【骨科-微创-课件】等离子消融术原理

等离子体髓核成形术

基本原理

JCIndustrial&Commercial,LLCDec.2003等离子体髓核成形术

基本原理

JCIndustrCoblation

1.

背景介绍

美国杰西实业有限公司Coblation

Nucleoplasty™一种全新的微创经皮椎间盘减压术；适应症：患有间盘源性下腰痛，但纤维环完好的病人；用等离子刀头在髓核中打出多个通道的方法来消融掉一部分组织；在打孔的同时对组织进行热凝。Nucleoplasty™一种全新的微创经皮椎间盘减压术；Nucleoplasty™特点核心技术：ArthroCare公司独家专利—低温等离子消融术（Coblation）该技术目前已成功应用于：脊柱外科、关节镜手术、耳鼻喉科、整形外科、普通外科以及神经外科等领域。脊柱外科和骨科：超过200万例手术。1999年获

FDA许可应用于脊柱外科。Nucleoplasty™特点核心技术：ArthroCareCoblation

2.

系统构成

美国杰西实业有限公司Coblation

Coblation

等离子体手术系统

主机

刀头+电缆

脚控踏板Coblation

等离子体手术系统

Coblation

3.

基本原理

美国杰西实业有限公司Coblation

原理

独特的专利技术—CoblationCoblation®

Control(orCool)+Ablation原理独特的专利技术—CoblationCoblatioCoblation

ArthroCare公司在美国著名的伯克利实验室协助下，经过3年多努力，成功研究出低温等离子消融术，并获得FDA认证。Coblation

ArthroCare原理独特的专利技术—Coblation名称来源于：

Cold（orControl）+Ablation[冷（或可控）+消融]

→Co

+

blation

→

Coblation原理独特的专利技术—Coblation名称来源于：C低温等离子体技术

低温等离子消融术的核心低温等离子体技术低温等离子消融术的核心100kHz射频（RF）电场是产生低温等离子体的基础射频：也称为“无线电频率”，是一个频率较高的电磁波频段，该频段的电磁场可以不依赖导体而直接在大气或真空中传播，所以主要应用于无线电广播、通讯，后来被用于医疗。

100kHz射频（RF）电场射频（RF:Radio-Frequency）

“射频”的频谱范围很宽；所有的“射频”并不相同:它们的特性随频率和电压(能量输出)改变。射频（RF:Radio-Frequency）“射频”的频等离子态是除气态、液态和固态以外，物质的第四种存在方式。

等离子态定义：含有大量自由带电粒子，具有较大的电导率，而且运动状态主要受电磁力支配的物质状态。什么是等离子体（Plasma）？等离子态是除气态、液态和固态以外，物质的第四种存在方式。

什该状态是宇宙中物质存在的主要形式。例如：太阳和大部分恒星均为高温等离子态。高温等离子态加热→粒子获得动能→电子摆脱原子核的束缚，物体转为高温等离子态。该状态是宇宙中物质存在的主要形式。例如：太阳和大部分恒星均为人工等离子体：对气体或液体施加强射频电场可将其变成低温等离子态，如：日光灯管、霓红灯以及等离子彩电等。Coblation低温等离子消融技术应用的就是低温等离子技术。

低温等离子态人工等离子体：对气体或液体施加强射频电场可将其变成低温等离子通过100KHz的强射频电场：1.使电解液变为低温等离子态，在电极前形成厚度为100微米的等离子体薄层。2.强大的电场还使等离子体薄层中的自由带电粒子获得足够动能，打断分子键，使靶组织细胞以分子为单位解体，在低温下形成切割和消融效果。

Coblation®

消融与切割的原理通过100KHz的强射频电场：Coblation®Coblation®

-消融与切割的原理Coblation®Coblation®

-消融与切割的原理Coblation®Coblation的生成物

经等离子体作用，组织被分解：简单的分子或原子低分子量气体（氧气、氮气、氢气以及二氧化碳）Coblation的生成物经等离子体作用，组织被分解

当射频电场的能量作用于组织（包括血液）时，组织的阻抗会导致热效应，从而产生组织皱缩和止血作用。

Coblation®-皱缩与止血原理Coblation®皱缩功能

优点：与以往通过高温使组织坏死的热皱缩技术不同，等离子刀可以将温度精确控制在60-70℃，既确保使胶原蛋白分子螺旋结构皱缩，又保持了细胞的活力。皱缩功能

优点：与以往通过高温使组织坏死的热皱缩技术不中心体温区低温消融区胶原紧缩区凝固变性区细胞液汽化蒸发区组织热切割区组织汽化区35426070100450600

℃vaporizationthermalcuttingpyrolysiscoagulation／denaturizationcollagenshrinkage

<

Coblation温度范围

>组织的温度反应中心体温区低温消融区胶原紧缩区凝固变性区细胞液汽化蒸发区组织热穿透试验试验结论：热穿透1mm热穿透试验试验结论：热穿透1mmPercD与PercDL脊柱刀头工作电极回路电极绝缘体热凝和低温消融 外形精巧(直径1mm)

双极结构

刀头前端呈“S”形PercD刀头使用17号

穿刺针PercD与PercDL脊柱刀头椎间盘髓核整型术原理

等离子刀头可消融部分椎間盘髓核组织，并利用热凝功能将刀头附近的髓核加温至70oC，使其体积缩小，以达到治疗目的。椎间盘髓核整型术原理等离子体髓核成形术

NucleoPlasty等离子体髓核成形术

NucleoPlasty低温等离子消融试验单次消融：

组织被消融

热损伤轻微

纤维环完好刀头入路低温等离子消融试验单次消融：刀头入路低温等离子体消融术

与微波、射频的区别

Coblation：射频电场→等离子体→低温分解→实时消融 （100KHz) （53℃）

实时消融、切割、止血，治疗区域精确可控； 工作温度：40-70℃。微波、射频：微波、射频→加热组织→组织变性→逐渐吸收 (>200KHz) （约100℃）

无切割功能，>100℃，需凭经验确定治疗区域。低温等离子体消融术

与微波、射频的区别

CoCoblation与电刀比较Coblation

电刀.激发出等离子体薄层电弧打断分子键

细胞液蒸发40-70℃

300-600℃可在生理盐水中工作不可双极

单极坏死带0.1-0.2毫米热损伤3-5毫米无炭化炭化频率100KHz500-9000KHz电压125-300V

500-900VCoblation与电刀比较Coblation 电刀

与等离子体消融术

In-VivorabbitmodelsimulatingPosteriorLumbarInterbodyFusion(PLIF)exposure

等离子体消融术电刀电刀与等离子体消融术In-Vivorabbit损伤深度：激光

vs.

等离子体消融术

激光

等离子体消融术Trauneretal.CORR1995损伤深度：激光vs.等离子体消融术 Coblation

与

激光比较

Coblation

激光切割

.组织分解

细胞蒸发

40-70ºC300-600ºC

热损伤小热损伤较大轻微疼痛 轻微疼痛价格适中价格昂贵Coblation与激光比较Coblation 主要概念回顾Coblation–低温（或受控）等离子消融术；同一台主机具有两种功能：组织消融热凝通过调整电压实现不同的效能；在消融和热凝时，温度始终在40-70℃之间；通过在分子水平上的分解作用在52℃左右消融组织；通过组织的传导热进行热凝。主要概念回顾Coblation–低温（或受控）等离子消融ThankyouThankyou等离子体髓核成形术

基本原理

JCIndustrial&Commercial,LLCDec.2003等离子体髓核成形术

基本原理

JCIndustrCoblation

1.

背景介绍

美国杰西实业有限公司Coblation

Nucleoplasty™一种全新的微创经皮椎间盘减压术；适应症：患有间盘源性下腰痛，但纤维环完好的病人；用等离子刀头在髓核中打出多个通道的方法来消融掉一部分组织；在打孔的同时对组织进行热凝。Nucleoplasty™一种全新的微创经皮椎间盘减压术；Nucleoplasty™特点核心技术：ArthroCare公司独家专利—低温等离子消融术（Coblation）该技术目前已成功应用于：脊柱外科、关节镜手术、耳鼻喉科、整形外科、普通外科以及神经外科等领域。脊柱外科和骨科：超过200万例手术。1999年获

FDA许可应用于脊柱外科。Nucleoplasty™特点核心技术：ArthroCareCoblation

2.

系统构成

美国杰西实业有限公司Coblation

Coblation

等离子体手术系统

主机

刀头+电缆

脚控踏板Coblation

等离子体手术系统

Coblation

3.

基本原理

美国杰西实业有限公司Coblation

原理

独特的专利技术—CoblationCoblation®

Control(orCool)+Ablation原理独特的专利技术—CoblationCoblatioCoblation

ArthroCare公司在美国著名的伯克利实验室协助下，经过3年多努力，成功研究出低温等离子消融术，并获得FDA认证。Coblation

ArthroCare原理独特的专利技术—Coblation名称来源于：

Cold（orControl）+Ablation[冷（或可控）+消融]

→Co

+

blation

→

Coblation原理独特的专利技术—Coblation名称来源于：C低温等离子体技术

低温等离子消融术的核心低温等离子体技术低温等离子消融术的核心100kHz射频（RF）电场是产生低温等离子体的基础射频：也称为“无线电频率”，是一个频率较高的电磁波频段，该频段的电磁场可以不依赖导体而直接在大气或真空中传播，所以主要应用于无线电广播、通讯，后来被用于医疗。

100kHz射频（RF）电场射频（RF:Radio-Frequency）

“射频”的频谱范围很宽；所有的“射频”并不相同:它们的特性随频率和电压(能量输出)改变。射频（RF:Radio-Frequency）“射频”的频等离子态是除气态、液态和固态以外，物质的第四种存在方式。

等离子态定义：含有大量自由带电粒子，具有较大的电导率，而且运动状态主要受电磁力支配的物质状态。什么是等离子体（Plasma）？等离子态是除气态、液态和固态以外，物质的第四种存在方式。

什该状态是宇宙中物质存在的主要形式。例如：太阳和大部分恒星均为高温等离子态。高温等离子态加热→粒子获得动能→电子摆脱原子核的束缚，物体转为高温等离子态。该状态是宇宙中物质存在的主要形式。例如：太阳和大部分恒星均为人工等离子体：对气体或液体施加强射频电场可将其变成低温等离子态，如：日光灯管、霓红灯以及等离子彩电等。Coblation低温等离子消融技术应用的就是低温等离子技术。

低温等离子态人工等离子体：对气体或液体施加强射频电场可将其变成低温等离子通过100KHz的强射频电场：1.使电解液变为低温等离子态，在电极前形成厚度为100微米的等离子体薄层。2.强大的电场还使等离子体薄层中的自由带电粒子获得足够动能，打断分子键，使靶组织细胞以分子为单位解体，在低温下形成切割和消融效果。

Coblation®

消融与切割的原理通过100KHz的强射频电场：Coblation®Coblation®

-消融与切割的原理Coblation®Coblation®

-消融与切割的原理Coblation®Coblation的生成物

经等离子体作用，组织被分解：简单的分子或原子低分子量气体（氧气、氮气、氢气以及二氧化碳）Coblation的生成物经等离子体作用，组织被分解

当射频电场的能量作用于组织（包括血液）时，组织的阻抗会导致热效应，从而产生组织皱缩和止血作用。

Coblation®-皱缩与止血原理Coblation®皱缩功能

优点：与以往通过高温使组织坏死的热皱缩技术不同，等离子刀可以将温度精确控制在60-70℃，既确保使胶原蛋白分子螺旋结构皱缩，又保持了细胞的活力。皱缩功能

优点：与以往通过高温使组织坏死的热皱缩技术不中心体温区低温消融区胶原紧缩区凝固变性区细胞液汽化蒸发区组织热切割区组织汽化区35426070100450600

℃vaporizationthermalcuttingpyrolysiscoagulation／denaturizationcollagenshrinkage

<

Coblation温度范围

>组织的温度反应中心体温区低温消融区胶原紧缩区凝固变性区细胞液汽化蒸发区组织热穿透试验试验结论：热穿透1mm热穿透试验试验结论：热穿透1mmPercD与PercDL脊柱刀头工作电极回路电极绝缘体热凝和低温消融 外形精巧(直径1mm)

双极结构

刀头前端呈“S”形PercD刀头使用17号

穿刺针PercD与PercDL脊柱刀头椎间盘髓核整型术原理

等离子刀头可消融部分椎間盘髓核组织，并利用热凝功能将刀头附近的髓核加温至70oC，使其体积缩小，以达到治疗目的。椎间盘髓核整型术原理等离子体髓核成形术

NucleoPlasty等离子体髓核成形术

NucleoPlasty低温等离子消融试验单次消融：

组织被消融

热损伤轻微

纤维环完好刀头入路低温等离子消融试验单次消融：刀头入路低温等离子体消融术

与微波、射频的区别

Coblation：射频电场→等离子体→低温分解→实时消融 （100KHz) （53℃）

实时消融、切割、止血，治疗区域精确可控； 工作温度：40-70℃。微波、射频：微波、射频→加热组织→组织变性→逐渐吸收 (>200KHz) （约100℃）

无切割功能，>100℃，需凭经验确定治疗区域。低温等离子体消融术

与微波、射频的区别

CoCoblation与电刀比较Coblation

电刀.激发出等离子体薄层电弧打断分子键

细胞液蒸发40-70℃