Studium účinku plazmové tužky a jejího použití jako chirurgického nástroje

Bc. Jitka Kadlecová

Master's thesis

Study of plasma pencil as surgery tool

Abstract:

Ve své diplomové práci jsem shrnula výsledky svého zkoumání plazmové tužky coby chirurgického nástroje. Plazmová tužka je přístroj, jenž využívá jednopólový radiofrekvenční výboj v dielektrické trysce k řezání či ke koagulaci tkáně. Výboj byl buzen generátorem pracujícím na frekvenci 13,56 MHz. Tryska byla protékána pracovním plynem. Používala jsem argon nebo helium. Měřila jsem rychlost řezání různých druhů tkání, ohřev tkáně v okolí řezu a rotační teploty pracovního plynu při různě zvolených průtocích a dodávaných výkonech. Zjišťovala jsem, jaké dodávané výkony a jaké průtoky plynu jsou nejvhodnější pro řezání. Dále jsem se pokoušela zjistit, jaký vnitřní průměr v ústí trysky a jaký materiál je nejvhodnější zvolit pro její konstrukci. Z výsledků měření jsem došla k závěru, že pro použití plazmové tužky v chirurgii je nejvhodnější průtok argonu v rozsahu 0,50-1,25slpm a dodávaný výkon v rozsahu 90-125W. Při takto zvolených parametrech byla naměřena rychlost řezání tkáně přibližně 2-4cm^2/min. Jako vzorky tkání byly použity tyto druhy vepřového masa: Kýta, játra a srdce. Rychlost řezání se pro jednotlivé druhy masa lišila. Teplota okolní tkáně nepřesáhla pro jakkoliv zvolené hodnoty průtoku plynu a dodávaného výkonu 60 C ve vzdálenosti větší než 1mm od místa řezu. Při experimentech se jevila jako nejvhodnější tryska křemenná kapilára s vnitřním průměrem ústí 0,4mm.

Abstract:

Presented diploma thesis sums up results in the research of the possibility to use the plasma pencil as a surgical instrument. The plasma pencil is onepole radiofrequency discharge burning in dielectric nozzle used to cut or coagulation of a tissue. The discharge was driven by a generator operating at frequency 13.56MHz. A working gas helium or argon, was flowing through the nozzle. I measured the speed of cutting of various tissues, the heating of tissue surrounding the cut and rotational temperatures of the working gas for various flowrates and input powers. I tried to optimise the input power and the flowrate of the working gas to obtain the best cut. I also tried to determine the best material and the inner diameter of the nozzle orifice. The optimal flowrate of the argon as a working gas was in the range 0.5-1.25slpm and the input power about 90-125W. The cutting speed was about 2-4cm^2/min for optimal conditions. Various kinds of pork flesh was used as a tissue samples: ham, liver and heart. The speed of cutting varied for different flesh. The temperature of the tissue surrounding the cut beyond 1mm was lower than 60 C for every working gas flowrate and input power. The most suitable nozzle was silica glass capillary of an inner diameter 0.4mm.

Keywords

Plazmová tužka, koagulace, jednopólový, radiofrekvenční, plasma pen, coagulation, onepole, radiofrequency

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 5. 2007

Thesis defence

• Date of defence: 6. 6. 2007
• Supervisor: doc. Mgr. Pavel Slavíček, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Physics / Plasma Physics