上海医疗器械博览会Medtec详解医用等离子手术系统
2024-08-11
医用等离子手术系统起源与原理
在医疗技术的飞速发展中，一种名为等离子手术系统的创新技术正逐渐崭露头角，为手术领域带来了革命性的变革。等离子手术系统凭借其独特的低温切割与消融效果，不仅显著提高了手术效率，更为患者带来了更加安全、舒适的治疗体验。上海医疗器械博览会Medtec转载本文将带您深入了解等离子手术系统的原理、特点以及它在医疗领域中的广泛应用，一同领略这一科技前沿的魅力。
01 等离子刀的发展历程
传统电刀
1926年
美国人 Harvey Cushing 使用 William Bovie 制造的电刀进行了世界上第一台电外科手术，并以此正式宣告电外科时代的到来。
进入21世纪
随着医疗技术的飞速发展，等离子射频治疗技术应运而生，并很快被应用于临床实践中。在这一技术浪潮中，低温双极射频消融治疗系统，也就是我们通常所说的低温等离子刀，凭借其独特的优势，迅速成为国际医疗领域的新星。
等离子刀的问世
其灵感来源于激光诱导产生等离子体对透明组织进行切割消融的原理。与传统的连续电压射频技术不同，等离子刀采用了脉冲射频技术。当绝缘的刀头与组织接触时，射频电场会促使组织中的电解质液汽化分解，在刀头尖端形成一层薄薄的等离子体蒸汽层。这层蒸汽层中包含自由电子、离子、中性化学基团和其他中性物质，它们在电场的作用下被加速，进而引起组织细胞的分子键断裂，促使细胞解体，从而达到切割和消融的治疗效果。
02 等离子刀基础原理
等离子电极
等离子治疗技术的基础原理，首先在于它使用100kHz的超低频率稳定电场，将电解液如NaCl激发为厚度大约为100μm的低温等离子体。
在100kHz的低频稳定电场下，每激发一个NaCl分子，就会产生8个电子伏特的动能。这种能量足以使目标组织细胞以分子的形式解体，因为打断一个肽键仅需要4个电子伏特。同时使蛋白质等组织裂解并汽化为低分子量的气体。
由于整个过程的作业温度相对较低，通常在40~70℃左右，所以这项技术被称为低温等离子射频消融（Temperature-controlled Radio frequency，简称TCRF）。这种低温下的切割和消融效果，使得等离子治疗技术在医疗领域具有独特的应用价值。
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03 等离子刀手术系统结构组成
等离子刀系统主要由主机，脚踏开关以及手术电极、手术废液排除装置等组成。主机负责控制等离子刀的工作状态，包括功率调节、工作模式选择等；而电极则负责将高能量的等离子束传递到患者的体内，实现组织的切割和消融。
04 等离子刀手术系统竞争优势
一刀多用强度可控
集切割、凝血、冲洗、吸引功能为一体的刀头,在狭窄空间中更易于手术操作;主机与电极相结合，提供精细的功率调节和工作模式选择，医生可以根据具体情况进行精准调整。
术野清晰术后损伤小
整个过程的作业温度相对较低，通常在40~70℃左右，很大程度减少碳化现象，工作时不会产生大量的烟，有效减少手术视野阻挡；
受创面积小术后好恢复
严格掌握安全区域的前提下,不会造成血管和神经的损伤;消融凝血可一刀多用，及时止血，有效减少手术损伤，术后痛感明显减小。
医用等离子手术系统市场与展望
等离子刀的输出频率则低于高频电刀，一般100kHz,可以实现精细切割、组织消融，保护周围组织，主要应用于耳鼻喉、运动医学、脊柱外科、泌尿外科。国内在2000年开始应用于临床，自此，软组织切割逐步从射频高温转向低温、安全。
等离子手术主机
2021年中国等离子刀市场规模76.5亿元，2018至2021年的年复合增长率为19.9%。预计2025年国内等离子刀市场规模将达到 177.2亿元，2021年至2025年的年复合增长率为23.4%。
目前，国内一套等离子手术系统加耗材的中标价格大约为人民币20万左右，外资品牌的价格稍高–约为30万。据此估算，排除集成式的能量平台，单纯的等离子手术器械（主机+耗材），中国市场容量约为人民币13亿元/年，其中主机约为3亿元/年，耗材（刀头）约为10亿元/年，属于医疗器械行业中较小的一个细分市场。
05 增长趋势与热门科室
等离子手术电极
骨科
单以脊柱外科为例，中国脊柱外科微创手术发展速度快速，2019年手术量已超过90万台，较2018年增长了12%。等离子刀特别适合应用于复杂解剖结构和狭小操作空间的脊柱微创手术，其使用率随着集中采购降价而迅速提高，逐渐取代传统骨刀。从市场来看，进入集采代表着技术稳定，可也失去了利益，器械厂商尝试在新的科室有所突破。
运动医学
我国运动医学正处于高速增长的初期，2018年全国手术量约为85万例，而2019年已超过100万例，预计到2025年，每年手术量将保持20%左右的增长速度。目前，国内60%-70%的运动医学手术仍然集中在三甲医院。国家卫健委要求每个三甲医院都设立运动医学专科，将其定位为二级学科。未来随着国内运动医学的蓬勃发展，更多城市和医院将推广运动医学专科，相关手术量将迅速增长。因此，作为关节镜手术中必不可少的工具，等离子刀具有巨大的增长潜力。
新的发展
等离子手术向妇科、医美、胸外科、眼科、儿科、肛肠科等科室延伸。低温等离子射频消融技术已广泛应用于甲状腺、乳腺囊肿、直径3-5cm的实性结节、肝脏多发及大型囊肿、原发性肝癌、转移性肝癌、肺部小结节等领域。在眼科，等离子刀目前主要用于翼状胬肉的切除；在妇科手术中，等离子刀应用的主要术式是宫腔镜下手术，例如治疗子宫内膜息肉、增厚、子宫黏膜下肌瘤、宫腔粘连等疾病。随着医械企业不断挖掘新科室的临床需求并开发相应器械产品，未来等离子刀的市场规模将迅速增长。
06 关键技术发展方向
等离子射频技术在医学上的应用已较为成熟，可以结合影像系统、内窥镜与导航等技术进行微创外科手术，大大改善患者的诊疗体验。同时，等离子刀也在朝着更智能化、微创化的方向发展，例如一些等离子刀具备数字化功率控制管理功能，能够根据患者具体情况制定不同的治疗参数，采用个性化的治疗方法，实现全程数字化控温。此外，智能化的等离子刀还可以与手术机器人搭配使用，实现更加精准的操作和更小的创伤。
集成能量平台是当前的研发趋势。对于能量外科手术器械企业而言，集成超声、射频等多种能量的平台成为研发的主要方向，这样既能满足医生在手术中使用多种能量器械的需求，又能节省医院的采购开支。多数专家表示，我国三甲医院外科大多倾向于选择集成式的能量平台，只有使用等离子刀较多的耳鼻喉科或泌尿外科会单独配置等离子手术系统。
针对不同手术需求开发特定的等离子刀头。由于人体不同部位的生理结构差异，对等离子刀的需求也有所不同。例如，某些手术可能需要更细、折弯性更好、吸引性能更佳的等离子刀头。为了发挥等离子刀的优势，国内企业已开始针对细分科室与临床专家合作开发产品，预计将进一步开拓国内等离子刀市场。
07 总结与展望
上海医疗器械博览会Medtec相信随着科技的不断发展，等离子技术将不断得到改进和创新，新的等离子体源、更高效的等离子体燃烧技术以及对等离子体参数进行实时监测和控制的方法将不断涌现。
人工智能和物联网的发展将推动等离子技术嵌入到智能化设备和系统中，实现自动化控制、智能感知和数据分析，提高生产效率和品质。AI辅助手术将成为可能，为医生提供更精准、个性化的手术方案。
文章来源：医用塑料
