
在日常生活中等离子体其实无处不在,从微弱的蜡火到满天的星斗,都是高温的完全电离的等离子体,实际上宇宙中99.9%的物质都处在等离子体状态,而人类居住的地球,倒是例外的温度较低的星球。此外,极光、雷电也是人类能够观察到的自然界中的等离子体。许多物质通过人工方法也可以生成等离子体,比如向气体或液体施加电场(比加热的办法更加简便高效)便可以形成低温等离子体,如荧光灯、霓虹灯和等离子电视等。
· 等离子体的产生
在高温或强电场的作用下,原来呈中性的原子会被电离,生成一对可以自由运动的正、负离子,因为正、负离子总是成对出现,所以正离子和负离子的数量相等,这种物质状态也就被称为等离子体。等离子体态是物质的第4种存在方式。是由大量带电粒子组成的非束缚状态的宏观体系。由于物质被电离后,正、负离子之间的静电束缚已被打破,所以这时的正、负离子又称作粒子可自由运动,其具体运动状态完全由外界电磁场决定,这是等离子体与常见的固体、液体和气体的重要差别。
在电场的作用下,物质内部的不同电性的粒子会受到方向相反的电场力作用,当电场足够强时,正、负粒子就无法再集合在一起,最终成为可以自由运动的离子,物质也转化到等离子态。由于这种转化不需要高温就可以在常温下完成,所以成为低温等离子态。
01 Coblation-消融与切割的原理
Coblation低温等离子实时消融是使用较低频率(100KHz)的电场激发导电介质(如生理盐水)产生等离子体层,即由大量具有较大动能并可以自由运动的等离子组成的能量层,依靠等离子层积聚的动能直接打断分子键,使组成被分解成低分子量的O2、N2、H2以及CO2等气体从而实现切割、消融、止血和收缩等功效。
02 Coblation-皱缩与止血的原理
射频电场在刀头电极周围形成等离子体薄层,薄层中的离子打断组织中的有机分子键。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。
优点:与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°C,既确保胶原蛋白分子螺旋结构皱缩,又保持了细胞的活力。
03 Coblation 温度范围
手术温度始终在:40~70°C;切割温度:52~70°C;打孔温度:约52°C;而电刀、激光温度:300~600°C。
该技术的基础是使分子间发生分离,而且在将间质液和细胞液转成“等离子”,仅对组织释放非常少的热量。Coblation是一个双极系统,不需要接地线的极板。它通过低温消融过程中分子间的分离来取代标准电外科破坏性的热蒸发和分解。这一过程是通过在电极和组织间隙中的电解液进行的。
在通过胶原等结缔组织的收缩来去除肥大组织,同时Coblation方法还能够对邻近切除部位的小血管产生止血作用。止血作用是由越过等离子体与组织之间界限进入组织中的残余电流产生的。
04 Coblation 手术系统
使用专利双极射频技术。电场加速的等离子体分解组织,将肥大组织分子(蛋白)分解后呈基本分子和低分子量的气体。通过电解质形成离子薄气层——等离子体;在分子水平上分解为简单的碳水化合物和氧化物并脱落下来。
离子被电场加速后,将能量传给组织,低温下在组织表面打开分子键,分解组织,形成切割效果。与刀头接触的组织表面切割温度和止血温度在40~70°C。
*以上内容均摘录自《睡眠呼吸疾病诊疗技术》第24章节