生物组织双极电凝电源研制及其实验研究

摘要

双极电外科手术作为现代外科的手术方法之一,具有止血速度快、效率高、热损伤小等特点,广泛运用于微创手术和开式手术中。目前,国外对双极电凝机理方面的研究比较深入,所研制的先进双极电凝系统已能实现直径7mm血管的闭合和2.0-3.5mm的热损伤。然而我国的双极电凝系统研究才刚刚起步,组织凝结后的热损伤普遍在4-10mm,对电凝机理方面的研究也鲜见报道,与国外相比存在较大差距。鉴于目前我国电外科的广泛需求,双极电外科技术的发展趋势以及商用电源系统的技术保密,开展对双极电凝电源系统以及双极电凝机理和规律的研究具有十分重要的意义。
　　为此,本文首先对双极电凝的机理进行了分析,着重分析影响双极电凝的几个关键因素——集肤效应、细胞的温度特性和生物组织的温度阻抗特性,在双极电凝过程中对生物组织产生的影响。分析认为集肤效应影响电凝时组织凝结的顺序,细胞的温度特性决定了电凝的最佳温度;生物组织的温度阻抗特性决定了生物组织在电凝时阻抗随温度变化的特点。通过对生物组织双极电凝机理的分析,确定了本电源设计的基本参数和方案。
　　基于对双极电凝机理的分析所确定的基本参数和系统方案,完成了硬件电路及其控制系统的设计。在主电路设计中采用了串联谐振电路和RCD缓冲电路以减小开关管的开通和关断损耗。在系统控制上,完成了电流和功率控制系统的设计以及模式选择和参数调节系统的设计。
　　最后,应用研制的电源系统首先进行了猪肌肉组织的热损伤实验,并根据肌肉组织双极电凝过程中两极间电压变化特点,将电凝过程进行分区,根据过渡区的特点对电源的输出控制进行了改进。然后进行了兔主动脉血管的双极电凝实验,总结了电压和频率的变化对生物组织电凝过程的影响特点。并通过和国内某型号电源的对比,分析了低压连续输出和高压间歇输出对电凝结果的影响。
　　实验验证了所研制电源的可行性,总结了生物组织(尤其是血管组织)在电压和频率参数影响下的特点。为进一步的双极电外科电源和装置的改进提供了基本的实验数据。

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第1章 绪论

1.1 课题来源及研究的目的和意义

1.2 双极电凝电源研究现状分析

1.3 本文研究内容

第2章 双极电凝机理分析及电源系统方案设计

2.1 引言

2.2 双极电凝机理分析

2.3 基于双极电凝机理的电源参数确定

2.4 双极电凝电源系统设计

2.5 本章小结

第3章 生物组织双极电凝电源设计

3.1 引言

3.2 主电路设计

3.3 控制系统设计

3.4 辅助电路设计

3.5 电源整体调试

3.6 本章小结

第4章 生物组织双极电凝实验研究

4.1 引言

4.2 实验方案设计

4.3 高频下生物组织的阻抗特性

4.4 猪肌肉组织电凝实验

4.5 基于电凝过程极间电压变化的控制策略研究

4.6 兔血管组织电凝实验

4.7 影响实验结果的其他因素分析

4.8 本章小结

结论

参考文献

附录

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致谢