摘要:〔摘要〕目的檢測高頻電刀的輸出功率,比較不同測試方法的優、缺點,為質量監督提供技術支撐。方法運用Fluke高頻電刀質量分析儀、Tektronix示波器、Keysight示波器+Keysight電流探頭分別
〔摘要〕目的檢測高頻電刀的輸出功率,比較不同測試方法的優、缺點,為質量監督提供技術支撐。方法運用Fluke高頻電刀質量分析儀、Tektronix示波器、Keysight示波器+Keysight電流探頭分別測量高頻電刀的單極和雙極輸出功率并繪制功率負載曲線圖。結果在不同負載阻抗下,不同測試方法的測量結果不同,其中Fluke高頻電刀質量分析儀與Keysight示波器+Keysight電流探頭測量結果的一致性較高,而在某些負載阻抗下,Tektronix示波器+Keysight電流探頭的測量結果與其他兩種方法的測量結果差異較大。結論不同的測試方法對測量結果有一定的影響,相較于其他檢測,Fluke高頻電刀質量分析儀的測量結果最穩定,可為高頻電刀的驗收、質量控制及使用和維修等提供技術參考。
〔關鍵詞〕高頻電刀;輸出功率;測試方法;功率負載曲線
高頻電刀(高頻手術器)是一種取代機械手術刀進行組織切割的電外科設備,切割速度快、止血效果好、操作簡單、安全方便,適用于多種手術范圍。其工作原理是通過有效電極尖端產生的高頻高壓電流與機體接觸時對組織進行加熱,實現對機體組織的分離和凝固,從而達到切割和止血的目的[1]。以上工作原理決定了高頻電刀本身及其在手術使用過程中必須具備十分完善和可靠的安全保障體系,以確保患者和醫護人員的安全[2]。

1檢測工具及評價依據
1.1檢測工具
Fluke高頻電刀質量分析儀(QA-ESII型)、Tektronix示波器(DPO4032型)、Keysight示波器(DSO-X3012A型)和Keysight電流探頭(N2783B型)。
1.2評價依據
依據GB9706.4-2009《醫用電氣設備第2-2部分:高頻手術設備安全專用要求》[3]中條款50.2條進行評價。
2輸出功率的測試方法
輸出功率P=I2R,其中I為電流的有效值,R為輸出回路的負載阻抗。本試驗采用的是無感電阻,根據GB9706.4-2009條款50.2的要求,單極手術的電極阻值為100、200、300(額定負載)、500、1000、2000Ω,雙極手術的電極阻值為10、50、150(額定負載)、200、500、1000Ω。試驗中采用Tektronix示波器、Keysight示波器+Keysight電流探頭分別測量輸出回路的電流值,然后根據公式直接計算輸出功率值;直接在Fluke高頻電刀質量分析儀上選用負載阻抗后,讀出輸出功率值,無需計算。
2.1單極輸出功率精度的測試方法
準備好檢測設備,按照以下方式連接電路:(1)如圖1所示,連接高頻電刀的手術電極和負極板,其輸出回路串聯無感電阻,將Keysight電流探頭串聯于電路中并連接至示波器;(2)設定高頻電刀的輸出功率為全功率,改變無感電阻的值,啟動手術電極的手控開關,分別用Tektronix示波器、Keysight示波器測量不同負載電阻下,輸出回路中電流的有效值;(3)設定高頻電刀輸出功率為半功率,重復步驟(2),測量輸出回路中電流的有效值,根據電流的有效值,計算輸出回路的輸出功率[輸出功率的準確性應符合GB9706.4-2009中條款50.2的要求(±20%)];(4)如圖2所示,用Fluke高頻電刀質量分析儀分別連接手術電極和負極板的兩端,設定高頻電刀的輸出功率為全功率和半功率,改變無感電阻值,分別測量當輸出功率為全功率和半功率時,在不同負載下,輸出回路的輸出功率[輸出功率的準確性應符合GB9706.4-2009中條款50.2的要求(±20%)]。測量過程中,可用手術電極的手控開關或腳踏開關控制輸出,兩種控制輸出方式可交替進行,確保手控和腳控正常運行。
2.2雙極輸出功率精度的測試方法
雙極輸出功率的檢測連接圖與單極相似,只需將圖1和圖2中手術電極和負極板分別換成雙極手術電極的一端和雙極手術電極的另一端,測試方法重復2.1的試驗。
3高頻功率的負載曲線
由高頻電刀的使用說明書可知,單極純切全功率為300W,半功率為150W,額定負載為300Ω;雙極凝全功率為80W,半功率為40W,額定負載為150Ω。Fluke高頻電刀質量分析儀、Tektronix示波器+Keysight電流探頭、Keysight示波器+Keysight電流探頭檢測的測量結果見表1~6,由表可以分別計算出不同測試方法的測量結果與圖示值之間的誤差,見圖3,由圖可知,在不同負載阻抗下,不同測試方法的測量結果不同,其中Fluke高頻電刀質量分析儀與Keysight示波器+Keysight電流探頭測量結果的一致性較高,而在某些負載阻抗下,Tektronix示波器+Keysight電流探頭的測量結果與其他兩種方法的測量結果差異較大。
4討論
4.1檢測環境
我們通常是在常溫、常濕無干擾的條件下對高頻手術設備進行檢測,檢測環境(溫濕度、振動干擾、電磁干擾等)對測量結果的準確性有一定的影響。在試驗條件保持恒定的情況下,當采用測量電流法計算高頻手術設備的輸出功率時,由于無感電阻本身受環境溫度的影響較大,因此在進行試驗時,應保證環境溫度為15~35°C,相對濕度率值≤80%,大氣壓力為86~106kPa,電源電壓為(220±22)V、頻率為(50±1)Hz,無機械振動及電磁干擾,同時保證無感電阻本身溫度恒定。
4.2檢測范圍
本試驗驗證了有效的測試方法,以確保高頻手術設備輸出功率的可靠性和有效性。在國外,類似的檢測工作早已廣泛開展,國內醫療機構和醫院也已日益重視醫療設備的安全和臨床應用風險,并逐步開展了相關在用醫療設備的檢測工作。
綜上所述,Fluke高頻電刀質量分析儀與Keysight示波器+Keysight電流探頭測量結果的一致性較高,且前者的測量結果最穩定,可以作為一種有效、可靠的檢測手段。需要注意的是,我們應關注高頻電刀質量分析儀的工作溫度,及時調整線性關系的基準點,保證電阻和輸出功率的一致性,并做好質量控制和質量保證工作,以便充分發揮設備的優勢和作用。
[參考文獻]
[1]周丹.急救醫學裝備工程導論[M].北京:人民軍醫出版社,2006:155-158.
[2]羊月祺,許萬春,錢英.高頻電刀電氣安全與質量控制探討[J].醫療衛生裝備,2009,30(9):114-115,117.
[3]質量監督檢驗檢疫總局,標準化管理委員會.GB9706.4-2009醫用電氣設備第2-2部分:高頻手術設備安全專用要求[S/OL].(2009-05-06)[2010-03-01].
何敏,曾俏,劉漢偉,吳靜標