且搭建的觀察裝置和導(dǎo)體玻璃在結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能上存在精度較低的問(wèn)題，會(huì)對(duì)閉合產(chǎn)生影響，現(xiàn)階段也無(wú)法對(duì)兩種方式的檢測(cè)效果進(jìn)行客觀評(píng)估比較。

2.3組織病理切片結(jié)果選用直徑7 mm的雞腸剖開，展平后利用玻璃電極夾持，作用功率為35 W射頻能量，作用時(shí)間為97 s，將作用完成后的組織制作成病理切片，如圖4。使用35 W恒功率作用97 s，該過(guò)程電極外表面達(dá)到的最高溫度為110 ℃。雞腸子病理切片圖（橫切）放大倍數(shù)20倍，由圖可見黏膜層的破損較為嚴(yán)重，對(duì)漿膜層也造成了明顯的裂痕，如圖4中箭頭指示。

圖3閉合過(guò)程中組織阻抗和光透射量

Fig.3Impedance and light transmission conditions

corresponding to the amplitude of the voltage圖4作用功率35 W，時(shí)間97 s的組織病理切片圖

Fig.4Pathological section with the condition of

97second 35 W RF energy

通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)和分析，說(shuō)明利用近紅外光透射譜可以進(jìn)行水分含量變化情況的檢測(cè)；在射頻輸出功率較低的情況下，透明導(dǎo)體玻璃電極可以穩(wěn)定工作，利用水分含量變化情況作為能量輸出的控制參數(shù)可以對(duì)組織進(jìn)行較為有效的閉合，閉合所需的時(shí)間比阻抗檢測(cè)所需時(shí)間略短。3結(jié)論具有智能控制系統(tǒng)的射頻能量閉合裝置是高頻電刀的發(fā)展趨勢(shì)，在臨床運(yùn)用中有更廣泛的前景。分析閉合機(jī)理和綜合運(yùn)用性質(zhì)變化參數(shù)發(fā)展智能控制系統(tǒng)具有重要的意義，本文針對(duì)這方面進(jìn)行了研究。通過(guò)分析和檢測(cè)生物組織閉合過(guò)程中水分含量的變化情況，得到生物組織在射頻能量作用過(guò)程中性質(zhì)變化的情況，為綜合分析變化過(guò)程提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)和系統(tǒng)平臺(tái)。該系統(tǒng)利用一束特定波長(zhǎng)的近紅外光照射射頻能量作用組織，在組織的對(duì)側(cè)接收并檢測(cè)透射光，該波長(zhǎng)是水的吸收峰，在射頻閉合作用過(guò)程中，透射光量會(huì)改變，通過(guò)對(duì)透射光變化情況的采集分析就可以了解組織水分的變化情況。搭建的系統(tǒng)能夠初步實(shí)現(xiàn)對(duì)生物組織水分變化情況的檢測(cè)，具有良好的研究前景。

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