Surgical Electrotechnology

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1 Surgical Electrotechnology
Gerhard, G. C. (1984). Surgical electrotechnology  Biomedical Engineering, IEEE Transactions on, (12), Chairman：Dr.Hung-Chi Yang Presenter:Ren-Yui Chen Adviser:Dr. Yi-Chun Du Date:2014/12/03 手術電工儀器 1

2 Outline Introduction Evolutionary Results Discussion&Conclusisions 2

3 Introduction (1/5) Electrosurgical Unit(ESU)-Evolution
Introduction ESU evolution from First documented Surgical Electrotechnology The Surgical Electrotechnology to treat an ulcer on the hand of a Paris musician 電燒刀演化過程 主要是介紹電燒刀從 的演化 第一次有記載的手術使用的手術電儀器 是利用ESU-來治療一位巴黎音樂家潰爛的手 3

4 Introduction (2/5) Electrosurgical Instrumentation origin
The real foundation for the application of electrical currents in surgical procedures by 手術儀器起源 真正應用電能在手術上的基本程序是由3世紀以後的德阿松瓦爾奠定。 在1891年在德阿松瓦爾發表他的報告中提到實驗觀察發現， 交流電在10khz以上通過人體時是不會有疼痛或造成肌肉神經的刺激， 雖然他並未注意到熱效應。1893年，德阿松瓦爾發現，在大電流以及適度的電壓下，能夠選擇單純刺激神經或者肌肉，並透過對動物實驗中發現， 高頻電流對動物的生理作用上是不會造成任何傷害，但低頻電流卻會將其殺死，而格爾‧私密特在1897年，證明早期高頻電流的熱效應對關節和循環系統疾病是有效的。 4 D'Arsonval 圖片來源：

5 Introduction (3/5) Early combination D'Arsonval (high current) 5
第一代游得阿松瓦爾設計的火花式放電電燒刀電路圖， 利用電壓差使中間產生類似像火花的 5 圖片來源：

6 Introduction (3/4) ESU circuit diagram of the second generation
of the third generation 在1908年第一個使用真空管產生連續的正弦波作為輸出並運用在組織切割上，在當時已算是良好的切割功能與一點點的止血效果， 到1912年由費城的外科醫生威廉·L·克拉克，克拉克醫生加入了火花式放電電路增加了高頻電流的輸出，此功率也造成組織呈現”乾燥凝結”， 克拉克開創了在美國更進一步的電外科手術器具，並利用此器具除去皮膚損傷以及切除乳腺癌和子宮頸癌。 。 Coagulation waveform spark gap generator Cutting waveform oscillator 6

7 Introduction (5/5) First Surgical Electrotechnology 7
1926年，哈維庫欣被普遍看作是未來電外科手術的倡導者，並在當時已利用電外科手術應用於惡性腫瘤切片，並與麻省總醫院合作設計，由Liebel-Flarsheim的技術作為基礎，生產出第一台由商業單位製造的電刀-威廉T.bovie刀，但事與願違，在隨後的幾十年ESU沒有顯著的改變，只有當固態電子電路取代了真空管和火花式放電的差距，雖然已經改進手術外科儀器的缺點，但在實際比較1930已經有電燒刀的雛形出現 7

8 Evolutionary(1/4) A simplified schematic diagram of a classic spark gap ESU 一個經典的火花放電 簡化原理圖esu如圖2，一個高頻正弦波形， 震幅調整至電源線頻率的兩倍，圖2(a)為一提供電弧做切割性能的圖，圖(b) 顯示用於火花隙激發共振電路在高達6千伏，峰值衰減的正弦波脈衝生成高峰 8

9 Block diagram of solid-state electrosurgical unit
Evolutionary(2/4) Block diagram of solid-state electrosurgical unit 圖3的典型固態ESU目前使用的。所示的輸出電路 設有分散電極連續性監測和LC輸出變壓器與有源 之間具有高通濾波器電極連接來抑制任何低頻成分 它可能引起神經肌肉刺激在病人。 9

10 Differential electrosurgical current fault monitor
Evolutionary(3/4) Differential electrosurgical current fault monitor 改良貼片電路 10

11 Evolutionary(4/4) ESU Protector 11 圖片來源：http://penny2984.pixnet.net/
電燒刀保護裝置 11 圖片來源：

12 Results(1/3) The first generation of ESU Replace traditional scalpel
A small amount of Coagulation 現代 手術儀器 微控制器 加入惰性氣體輔助 12

13 Results(2/3) The second generation of ESU Good cutting results
Join coagulation function 現代 手術儀器 微控制器 加入惰性氣體輔助 13 圖片來源：

14 Results(3/3) The third generation of ESU Join Blending function 14
現代 手術儀器 微控制器 加入惰性氣體輔助 14 圖片來源：

15 Discussion&Conclusisions(1/3)
This system is treated Some regarding the design of future instruments will be this sample (ESU, Argon Surgery, ultrasound knife ) 該系統被往後當作參考依據來作為往後的手術電工儀器發展 例如(新版電燒刀,氬氣刀,超聲刀) 15

16 Discussion&Conclusisions(2/3)
ESU sophistication and improvements Instrumentation will provide more effective control of power Enhanced patient safety ESU複雜性和改善相關 儀器將提供更有效的控制力量 和提高患者的安全性。 16 圖片來源：

17 Discussion&Conclusisions(3/3)
The Modern Electrotechnology Microprocessor control With gas jet assistance 現代 手術儀器 微控制器 加入惰性氣體輔助 17

18 Thanks for Your Attention