bisturies eléctricos franco simini daniel geido jorge lobo marcelo david núcleo de ingeniería...

Bisturies eléctricos

Franco SiminiDaniel GeidoJorge Lobo

Marcelo David

núcleo de ingeniería biomédicafacultades de medicina e ingeniería

universidad de la república

2009

Electrobisturies• Objetivos de la clase:

– Entender el principio de funcionamiento de los electrobisturies

– Conocer valores típicos de sus parámetros

– Plantear proyecto de eb en base a bloques

– Mantenimiento y cifras de uso en Uruguay

electrobisturí

Dispositivo que transmite energía en forma controlada al tejido vivo con fines quirúrgicos.

Cortar, coagular, modificar piel, etc.

Diferente tejido, tamaño y profundidad

Corriente y cuerpo humano

• 50 Hz, lo peor• < 200 KHz interfiere con fisiología• > 500 KHz hay:

•Efecto Joule•Absorción EM

• > 3.5 MHz sólo EM

Se usan distintas f para diferentes efectos sobre las células

¿ se puede usar I a 50 Hz ?

- Quedaría limitado al corte ?- No afectaría nada ?- Se percibiría ?

recordar elementos de seguridad del paciente

Efecto térmico sobre tejido

1 Joule = 1 Watt . segundo

1 gramo de tejido tiene calor latente de 2.5 KJ

Si fuera agua tendría dimensiones de 1 cm3

Sea corte elemental 1 cm . 2 mm . 2 mm = 0.04 cm3

Se volatiliza en 1 segundo si recibe 100 W

¿Cómo se logra concentrar energía ?

1 mm2 de contacto

30 mm x 30 mm = 10 cm2 de

contacto

1000 W / cm2

1 W / cm2

se plantea un proyecto en base al principio de:

Un mismo circuito con impedancia concentrada, allí adonde se quiere concentrar la energía

electrobisturí(monopolar)

punta

Electrobisturí(monopolar)

placa *

paciente

* placa o electrodo “neutro” (que no lo es …)

llave

electrobisturí(bipolar)

puntas

Electrobisturí(monopolar)

placa

paciente

llave

Diferentes efectos

Max potencia: “evapora” o corta. Es una “onda totalmente filtrada”

y = sin tTípico:

350 KHz, 1000 Vpp (100 W sobre 10 Kohm)rara vez más de 300 W

Diferentes efectos

Potencia intermedia: “coagula” o “onda parcialmente filtrada”y = sin t con “duty cycle” de PWM

bajo

Típico:350 KHz, 1000 Vpp (8 W sobre 10 Kohm)

(coagular implica que “hierva”)

Diferentes efectos

Potencia baja: “corte combinado” o “onda completamente rectificada”

y = sin t con “duty cycle” intermedio

Típico:350 KHz, 1000 Vpp (10 W sobre 10 Kohm)

Diferentes efectos

Sin contacto: “desecación”y = sin t con “duty cycle” variable

Típico:350 KHz, 2500 Vpp (20 W sobre 100 Kohm)

Es un arco entre punta y piel, sin contacto

Mismo circuito

• Efecto de la corriente hasta 500 KHz(lo más común)

• Efecto de “radioemisión” > 3.5 MHz(tipo electrofisiología cardíaca para

ablación en cardiología)

electrobisturí(monopolar)

punta

Electrobisturí(monopolar)

placa

paciente

< 500 KHz

electrobisturí” radio emisión”

punta

Electrobisturí(monopolar)

placa aislada

“antena”

paciente

> 3.5 MHz

Peligros

1. Corriente de fuga por otro camino (por ejemplo equipo de ECG)

2. Reducción de la superficie de la placa

Foto tomada de Valley Lab

1. Descarga a tierra hacia un equipo de ECG conectado a tierra: ver quemadura con la forma del electrodo

=> La unidad del electrobisturí debe estar completamente aislada de tierra.

2. La placa se transforma en un “punto” de contacto en lugar de una serperficie

Por esto es importante tener placas adhesivas y cuidar que no se despeguen

electrobisturí (monopolar)

punta

Electrobisturí(monopolar)

placa

paciente

= quemadura

Se despega la placa y el

conductor toca el paciente

=> Para evitar que la Z de contacto con la

placa aumenteDispositivo de monitoreo de placaDebe haber dos placasCorta la potencia ni bien inicia a

despegarseEvita quemaduras(se llama REM “return electrode monitor)

Electrodos de retorno(chapas)

rem: 2 contactosno rem: 1 contacto

tomado de Valley Lab

electrobisturí

oscilador RF

modulador

unidad de control

circuito de salida

pedal, controles

“lápices”,

electrodos

fuente aislada *

monitor de Z

* muy aislada: 10 KV

realimenta t

Historia Cl. red

Parámetros de proyecto

Aislación de fuente > 10 KV

Vout entre 300 V y 3 KV (9 KV en corte)

F entre 250 KHz y 2.5 MHz (tb 3.5 MHz)

W entre 80 y 200 W (difícilmente más de 150 W)

Tipos de modulación - PWM

Vida media prevista 10 años

Mantenimiento nulo (excepto accesorios errores uso)

“Chapas” 70 cm2 en muslo (adhesivas descartables)

gráfica tomada de Valley Lab

Carácterística de la fuente de corriente del ebWatt

En Uruguay

Aprox 600 bisturies en uso80% son “mono chapa” (sin rem)accidentes son raros (chapa mal

colocada, exceso de potencia si no hay rem)

pocos de tipo bipolar (para dermatólogos)tres marcas fundamentalmente (5 K$ -

20K$)

referencias

Webster, J - "Medical Instrumentation. Application and design", 3ra ed, JW&S, 1998, Capítulo 13

Javier Macció “ELECTROBISTURI” en http://www.lumacnet.com/attach/bist.pdf

Fabricantes:

http://www.valleylab.com

http://www.erbe-med.com

http://www.minicomp.com.ar

www.nib.fmed.edu.uy