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1、等离子体髓核成形术等离子体髓核成形术等离子体髓核成形术等离子体髓核成形术基基 本本 原原 理理JC Industrial & Commercial, LLC Dec. 2003Coblation 1. 背景介绍背景介绍 美国杰西实业有限公司美国杰西实业有限公司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特点特点核心技术：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
2、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。Coblation 2. 系统构成系统构成 美国杰西实业有限公司美国杰西实业有限公司Coblation等离子体手术系统等离子体手术系统 主主 机机 刀头刀头 + + 电缆电缆 脚脚 控控 踏踏 板板Coblation 3. 基基 本本 原原 理理 美国杰西实业有限公司美国杰西实业有限公司原理原理 独特的专利技术独特的专利技术CoblationCoblation Control (or Cool) + AblationCoblation ArthroCare公
3、司在美国著名的伯克利实验室公司在美国著名的伯克利实验室协助下，经过协助下，经过3年多努力，成功研究出低温等离子年多努力，成功研究出低温等离子消融术，并获得消融术，并获得FDA认证。认证。原原 理理独特的专利技术独特的专利技术Coblation名称来源于：名称来源于： Cold（or Control）+ Ablation 冷冷 （或可控）（或可控） + 消融消融 Co + blation Coblation低温等离子体技术低温等离子体技术 低温等离子消融术的核心100kHz射频（RF）电场电场是产生低温等离子体的基础 射频：射频：也称为也称为“无线电频率无线电频率”，是一个频率较高的电磁波频段，
4、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，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。所以主要应用于无线电广播、通讯，后来被用于医疗。 射频（RF: Radio-Frequency） n“射频射频”的频谱范围很宽；的频谱范围很宽；n 所有的所有的“射频射频”并不相同并不相同: 它们的特它们的特性随性随频率频率 和和 电压电压 ( 能量输出能量输出 ) 改变。改变。等离子态是除气态、液态和固态等离子态是除气态、液态和固态以外，物质的第四种存在方式。以外，物质的第四种存在方式。等离子态定义：等离子态定
5、义：含有大量自由带含有大量自由带电粒子，具有较大的电导率，而电粒子，具有较大的电导率，而且运动状态主要受电磁力支配的且运动状态主要受电磁力支配的物质状态。物质状态。什么是等离子体（什么是等离子体（Plasma）？）？该状态是宇宙中物质存在的主要该状态是宇宙中物质存在的主要形式。例如：太阳和大部分恒星形式。例如：太阳和大部分恒星均为高温等离子态。均为高温等离子态。高温等离子态高温等离子态加热加热 粒子获得粒子获得动能动能 电子摆脱电子摆脱原子核的束缚，物原子核的束缚，物体转为高温等离子体转为高温等离子态。态。人工等离子体：对气体或液体施加强射人工等离子体：对气体或液体施加强射频电场可将其变成低温
6、等离子态，如：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。日光灯管、霓红灯以及等离子彩电等。Coblation Coblation 低温等离子消融技术应用的低温等离子消融技术应用的就是低温等离子技术。就是低温等离子技术。低温等离子态通过通过100100KHzKHz的强射频电场：的强射频电场：1. 1. 使电解液变为使电解液变为低温等离子态低温等离子态，在电极前形成厚度，在电极前形成厚度为为100100微米的等离子体薄层。微米的等离子体薄层。2. 2. 强大的电场还使等离子体薄层中的强大的电场还使等离子体薄层中的自由带电粒子自由带电粒子获得足够动能，打断分子键，使靶组织细
7、胞以分获得足够动能，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。子为单位解体，在低温下形成切割和消融效果。 Coblation 消融消融 与 切割的原理切割的原理CoblationCoblation -消融消融与与与与切割的原理切割的原理CoblationCoblation -消融消融与与与与切割的原理切割的原理Coblation 的生成物 经等离子体作用，组织被分解：经等离子体作用，组织被分解：经等离子体作用，组织被分解：经等离子体作用，组织被分解：n n简单的简单的简单的简单的分子分子分子分子或原子或原子或原子或原子n n低分子量气体（氧气、氮气、低分子量气体（氧
8、气、氮气、低分子量气体（氧气、氮气、低分子量气体（氧气、氮气、氢气以及二氧化碳）氢气以及二氧化碳）氢气以及二氧化碳）氢气以及二氧化碳） 当射频电场的能量作用于组织（包括血液）时，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，从而产生组织组织的阻抗会导致热效应，从而产生组织皱缩皱缩和和止止血血作用。作用。 Coblation- 皱缩与止血原理皱缩与止血原理皱缩功能优点 ：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。中中心心体体温温区区低低温温消消融融区区胶胶原原紧紧缩缩区区凝凝固固
9、变变性性区区细细胞胞液液汽汽化化蒸蒸发发区区组组织织热热切切割割区区组组织织汽汽化化区区35426070100450600 vaporizationthermalcuttingpyrolysiscoagulationdenaturizationcollagenshrinkage 组织的温度反应组织的温度反应热穿透试验热穿透试验试验结论：热穿透试验结论：热穿透试验结论：热穿透试验结论：热穿透1 1 1 1mmmmmmmmPercD 与与 PercDL脊柱刀头脊柱刀头 工作电极工作电极 回路电极回路电极 绝缘体绝缘体热凝 和 低温消融外形精巧外形精巧 (直径直径1 mm)双极结构双极结构刀头前端呈
10、刀头前端呈“S ”形形 PercD刀头使用刀头使用17号号 穿刺针穿刺针椎椎间盘间盘髓核整型髓核整型术术原 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。等离子体髓核成形术等离子体髓核成形术NucleoPlasty低温等离子消融试验低温等离子消融试验单次消融：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体消融术与 微 波 、射 频 的 区 别Coblation：射频电场射频电场 等离子体等离子体 低温分解低温分解 实时消融实时消融（100 100 KHz)KHz) （ 53 53 ） 实时消融、切割、止
11、血，治疗区域精确可控；实时消融、切割、止血，治疗区域精确可控； 工作温度：工作温度：40-7040-70。微波、射频：微波、射频： 微波、射频微波、射频 加热组织加热组织 组织变性组织变性 逐渐吸收逐渐吸收 ( 200 ( 200 KHz )KHz ) （ 约约100 100 ） 无切割功能，无切割功能，100100，需凭经验确定治疗区域。，需凭经验确定治疗区域。Coblation 与电刀比较CoblationCoblation 电电 刀刀 . . 激发出等离子体薄层激发出等离子体薄层 电弧电弧打断分子键打断分子键 细胞液蒸发细胞液蒸发40-40-7070 300-600 300-600 可在
12、生理盐水中工作可在生理盐水中工作 不可不可双极双极 单极单极坏死带坏死带0.1-0.20.1-0.2毫米毫米 热损伤热损伤3-53-5毫米毫米无炭化无炭化 炭化炭化频率频率100 100 KHz 500-9000 KHzKHz 500-9000 KHz电压电压125-300 125-300 V V 500-900 V500-900 V电刀电刀 与与 等离子体消融术等离子体消融术 In-Vivo rabbit model simulating Posterior Lumbar Interbody Fusion (PLIF) exposure 等离子体消融术等离子体消融术电刀电刀损伤深度：激光损伤深度：激光 vs. 等离子体消融术等离子体消融术 激光激光 等离子体消融术等离子体消融术Trauner et al. CORR 1995Coblation 与 激光比较 Coblation 激光切割 . 组织分解 细胞蒸发 40-70 C 300-600C 热损伤小 热损伤较大 轻微疼痛 轻微疼痛 价格适中 价格昂贵主要概念回顾主要概念回顾Coblation 低温（或受控）等离子消融术；同一台主机具有两种功能：n组织消融n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。Thank you
