高頻電刀校準(zhǔn)方法的研究

[摘" " 要]介紹高頻電刀的特點(diǎn)、分類、構(gòu)造和原理，利用奧利科公司Uni-therm型高頻電刀分析儀，對(duì)高頻電刀的高頻漏電流、輸出功率設(shè)定值以及最大輸出功率等參數(shù)的校準(zhǔn)方法進(jìn)行研究，并對(duì)輸出功率和高頻漏電流的校準(zhǔn)不確定度進(jìn)行評(píng)定。

[關(guān)鍵詞]高頻電刀;校準(zhǔn)方法;研究

[中圖分類號(hào)]R61 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及、應(yīng)用和發(fā)展，目前高頻電刀廣泛采用高性能的單片機(jī)控制技術(shù)，大大提高了設(shè)備本身的安全性和可靠性。高頻電刀主要用于手術(shù)中對(duì)組織進(jìn)行切割和凝血，簡(jiǎn)化了醫(yī)生操作過(guò)程。本文介紹利用奧利科公司生產(chǎn)的Uni-therm型高頻電刀分析儀，對(duì)高頻電刀的高頻漏電流、輸出功率設(shè)定值以及最大輸出功率等參數(shù)的校準(zhǔn)方法，以及對(duì)輸出功率和高頻漏電流的校準(zhǔn)不確定度進(jìn)行評(píng)定的方法。

1 高頻電刀介紹

1.1 特點(diǎn)

相比傳統(tǒng)手術(shù)刀，高頻電刀的切割速度非常快，止血效果更好，對(duì)切口還有殺菌作用。高頻電刀的使用可以大大縮減手術(shù)時(shí)間，可以減輕患者的痛苦以及醫(yī)護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，在一定程度上降低了患者的并發(fā)癥及手術(shù)費(fèi)用。和激光刀、超聲刀等其他外科手術(shù)器具相比，適用高頻電刀的手術(shù)范圍更加廣泛一些。

1.2 分類

根據(jù)功能及用途，高頻電刀可以分為多功能高頻電刀、單極高頻電刀、雙極電凝器、內(nèi)窺鏡專用高頻發(fā)生器和氬氣高頻電刀;根據(jù)工作原理，可以分為火花式振蕩電刀、電子管振蕩電刀和半導(dǎo)體晶體管電刀，其中，火花式振蕩電刀臨床中已經(jīng)淘汰，電子管振蕩電刀也不多見(jiàn)。

1.3 常用高頻電刀的構(gòu)造及原理

高頻電刀由主機(jī)、手術(shù)電極、中性電極、雙極電極、控制開(kāi)關(guān)、保護(hù)接地線等部件組成，設(shè)計(jì)原理主要是基于集膚效應(yīng)、熱效應(yīng)和法拉第效應(yīng)。

高頻電刀的工作模式分單極模式和雙極模式。單極模式是通過(guò)中性電極、手術(shù)電極向機(jī)體組織提供高頻電能，以切割、凝血、混用等工作方式來(lái)切割或凝固組織;雙極模式下，一端是作用電極，另一端是接受電極，通過(guò)兩個(gè)電極向機(jī)體組織提供高頻電能，使手術(shù)中雙極電極兩端之間的組織因?yàn)槊撍兊媚唐饋?lái)，以達(dá)到血液凝固，即止血的目的。目前，雙極電凝模式的安全性被人們漸漸認(rèn)識(shí)，其使用范圍也在逐漸擴(kuò)大。

2 高頻電刀的校準(zhǔn)方法

高頻電刀的工作頻率范圍很寬，輸出功率變化范圍很大，工作電壓波形復(fù)雜，要直接測(cè)量信號(hào)的電流或電壓很困難。高頻電刀分析儀把高頻電刀功率信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電壓信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，實(shí)現(xiàn)電路相對(duì)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定。

高頻電刀生產(chǎn)廠家主要有美國(guó)威力公司、德國(guó)愛(ài)爾博公司、上海滬通公司和山東玉華等。雖然生產(chǎn)廠家和型號(hào)不同，但是高頻電刀在使用上大同小異，所以對(duì)其校準(zhǔn)方法和步驟也沒(méi)有很大區(qū)別。本文利用奧利科公司生產(chǎn)的Uni-therm型高頻電刀分析儀，以山東玉華醫(yī)用電氣有限公司生產(chǎn)的AG-9000型高頻電刀（圖1）為例，介紹高頻電刀的校準(zhǔn)方法。

2.1 高頻漏電流的校準(zhǔn)

將高頻電刀分析儀進(jìn)入高頻漏電流校準(zhǔn)模式，如圖2所示;然后設(shè)置相關(guān)參數(shù)，START DELAY（啟動(dòng)延時(shí)）設(shè)置為200ms，根據(jù)檢測(cè)需要，設(shè)置TEST TIME（測(cè)試時(shí)間）的數(shù)值，D/CYCEL（占空比）需要≤50%，即ON TIME（啟動(dòng)時(shí)間）≤OFF TIME（休眠時(shí)間），一般設(shè)置D/CYCEL為50%。

按照高頻電刀分析儀對(duì)外置電路，按照內(nèi)置電路圖的要求進(jìn)行連接，不同種類的電極在不同狀態(tài)下對(duì)漏電流的校準(zhǔn)方法各不相同。其中，內(nèi)置電路圖2212表示中性電極在正常工作狀態(tài)下的高頻漏電流的連接方式;1212表示中性電極在手術(shù)電極對(duì)地隔離時(shí)的高頻漏電流的連接方式。

外置電路連接成功后，按“啟動(dòng)功率（RUN）”按鈕，開(kāi)始校準(zhǔn)，按START（開(kāi)始），進(jìn)入漏電流校準(zhǔn)界面，設(shè)置被校高頻電刀的輸出功率為其最大功率，高頻電刀輸出功率，檢測(cè)漏電流數(shù)值，等到結(jié)果穩(wěn)定后記錄。此時(shí)Uni-therm（內(nèi)置IEC標(biāo)準(zhǔn)）會(huì)判斷出高頻漏電流是否符合要求。

2.2 輸出功率設(shè)定值誤差的校準(zhǔn)

根據(jù)高頻電刀分析儀內(nèi)置校準(zhǔn)連接電路圖連接外置電路。校準(zhǔn)時(shí)，需要將LOAD設(shè)置為被校電刀的額定負(fù)載，START DELAY（啟動(dòng)延時(shí)）按默認(rèn)值200ms設(shè)置，根據(jù)檢測(cè)需要，設(shè)置TEST TIME（測(cè)試時(shí)間），D/CYCEL（占空比）需要<50%，即ON TIME（啟動(dòng)時(shí)間）≤OFF TIME（休眠時(shí)間），如圖3所示，可以設(shè)置為25%。被校高頻電刀的功率測(cè)量值要求在額定輸出功率10%～100%內(nèi)均勻選取5個(gè)點(diǎn)，使高頻電刀輸出，各測(cè)量3次，取平均值，計(jì)算各輸出功率設(shè)定值的誤差。

2.3 最大輸出功率的校準(zhǔn)

根據(jù)高頻電刀分析儀內(nèi)置校準(zhǔn)連接電路圖連接外置電路。校準(zhǔn)時(shí)，需要將START DELAY（啟動(dòng)延時(shí)）默認(rèn)為200ms，按照開(kāi)始負(fù)載的設(shè)置要求設(shè)置START LOAD（起始負(fù)載），按照終止負(fù)載的要求設(shè)置END LOAD（終止負(fù)載），根據(jù)要求TEST POINT（測(cè)試阻抗點(diǎn)）設(shè)置，為被校高頻電刀額定負(fù)載的0.5～2倍內(nèi)，步進(jìn)值不大于50Ω。D/CYCEL（占空比）、ON TIME（啟動(dòng)時(shí)間）、OFF TIME（休眠時(shí)間）的設(shè)置與之前要求相同。啟動(dòng)功率校準(zhǔn)后，進(jìn)入功率校準(zhǔn)界面，校準(zhǔn)結(jié)束后記錄數(shù)據(jù)，選擇功率值最大點(diǎn)，如圖4所示。

3 高頻電刀參數(shù)的不確定度評(píng)定

3.1 輸出功率示值誤差校準(zhǔn)結(jié)果不確定度評(píng)定

3.1.1 概述

在規(guī)定的環(huán)境條件下用比較法測(cè)量。連接被校高頻電刀與高頻電刀質(zhì)量檢測(cè)儀，設(shè)置檢測(cè)儀的負(fù)載來(lái)測(cè)量高頻電刀功率的輸出值。根據(jù)高頻電刀質(zhì)量檢測(cè)儀和被校高頻電刀的讀數(shù)，通過(guò)計(jì)算，即可得到被校高頻電刀輸出功率的示值誤差。

3.1.2 數(shù)學(xué)模型

δp=P0-P （1）

式中，δp為輸出功率絕對(duì)誤差，W;P0為被校儀器輸出功率設(shè)定值，W;P為輸出功率測(cè)量值，W。靈敏系數(shù)，。

3.1.3 高頻電刀輸出功率示值誤差的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

（1）測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u（P）1。選一臺(tái)穩(wěn)定性好的高頻電刀作為被校準(zhǔn)對(duì)象，在輸出功率為100W處連續(xù)測(cè)量10次，測(cè)量結(jié)果：101W，99W，97W，98W，100W，97W，102W，98W，96W，99W。P平均=98.7W。由貝塞爾公式得：

，。

（2）高頻電刀質(zhì)量分析儀示值分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u（P）2。u（P）2=0.29δ=0.29W。

（3）高頻電刀質(zhì)量檢測(cè)儀引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u（P0）。u（P0）=P平均urel（P0）/k=0.74W。

3.1.4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

。

3.1.5 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

。

3.1.6 相對(duì)擴(kuò)展不確定度

包含因子k取2，urel=urel（δp）k=1.4%×2=3%。

3.1.7 報(bào)告

高頻電刀輸出功率示值誤差的校準(zhǔn)結(jié)果不確定度：urel=3%，k=2。

3.2 高頻漏電流校準(zhǔn)結(jié)果不確定度評(píng)定

3.2.1 概述

在規(guī)定的環(huán)境條件下用比較法測(cè)量。連接被校高頻電刀與高頻電刀質(zhì)量檢測(cè)儀，檢測(cè)高頻電刀的高頻漏電流。

3.2.2 數(shù)學(xué)模型

測(cè)量的數(shù)學(xué)模型：I=I'，其中，I為高頻電刀的高頻漏電流值，mA;I'為高頻電刀質(zhì)量檢測(cè)儀的電流值，mA。靈敏系數(shù)。

3.2.3 高頻電刀高頻漏電流的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

（1）測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u（I'）1。選一臺(tái)穩(wěn)定性好的高頻電刀作為被校準(zhǔn)對(duì)象，測(cè)量中性電極在正常工作狀態(tài)下的10次高頻漏電流，測(cè)量結(jié)果：37mA，36mA，36mA，37mA，38mA，37mA，36mA，38mA，37mA，37mA。由貝塞爾公式得，，。

（2）高頻電刀質(zhì)量檢測(cè)儀引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u（I'）2。由檢測(cè)證書(shū)可查，urel（I'）=1%，k=2。則由高頻電刀質(zhì)量檢測(cè)儀引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量：u（I'）2=

×urel（I'）/k=0.18mA。

3.2.4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

。

3.2.5 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度

。

3.2.6 相對(duì)擴(kuò)展不確定度

包含因子k取2，urel=urel（I）×k=3%。

3.2.7 報(bào)告

高頻電刀高頻漏電流的校準(zhǔn)結(jié)果不確定度：urel=3%，k=2。

4 結(jié)束語(yǔ)

高頻電刀是一種對(duì)安全操作要求極高的醫(yī)療設(shè)備，本身必須具有十分完善和可靠的安全保障體系，這也是保證患者和工作人員安全最基本的條件。因此，高頻電刀在出廠前應(yīng)逐臺(tái)逐項(xiàng)甚至多次重復(fù)進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)試和檢查。在使用過(guò)程中也需要做好每年一次的計(jì)量周期檢測(cè)，確保計(jì)量性能的準(zhǔn)確穩(wěn)定。同時(shí)，日常維修后的檢測(cè)工作也不能忽視。

參考文獻(xiàn)

[1]齊建平. 解析高頻電刀[J]. 醫(yī)療設(shè)備信息，2006，21（10）：98-99.

作者簡(jiǎn)介

時(shí)明（1983—），女，遼寧大連人，本科，高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)獒t(yī)學(xué)計(jì)量。