TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA SƯ PHẠM
BỘ MÔN SƯ PHẠM VẬT LÝ

Tên đề tài

TÌM HIỂU MÁY CẮT ĐỐT CAO TẦN
ERBE ICC 300 ỨNG DỤNG TRONG Y HỌC
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Ngành: Sư Phạm Vật Lý - CN

GVHD: Thầy Hồ Hữu Hậu

GVPB:
Thầy Vương Tấn Sĩ
Thầy Dương Quốc Chánh Tín

SVTH: Nguyễn Đức Phong
MSSV: 1090314
Lớp: SP Vật Lý – CN
Khóa: 35

Cần Thơ, 05/2013


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

GVHD: ThS. Hồ Hữu Hậu

LỜI CẢM ƠN


Trước tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến tất cả những thầy cô giáo của
trường Đại học Cần Thơ, những người đã không quản khó nhọc dạy dỗ, truyền đạt
cho tôi từ lúc tôi mới bước chân vào trường lớp đến tận bây giờ.
Để có thể hoàn thành đề tài này ngoài sự phấn đấu và nỗ lực của bản thân tôi
còn nhận được rất nhiều sự động viên, giúp đỡ từ thầy cô, gia đình và bạn bè.
Trong suốt quá trình tìm hiểu và thực hiện đề tài, tôi luôn nhận được sự quan
tâm giúp đỡ và động viên từ thầy Hồ Hữu Hậu. Thầy đã không tiếc thời gian quý báu
của mình để tận tình chỉ dẫn, cung cấp tài liệu và định hướng cho tôi. Tôi xin gửi đến
thầy lời cảm ơn chân thành.
Gia đình đã luôn ủng hộ và động viên tôi những khi tôi gặp khó khăn hay mất tự
tin vào bản thân mình. Gia đình là chỗ dựa vững chắc cho tôi về tinh thần lẫn vật chất
và tạo mọi điều kiện cho tôi hoàn thành tốt công việc của mình. Cảm ơn gia đình rất
nhiều.
Bạn bè luôn bên tôi mỗi khi tôi gặp trở ngại trong quá trình thực hiện đề tài, họ
đã động viên, an ủi và khích lệ tinh thần tôi giúp tôi đủ can đảm vượt qua những khó
khăn trước mắt. Xin được cảm ơn tất cả các bạn.
Vì còn nhiều khó khăn trong quá trình thực hiện nên đề tài không thể tránh khỏi
những thiếu sót, kính mong nhận được sự đóng góp ý kiến từ quý thầy cô và các bạn
để đề tài được hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Đức Phong

SVTH: Nguyễn Đức Phong - 1090314


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

GVHD: ThS. Hồ Hữu Hậu


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẨN
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
Cần Thơ, ngày……tháng……năm 2013

Hồ Hữu Hậu

SVTH: Nguyễn Đức Phong - 1090314


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

GVHD: ThS. Hồ Hữu Hậu

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 1

..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
Cần Thơ, ngày……tháng……năm 2013

Vương Tấn Sĩ

SVTH: Nguyễn Đức Phong - 1090314


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

GVHD: ThS. Hồ Hữu Hậu

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 2
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................

..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
Cần Thơ, ngày……tháng……năm 2013

Dương Quốc Chánh Tín

SVTH: Nguyễn Đức Phong - 1090314


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

GVHD: ThS. Hồ Hữu Hậu

MỤC LỤC

PHẦN MỞ ĐẦU ........................................................................................................ 1
I.


Lí do chọn đề tài ............................................................................................... 1

II. Mục đích nghiên cứu ........................................................................................ 2
III. Giới hạn đề tài .................................................................................................. 2
IV. Phương pháp và hướng nghiên cứu ................................................................... 2
V. Kế hoạch nghiên cứu ........................................................................................ 2
PHẦN NỘI DUNG .................................................................................................... 3
CHƯƠNG 1: SÓNG ĐIỆN TỪ - LÝ THUYẾT BỨC XẠ ....................................... 3
1.1. Các đại lượng đặc trưng cơ bản cho trường điện từ ..................................... 3
1.1.1. Vectơ cường độ điện trường ................................................................. 3
1.1.2. Vectơ điện cảm .................................................................................... 3
1.1.3. Vectơ cảm ứng từ ................................................................................. 4
1.1.4. Vectơ cường độ từ trường .................................................................... 4
1.2. Định luận Ohm và định luật bảo toàn điện tích ........................................... 5
1.2.1. Định luật Ohm ..................................................................................... 5
1.2.2. Định luật bảo toàn điện tích.................................................................. 6
1.3. Các đại lượng đặc trưng cơ bản của môi trường .......................................... 7
1.4. Các phương trình Maxwell về sóng điện từ ................................................ 8
1.4.1. Sóng điện từ là gì? ............................................................................... 8
1.4.2. Các phương trình Maxwell về sóng điện từ .......................................... 8
1.4.2.1. Phương trình Maxwell thứ ba và thứ tư........................................ 10
1.4.2.2. Phương trình Maxwell thứ nhất ..................................................... 8
1.4.2.3. Phương trình Maxwell thứ hai ..................................................... 10
1.5. Năng lượng của trường điện từ - Định lý Poynting ................................... 12

SVTH: Nguyễn Đức Phong - 1090314

i
87



LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

GVHD: ThS. Hồ Hữu Hậu

1.6. Điện từ trường tự do ................................................................................. 15
1.6.1. Định nghĩa ......................................................................................... 15
1.6.2. Hệ phương trình Maxwell của điện từ trường tự do ............................ 16
1.7. Sóng điện từ trong môi trường đồng chất.................................................. 16
1.8. Sóng điện từ phẳng đơn sắc ...................................................................... 17
1.8.1. Sóng phẳng ........................................................................................ 17
1.8.2. Sóng điện từ phẳng đơn sắc................................................................ 18
1.9. Sóng điện từ trong các môi trường ............................................................ 21
1.9.1. Sóng điện từ trong môi trường điện môi lý tưởng ............................... 21
1.9.2. Sóng điện từ trong môi trường dẫn điện ............................................. 22
1.10. Hiệu ứng bề mặt ....................................................................................... 22
1.11. Thang sóng điện từ ................................................................................... 24
CHƯƠNG 2: XUNG ĐIỆN TỪ .............................................................................. 25
2.1. Khái niệm xung điện từ ............................................................................ 25
2.2. Các đặc trưng của một dao động xung ...................................................... 25
2.2.1. Hình dạng xung.................................................................................. 25
2.2.2. Chu kỳ xung Tx .................................................................................. 25
2.2.3. Tần số xung f x .................................................................................. 25
2.2.4. Biên độ xung U m ............................................................................... 26
2.2.5. Độ dài của xung t x ............................................................................ 26
2.2.6. Khoảng dừng (nghỉ) của xung tn ....................................................... 26
2.2.7. Mặt đầu xung (đoạn xung) ................................................................. 26
2.2.8. Độ rỗng của xung  .......................................................................... 26
CHƯƠNG 3: HIỆN TƯỢNG ĐIỆN TRÊN CƠ THỂ SỐNG ............................... 27
3.1. Điện trở của cơ thể người ......................................................................... 27

3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến giá trị điện trở của cơ thể người ...................... 27
SVTH: Nguyễn Đức Phong - 1090314

ii
88


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

GVHD: ThS. Hồ Hữu Hậu

3.3. Tác dụng của dòng điện lên cơ thể và ứng dụng điều trị ........................... 28
3.3.1. Các loại dòng điện dùng trong điều trị................................................ 28
3.3.1.1. Dòng hạ tần ................................................................................. 28
3.3.1.2. Dòng trung tần. ............................................................................ 28
3.3.1.3. Dòng cao tần. ............................................................................... 28
3.3.2. Tác dụng của dòng điện lên cơ thể và ứng dụng trong điều trị ............ 29
3.3.2.1. Cơ thể người có tính dẩn điện ...................................................... 29
3.3.2.2. Tác dụng của dòng một chiều – hiện tượng điện giải ................... 29
3.3.2.3. Tác dụng của dòng điện xoay chiều ............................................. 31
3.3.3. Hiệu ứng nhiệt Joule .......................................................................... 32
3.3.4. Những nguy hiểm do điện – Đề phòng tai nạn do điện gây ra ............. 33
3.3.4.1. Những nguy hiểm do điện ............................................................ 33
3.3.4.2. Đề phòng tai nạn do điện ............................................................. 34
3.3.5. PƯSH của cơ thể dưới tác dụng của các mức nhiệt độ khác nhau ....... 35
3.3.5.1. PƯSH của cơ thể dưới tác dụng của mức nhiệt độ t < 1000C........ 35
3.3.5.2. PƯSH của cơ thể dưới tác dụng của mức nhiệt độ t >= 100 0C ..... 35
3.3.5.3. PƯSH của cơ thể dưới tác dụng của mức nhiệt độ t >> 1000C ..... 35
CHƯƠNG 4: KHÁI QUÁT VỀ DAO MỔ ĐIỆN CAO TẦN................................ 36
4.1. Vài nét về dao mổ điện cao tần ................................................................. 36

4.1.1. Dao mổ điện cao tần là gì? ................................................................. 36
4.1.2. Lịch sử của phẩu thuật điện ................................................................ 36
4.1.3. Lược qua các thế hệ dao mổ điện ....................................................... 37
4.1.3.1. Thế hệ 1: Sử dụng mạch tạo dao động cao tần dùng cầu nổ.......... 37
4.1.3.2. Thế hệ 2: Sử dụng mạch tạo dao động cao tần dùng đèn điện tử: . 38
4.1.3.3. Thế hệ 3: Sử dụng mạch tạo dao động cao tần dùng bán dẫn........ 39
4.2. Nguyên lý hoạt động của dao mổ điện cao tần .......................................... 39

SVTH: Nguyễn Đức Phong - 1090314

iii
89


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

GVHD: ThS. Hồ Hữu Hậu

4.2.1. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của dao mổ điện cao tần .......................... 40
4.2.2. Nguyên lý hoạt động .......................................................................... 40
4.2.3. Cấu tạo của điện cực hoạt động .......................................................... 41
4.2.4. Cấu tạo của điện cực trung tính (plaque) ............................................ 41
4.3. Các khối chức năng cơ bản và hoạt động theo sơ đồ khối ......................... 41
4.3.1. Các khối chức năng cơ bản của dao mổ điện cao tần HF .................... 41
4.3.2. Hoạt động theo sơ đồ khối.................................................................. 41
4.4. Phương thức hoạt động - ứng dụng của dao mổ điện cao tần .................... 43
4.4.1. Chế độ cắt đơn thuần (Section) .......................................................... 43
4.4.1.1. Chế độ đơn cực (Monopolaire) .................................................... 45
4.4.1.2. Chế độ lưỡng cực (Bipolaire)....................................................... 46
4.4.2. Chế độ cắt hỗn hợp (Coupe mixte) ..................................................... 47

4.4.3. Chế độ làm đông – cầm máu (Coagulation Hemostat) ........................ 48
4.5. Ưu điểm vượt trội của máy cắt đốt cao tần ............................................... 49
4.5.1. Chỉ một lần trị tận gốc, không tái phát................................................ 49
4.5.2. Tổn thương nhỏ.................................................................................. 49
4.5.3. Không đau.......................................................................................... 50
4.5.4. Liệu trình điều trị ngắn ....................................................................... 50
4.5.5. Vùng tổ chức sau phẫu thuật hồi phục hoàn toàn ................................ 50
CHƯƠNG 5: DAO MỔ ĐIỆN CAO TẦN ERBE ICC 300 ................................... 51
5.1. Giới thiệu dao mổ cao tần ERBE ICC 300 ................................................ 51
5.2. Sơ đồ khối của dao mổ cao tần ERBE ICC 300 ........................................ 52
5.3. Mô tả sơ đồ khối....................................................................................... 52
5.4. Các thông số kỹ thuật cơ bản của máy ...................................................... 55
5.4.1. Thông số kỹ thuật............................................................................... 55
5.4.2. Kích thước và khối lượng ................................................................... 55

SVTH: Nguyễn Đức Phong - 1090314

iv
90


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

GVHD: ThS. Hồ Hữu Hậu

5.4.3. Điều kiện bảo quản và sử dụng........................................................... 55
5.5. Các vùng chức năng của dao mổ điện cao tần ERBE ICC 300 .................. 56
5.5.1. Vùng chức năng AUTO CUT............................................................. 57
5.5.2. Vùng chức năng AUTO COAG ......................................................... 58
5.5.3. Vùng chức năng AUTO BIPOLAR .................................................... 59

5.6. Cách cắm các điện cực và các thiết bị điều khiển...................................... 61
5.6.1. Ổ cắm điện cực trung tính .................................................................. 61
5.6.2. Ổ cắm điện cực cho các chức năng auto cut và auto coag ................... 62
5.6.3. Ổ cắm cho các chức năng auto bipolar ............................................... 62
5.6.4. Ổ cắm bàn đạp chân một công tắc ...................................................... 63
5.6.5. Ổ cắm bàn đạp chân hai công tắc ....................................................... 63
5.6.6. Ổ cắm dây nguồn ............................................................................... 63
5.7. Các chế độ làm việc của dao mổ ICC 300................................................. 64
5.7.1. Cắt có điều khiển điện áp cao tần tự động (auto cut) .......................... 64
5.7.1.1. Thông số kỹ thuật ........................................................................ 64
5.7.1.2. Đồ thị đặc tính kỹ thuật................................................................ 65
5.7.2. Cắt có điều khiển dòng điện tự động (high cut) .................................. 65
5.7.2.1. Thông số kỹ thuật ........................................................................ 66
5.7.2.2. Đồ thị đặc tính kỹ thuật................................................................ 67
5.7.3. Đốt công suất thấp (Soft Coagulation)................................................ 68
5.7.3.1. Thông số kỹ thuật ........................................................................ 68
5.7.3.2. Đồ thị đặc tính kỹ thuật................................................................ 68
5.7.4. Đốt công suất cao (Forced Coagulation)............................................. 69
5.7.4.1. Thông số kỹ thuật ........................................................................ 69
5.7.4.2. Đồ thị đặc tính kỹ thuật................................................................ 70
5.7.5. Đốt lưỡng cực (Bipolar Coagulation) ................................................. 71

SVTH: Nguyễn Đức Phong - 1090314

v
91


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC


GVHD: ThS. Hồ Hữu Hậu

5.7.5.1. Thông số kỹ thuật ........................................................................ 71
5.7.5.2. Đồ thị đặc tính kỹ thuật................................................................ 72
5.7.6. Đốt quét bề mặt (Spray Coagulation) ................................................. 73
5.7.6.1. Thông số kỹ thuật ........................................................................ 73
5.7.6.2. Đồ thị đặc tính kỹ thuật................................................................ 74
5.7.7. Giới hạn công suất cho các chế độ đốt................................................ 74
5.7.8. Hệ thống hỗ trợ vết cắt đầu tiên PPS (Power Peak System) ................ 75
5.8. Các tính năng an toàn của dao mổ điện cao tần ERBE ICC 300 ................ 75
5.8.1. Giới hạn thời gian .............................................................................. 76
5.8.2. Thay đổi giới hạn thời gian đốt tối đa ................................................. 76
5.8.3. Hệ thống điện cực trung tính an toàn NESSY..................................... 76
5.8.4. Bảo vệ tránh thao tác sai .................................................................... 79
CHƯƠNG 6: ỨNG DỤNG CỦA DAO MỔ ĐIỆN CAO TẦN TRONG ĐIỀU
TRỊ UNG THƯ GAN ............................................................................. 80
6.1. Cơ chế hoạt động...................................................................................... 80
6.2. Kết quả khả quan ...................................................................................... 81
6.3. Cơ sở khoa học ......................................................................................... 82
6.4. Hiệu quả và lợi ích ................................................................................... 82
6.5. Quy trình thực hiện................................................................................... 83
6.6. Chỉ định điều trị ....................................................................................... 84
6.7. Chống chỉ định ......................................................................................... 84
PHẦN KẾT LUẬN ................................................................................................. 85
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 86
MỤC LỤC ............................................................................................................... 87
MỤC LỤC HÌNH .................................................................................................... 93
MỤC LỤC BẢNG ................................................................................................... 95

SVTH: Nguyễn Đức Phong - 1090314


vi
92


GVHD: ThS. Hồ Hữu Hậu

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

MỤC LỤC HÌNH

Hình 1.1: Mặt sóng đồng pha..................................................................................... 17
Hình 1.2: Thang sóng điện từ. ................................................................................... 24
Hình 2.1: Các dạng xung. .......................................................................................... 25
Hình 2.2: Mặt đầu xung. ............................................................................................ 26
Hình 3.1: Sự phụ thuộc của phản ứng sinh học vào tần số của dòng điện................... 31
Hình 4.1: Mạch tạo dao động cao tần dùng cầu nổ..................................................... 37
Hình 4.2: Mạch tạo dao động cao tần dùng đèn điện tử. ............................................ 38
Hình 4.3: Nguyên lý hoạt động của dao mổ điện cao tần. .......................................... 40
Hình 4.4: Sơ đồ khối của dao mổ điện cao tần ........................................................... 41
Hình 4.5: Dạng sóng dùng trong phẫu thuật điện ......... Error! Bookmark not defined.
Hình 4.6: Chế độ đơn cực. ......................................................................................... 44
Hình 4.7: Chế độ đơn cực. ......................................................................................... 45
Hình 4.8: Chế độ lưỡng cực....................................................................................... 46
Hình 4.9: Chế độ cắt hỗn hợp .................................................................................... 48
Hình 4.10: Chế độ làm đông - cầm máu .................................................................... 48
Hình 5.1: Mặt trước dao mổ cao tần ERBE ICC 300. ................................................ 51
Hình 5.2: Sơ đồ khối của dao mổ điện cao tần ERBE ICC 300. ................................. 52
Hình 5.3: Khối nguồn áp thấp.................................................................................... 52
Hình 5.4: Khối tầng công suất QC. ............................................................................ 53

Hình 5.5: Khối mô đun công suất. ............................................................................. 53
Hình 5.6: Khối tầng công suất ST. ............................................................................. 54
Hình 5.7: Khối cảm biến ........................................................................................... 54
SVTH: Nguyễn Đức Phong - 1090314

vii
93


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

GVHD: ThS. Hồ Hữu Hậu

Hình 5.8: Sơ đồ mặt trước của dao mổ cao tần ERBE ICC 300. ................................ 56
Hình 5.9: Sơ đồ mặt sau của dao mổ cao tần ERBE ICC 300..................................... 56
Hình 5.10: Vùng chức năng AUTO CUT. ................................................................. 57
Hình 5.11: Vùng chức năng AUTO COAG. .............................................................. 58
Hình 5.12: Vùng chức năng AUTO BIOLAR. ........................................................... 59
Hình 5.13: Ổ cắm điện cực trung tính. ....................................................................... 61
Hình 5.14: Ổ cắm điện cực cho các chức năng Auto Cut và Auto Coag..................... 62
Hình 5.15: Ổ cắm cho các chức năng Auto Bipolar. .................................................. 62
Hình 5.16: Ổ cắm dây nguồn. .................................................................................... 63
Hình 5.16: Đường đặc tính kỹ thuật của chế độ Auto Cut. ......................................... 65
Hình 5.17: Đường đặc tính kỹ thuật của chế độ Hight Cut. ........................................ 67
Hình 5.18: Đường đặc tính kỹ thuật của chế độ Soft Coagulation. ............................. 69
Hình 5.19: Đường đặc tính kỹ thuật của chế độ Forced Coagulation.......................... 70
Hình 5.20: Đường đặc tính kỹ thuật của chế độ Bipolar Coagulation......................... 72
Hình 5.20: Đường đặc tính kỹ thuật của chế độ Spray Coagulation. .......................... 74
Hình 5.21: Màn hình báo lỗi của máy. ....................................................................... 75
Hình 5.22: Đường đặc tính kỹ thuật của chế độ bảo vệ Nessy.................................... 78

Hình 6.1: Ung thư gan. .............................................................................................. 80
Hình 6.2: Có nhiều loại kim trong điều trị ung thư bằng sóng cao tần, kim chùm là
một trong những loại kim thường dùng..................................................... 81
Hình 6.3: Khối u trước (trái) và sau khi điều trị 1,5 giờ (phải). .................................. 83
Hình 6.4: kim điện cực được đưa vào khối u gan nhờ sự giúp đỡ của máy siêu âm
(trái) hoặc máy CT Scan (phải). ................................................................ 84

SVTH: Nguyễn Đức Phong - 1090314

viii
94


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

GVHD: ThS. Hồ Hữu Hậu

MỤC LỤC BẢNG

Bảng 1.1: Thang sóng điện từ. ................................................................................... 24
Bảng 4.1: Chu kì và công suất của chuỗi xung trong các chế độ làm việc. ................. 42
Bảng 5.1: Các thông số kỹ thuật của máy ERBE ICC 300. ........................................ 55
Bảng 5.2: Thông số kích thước và khối lượng của máy ERBE ICC 300. ................... 55
Bảng 5.3: Điều kiện bảo quản và làm việc của máy ERBE ICC 300. ......................... 55
Bảng 5.4: Các kí hiệu trên điện cực trung tính. .......................................................... 61
Bảng 5.5: Các thông số kỹ thuật của chế độ Auto Cut: .............................................. 64
Bảng 5.6: Các thông số kỹ thuật của chế độ Hight Cut. ............................................. 66
Bảng 5.7: Các thông số kỹ thuật của chế độ Soft Coagulation ................................... 68
Bảng 5.8: Các thông số kỹ thuật của chế độ Forced Coagulation ............................... 69
Bảng 5.9: Các thông số kỹ thuật của chế độ Bipolar Coagulation. ............................. 71

Bảng 5.10: Các thông số kỹ thuật của chế độ Spray Coagulation. .............................. 73

SVTH: Nguyễn Đức Phong - 1090314

ix
95


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

GVHD: ThS. Hồ Hữu Hậu

PHẦN MỞ ĐẦU
I.

Lí do chọn đề tài

Vật lý là ngành khoa học nghiên cứu về các quy luật vận động của tự nhiên từ vi
mô đến vĩ mô. Đối tượng nghiên cứu chính của vật lý hiện nay bao gồm vật chất,
năng lượng, không gian và thời gian.
Vật lý là một ngành khoa học thực nghiệm rất thú vị, là mắc xích kết nối nhiều
ngành khoa học khác và nhiều lĩnh vực trong cuộc sống. Do đó, nó được ứng dụng
rộng rãi khắp tất cả các lĩnh vực trong đời sống xã hội trong đó có y học.
Những ứng dụng vật lý trong y học mang một ý nghĩa rất quan trọng vì nó liên
quan đến sức khỏe và sự sống của con người. Một số ứng dụng vật lý trong y học
mang lại hiệu quả cao: Vật lý trị liệu, phương pháp nội soi, chụp X quang, chiếu xạ,
chiếu tia laser,…
Trước kia, khi nhắc đến phẫu thuật người ta thường nghĩ ngay đến máu, nhiễm
trùng và những vết sẹo không lành và những rủi ro trong phẫu thuật. Nhưng với công
nghệ phát triển như ngày nay thì những vấn đề đó đã được hạn chế đáng kể bằng việc

ứng dụng vật lý vào trong y hoc qua phương pháp cắt đốt cao tần. Phương pháp điều
trị mới này có rất nhiều ưu điểm so với phương pháp phẫu thuật sử dụng dao kéo
truyền thống. Phương pháp cắt đốt cao tần mang lại hiệu quả điều trị cao, ít tổn hại
đến sức khỏe, liệu trình điều trị ngắn và ít để lại sẹo.
Để hiểu rõ hơn vật lý đã được ứng dụng trong phương pháp này như thế nào và
phương thức hoạt động, hiệu quả của nó ra sao tôi đã quyết định chọn đề tài “Tìm
hiểu máy cắt đốt cao tần ERBE ICC 300 ứng dụng trong y học” để làm luận văn tốt
nghiệp của mình.

SVTH: Nguyễn Đức Phong - 1090314

1


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

GVHD: ThS. Hồ Hữu Hậu

II. Mục đích nghiên cứu
Đề tài này được xây dựng nhằm mục đích nghiên cứu các vấn đề sau:
-

Một số khái niệm cơ bản về sóng điện từ.

-

Trình bày một số hiện tượng điện cơ bản trên cơ thể người.

-


Cơ sở khoa học của máy cắt dốt cao tần.

-

Giới thiệu về máy cắt đốt cao tần ERBE ICC 300.

-

Trình bày ứng dụng của máy cắt đốt cao tần ERBE ICC 300 trong điều trị ung
thư gan.

III. Giới hạn đề tài
Do hạn chế về thời gian, nguồn tài liệu và không có điều kiện khảo sát thực tế
nên tôi chỉ nghiên cứu cơ sở lý thuyết, cơ chế hoạt động và ứng dụng trong điều trị
ung thư gan của máy cắt đốt cao tần ERBE ICC 300.

IV. Phương pháp và hướng nghiên cứu
Các vấn đề nghiên cứu của đề tài này dựa trên cơ sở phân tích tổng hợp các tài
liệu chuyên ngành, tư liệu, sách báo, tạp chí khoa học, các chuyên đề và thu thập
thông tin, hình ảnh từ internet có liên quan đến đề tài. Tuy không có điều kiện đi thực
tế nhưng lại được sự quan tâm giúp đỡ tận tình của giáo viên hướng dẩn nên tôi đã
hoàn thành các mục đích nghiên cứu của đề tài đã đặt ra.

V.

Kế hoạch nghiên cứu

-

Nhận đề tài từ GVHD, xác định các mục đích cần đạt được của đề tài.


-

Tìm và nghiên cứu các tài liệu, sách báo có liên quan đến đề tài và khai thác
nguồn tài nguyên trên internet.

-

Viết và nộp đề cương sơ bộ cho GVHD.

-

Tiến hành viết bài nộp GVHD chỉnh sửa, bổ sung.

-

Báo cáo bảo vệ đề tài.

-

Chỉnh sửa và hoàn chỉnh đề tài.

SVTH: Nguyễn Đức Phong - 1090314

2


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

GVHD: ThS. Hồ Hữu Hậu


PHẦN NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: SÓNG ĐIỆN TỪ - LÝ THUYẾT BỨC XẠ
1.1. Các đại lượng đặc trưng cơ bản cho trường điện từ
1.1.1. Vectơ cường độ điện trường
Giả sử có một điện tích q0 đặt tại một điểm trong điện trường. Điện tích q0 rất nhỏ
để nó không làm thay đổi điện trường mà ta đang xét, điện tích q0 được gọi là điện
tích thử ( q0  0 ).
Thực nghiệm chứng tỏ:


 F
(1.1)
E   const
q0

Đối với một điểm xác định, E được gọi là vectơ cường độ điện trường tại điểm đó

và độ lớn E của nó được gọi là cường độ điện trường. Vì vậy vectơ cường độ điện
trường đặc trưng cho điện trường về phương diện tác dụng lực.




Nếu chọn q0  1 thì E  F . Vậy, vectơ cường độ điện trường được định nghĩa như
sau: “Vectơ cường độ điện trường tại một điểm là một đại lượng vectơ có giá trị bằng
lực tác dụng của điện trường lên một điện tích dương đặt tại điểm đó”.
Trong hệ SI, đơn vị của cường độ điện trường có thể là Newton trên Coulomb.
Nhưng người ta thường sử dụng đơn vị Volt trên mét, Kí hiệu là V m .


1.1.2. Vectơ điện cảm
Khi đặt điện môi vào trường điện, điện môi bị phân cực. Mức độ phân cực của


điện môi được đặc trưng bởi vectơ phân cực điện P . Vectơ phân cực điện P xác

định trạng thái phân cực điện môi tại mỗi điểm. Vectơ cảm ứng điện D được định
nghĩa bởi hệ thức:

 
D  0 E  P

(1.2)

1
4

Với  0   .9.109 ( F / m) được gọi là hằng số điện.


Trong hệ SI đơn vị của D là Coulomb/mét vuông ( C / m 2 ).

SVTH: Nguyễn Đức Phong - 1090314

3


GVHD: ThS. Hồ Hữu Hậu

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC


Đối với môi trường tuyến tính, đẳng hướng:




P   0 0 E

(1.3)

Thay (1.3) vào (1.2) ta được:




D   0 (1  e ) E





D   0 r E





D E

(1.4)


 r  1   e được gọi là độ thẩm tỉ đối của môi trường với chân không.

Với:

   0 . r được gọi là độ thẩm điện của môi trường.
Trong hệ SI, đơn vị của độ thẩm điện  là Fara/mét ( F / m ).

1.1.3. Vectơ cảm ứng từ


Một điện tích thử q chuyển động với vận tốc v trong trường từ, chịu tác dụng


lực Fm :


 

Fm  qvxB

(1.5)



Vectơ B được gọi là vectơ cảm ứng từ.

1.1.4. Vectơ cường độ từ trường
Khi đặt từ môi vào trường từ, từ môi bị phân cực. Mức độ phân cực của từ môi



được đặc trưng bởi vectơ phân cực từ M . Vectơ phân cực từ môi xác định trạng thái


phân cực từ tại mỗi điểm của từ môi. Vectơ cường độ trường từ H đựơc định nghĩa
bởi hệ thức:

 B 
H
M
0

(1.6)

Với 0  4 .107 H / m , được gọi là hằng số từ.


Trong hệ SI, vectơ cường độ từ trường H có đơn vị là Ampe/mét (A/m).
Đối với môi trường tuyến tính, đẳng hướng:




M  m H

(1.7)

Thay (1.7) vào (1.6) ta được:

SVTH: Nguyễn Đức Phong - 1090314


4


GVHD: ThS. Hồ Hữu Hậu

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC


B  0 (1   m ) H


B  0  r H


B  H

Với:

(1.8)

r  1   m là độ thẩm từ tỉ đối của môi trường với chân không.

  0 r là độ thẩm từ của môi trường.
Trong hệ SI, độ thẩm từ của môi trường có đơn vị là Henri/mét ( H / m ).

1.2. Định luận Ohm và định luật bảo toàn điện tích
1.2.1. Định luật Ohm
Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện dưới tác dụng
của điện trường. Cường độ dòng điện I chảy qua một diện tích S đặt vuông góc với

dòng chảy bằng lượng điện tích Q dịch chuyển qua mặt S trong một đơn vị thời gian.
I

dQ
dt

(1.9)

Để mô tả đầy đủ hơn sự chuyển động có hướng của các hạt mang điện, người ta


đưa ra khái niệm mật độ dòng điện J :




J  NeV   V   E

Với:

(1.10)

N là số lượng hạt mang điện, mỗi hạt có điện tích e.

 là mật độ điện tích khối (đơn vị C/m3).
 là độ dẫn điện của môi trường (đơn vị S/m).

Biểu thức (1.10) được gọi là dạng vi phân của định luật Ohm.
Trong hệ SI, mật độ dòng điện có đơn vị là Ampe/mét vuông ( A / m 2 ).
Xét một vùng dẫn có dạng khối lập phương, cạnh L, 2 phương đó: mặt đối diện

được nối với điện áp không đổi U. Cường độ dòng điện đi qua khối lập phương đó là:
 
 
I   Jd S    Ed S
S

S

I    EdS   LU 
S

Với:

U
R

(1.11)

S  L2 là diện tích mặt bên.

R

L
là điện trở của khối vật dẫn.
S

SVTH: Nguyễn Đức Phong - 1090314

5



LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

GVHD: ThS. Hồ Hữu Hậu

1.2.2. Định luật bảo toàn điện tích
Định luật bảo toàn điện tích được Faraday tìm ra bằng thực nghiệm, nó được
xem là một tiên đề của lý thuyết trường điện từ:
Tổng điện tích trong một hệ cô lập về điện không thay đổi.
Như vậy, lượng điện tích ở trong một thể tích V bị giảm đi trong một đơn vị thời
gian bằng lượng điện tích đi ra khỏi thể tích V trong một đơn vị thời gian và bằng
cường độ dòng điện I đi xuyên qua mặt kín S bao quanh thể tích V đó.
Gọi Q là điện tích của thể tích V,  là mật độ điện tích khối của V. Vậy:
I 

Với:

dQ
dt

Q    dV

(1.12)
(1.13)

V

Thay (1.13) vào (1.12) ta được:
I 


d
 dV
dt V

Mặt khác:

 
I   Jd S

Ta được:

 

S Jd S  V t dV

Suy ra:



div
V J  V t dV

Biểu thức trên đúng với mọi thể tích V, vì vậy ta được:


divJ  
t

Suy ra:


 
div J 
0
t

(1.14)

Biểu thức (1.14) được gọi là dạng vi phân của định luật bảo toàn điện tích hay
còn gọi là phương trình liên tục của định luật bảo toàn điện tích.
SVTH: Nguyễn Đức Phong - 1090314

6


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

GVHD: ThS. Hồ Hữu Hậu

1.3. Các đại lượng đặc trưng cơ bản của môi trường
Đặc tính của môi trường vật chất được thể hiện qua các tham số điện và từ của
nó:
- Độ thẩm điện  (F/m).
- Độ thẩm điện tỉ đối  r (không thứ nguyên).
- Độ thẩm từ  (H/m).
- Độ thẩm tử tỉ đối  r (không thứ nguyên).
- Độ dẫn điện  (S/m).
Các biểu thức (1.4), (1.8), và (1.10) được gọi là các phương trình liên hệ hay
còn gọi là các phương trình chất.
Dựa trên các tham số điện và từ, người ta chia vật chất (môi trường điện từ) ra
thành các lọai sau:

- Môi trường tuyến tính: các tham số  ,  và  không phụ thuộc cường độ
trường. Khi đó, các phương trình liên hệ là phương trình tuyến tính.
- Môi trường đồng nhất và đẳng hướng: các tham số điện và từ là hằng số.
Trong môi trường này, các vectơ của cùng một phương trình liên hệ song
song với nhau.
- Nếu các tham số điện từ theo các hương khác nhau có các giá trị không đổi
khác nhau thì được gọi là môi trường không đẳng hướng.
- Môi trường có các đại lượng điện từ là các hàm của tọa độ được gọi là môi
trường không đồng nhất.
Trong tự nhiên, hầu hết các chất có độ thẩm điện tỉ đối lớn hơn một và là môi
trường tuyến tính.
- Môi trường có độ thẩm từ tỉ đối lớn hơn một gọi là chất thuận từ, nhỏ hơn một
gọi là chất nghịch từ.
- Chất dẫn điện là chất có   104 (S/m).
- Chất bán dẫn là chất có 10 4    10 10 (S/m)
- Chất cách điện là chất có   10 10 (S/m)
- Môi trường là dẫn điện lý tưởng nếu    , cách điện lý tưởng nếu   0 .

SVTH: Nguyễn Đức Phong - 1090314

7


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

GVHD: ThS. Hồ Hữu Hậu

1.4. Các phương trình Maxwell về sóng điện từ
1.4.1. Sóng điện từ là gì?
Sóng điện từ (hay bức xạ điện từ) là sự kết hợp của dao động điện trường và từ

trường vuông góc với nhau, lan truyền trong không gian như sóng.
Sóng điện từ cũng bị lượng tử hoá thành những "đợt sóng" có tính chất như các
hạt chuyển động gọi là photon.
Khi lan truyền, sóng điện từ mang theo năng lượng, động lượng và thông tin.
Sóng điện từ với bước sóng nằm trong khoảng 400 nm đến 700 nm có thể được
quan sát bằng mắt người và gọi là ánh sáng nhìn thấy.

1.4.2. Các phương trình Maxwell về sóng điện từ
1.4.2.1. Phương trình Maxwell thứ nhất
Phương trình Maxwell thứ nhất được dẫn ra từ định luật lưu số Ampere Maxwell, hay còn gọi là định luật dòng điện toàn phần. Định luật này thiết lập liên hệ
giữa cường độ trường từ và dòng điện toàn phần tạo nên trường từ: Lưu số của vectơ


cường độ trường từ H theo đường kín C tùy ý bằng tổ đại số cường độ các dòng điện
chảy qua diện tích bao bởi đường kín C.
 

C Hdl  i I i

(1.15)

Ii  0 nếu chiều của dòng điện hợp với chiều của đường lậy tích phân theo quy

tắc đinh ốc thuận.
Trong trường hợp dòng I chảy qua diện tích S phân bố liên tục với mật độ dòng

J , định luật lưu số Ampere - Maxwell có dạng:
 
 
 Hdl   Jd S

C

(1.16)

S

Áp dụng định lý Stokes đối với vế trái và chuyển vế, ta được:
  

  rot H  J d S  0

(1.17)

S

Suy ra:

 
rot H  J

(1.28)

Tiếp theo, ta lấy divergence cả hai vế của (1.18), ta được:
SVTH: Nguyễn Đức Phong - 1090314

8


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC




GVHD: ThS. Hồ Hữu Hậu



divrot H  divJ


 divJ  

Suy ra:

0


t


t

(1.19)

Hệ thức (1.19) chỉ đạt được khi dòng điện là dòng không đổi. Vậy hệ thức (1.15)
và (1.18) chỉ đúng khi dòng điện là dòng không đổi.
Bây giờ ta xét trường hợp dòng điện biến thiên. Khi đó:


divJ  



0
t

Thay phương trình (1.15) vào, ta được:


divJ  



divD
t


   D 
div  J 
0
t 


(1.20)


   D
Hệ thức (1.20) chứng tỏ đường dòng của vectơ J tp  J 
khép kín. Vectơ

t



J tp chính là vectơ mật độ dòng điện toàn phần. Dòng điện toàn phần là tổng của dòng

điện dẫn và dòng điện dịch. Với:
- Vectơ mật độ dòng điện dẫn:




J  E

(1.21)

- Vectơ mật độ dòng điện dịch:




D
Jd 
t

(1.22)

Biểu thức toán học của định luật lưu số của Ampere (1.18) đã được Maxwell mở
rộng như sau, khi có kể đến dòng điện dịch:



C



   D  
Hdl    J 
d S
t 
S

   D

 

rot H  J 

t

(1.23)

(1.24)

Hệ thức (1.24) chính là phương trình thứ nhất của hệ phương trình Maxwell. Hệ
thức này chứng tỏ không chỉ dòng điện dẫn mà ngay cả điện trường biến thiên cũng

SVTH: Nguyễn Đức Phong - 1090314

9


GVHD: ThS. Hồ Hữu Hậu


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

có thể sinh ra trường từ.
1.4.2.2. Phương trình Maxwell thứ hai
Phương trình thứ hai của hệ phương trình Maxwell được dẫn ra từ định luật cảm
ứng điện từ Faraday. Định luật này thiết lập mối quan hệ giữa trường từ biến đổi
trong không gian với trường điện phân bố trong không gian do trường từ gây ra: Sức
điện động sinh ra trên một vòng dây có giá trị bằng và ngược dấu với tốc độ biến
thiên của từ thông gởi qua diện tích giới hạn bởi vòng dây đó.
 

 Edl  

C

d  
Bd S
dt S

(1.25)


Với S là mặt giới hạn bởi đường cong kín C. Yếu tố diện tích d S của mặt S có
chiều hợp với chiều lấy tích phân C theo quy tắc đinh ốc thuận.
Áp dụng định lý Stokes với vế trái, ta được:
 

 

(1.26)


 Edl  S rot Ed S
C

Nếu mặt lấy tích phân S không phụ thuộc vào thời gian, ta được:


d  
 B 
Bd
S

S t d S
dt S

(1.27)

Thay (1.26) và (1.27) vào (1.25) ta được:


 

 B 
rotEd
S


S
S t d S


(1.28)

Hệ thức (1.28) luôn đúng với mọi S, vì vậy ta được:




B
rotE  
(1.29)
t
Hệ thức (1.29) là phương trình biểu diễn toán học của định luật Faraday, đây

chính là phương trình thứ hai trong hệ phương trình Maxwell. Hệ thức này chứng tỏ
trường từ biến thiên theo thời gian làm sinh ra trường điện xoáy phân bố trong không
gian.
1.4.2.3. Phương trình Maxwell thứ ba và thứ tư
 Phương trình Maxwell thứ ba được dẫn ra từ định luật Gauss đối với trường từ:


Thông lượng của vectơ cảm ứng từ B qua mặt kín thì bằng không.

SVTH: Nguyễn Đức Phong - 1090314

10


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

GVHD: ThS. Hồ Hữu Hậu


Tương tự như cách dẫn phương trình Maxwell thứ tư, ta được:


divB  0

(1.30)

Hệ thức (1.30) chính là phương trình thứ ba của hệ phương trình Maxwell.
 Phương trình Maxwell thứ tư được dẫn ra dựa theo định luật Gauss đối với
trường điện. Định luật Gauss được phát biểu như sau: Thông lượng của vectơ cảm
ứng điện gởi qua một mặt kín S bất kỳ bằng tổng các điện tích tự do phân bố
trong thể tích V được bao bởi mặt kín S ấy.
Gọi:

q là tổng điện tích của thể tích V

D là vectơ cảm ứng điện trên mặt kín S.

 là mật độ điện tích khối bên trong thể tích V.
Theo định luật Gauss:
 
 Dd S  q
S

 

 Dd S    dV
S


V

Áp dụng định lý Divergence đối với vế trái:


 divDdV    dV

V

V

Hệ thức này luôn đúng với mọi thể tích V. Vì vậy:


divD  

(1.31)


Nếu trong V không có điện tích thì div D  0 , đường sức của vectơ cảm ứng điện

không có điểm bắt đầu và kết thúc trong thể tích V, hay nói cách khác V không phải
là nguồn của vectơ cảm ứng điện.
Nếu   0 , thông lượng của vectơ cảm ứng điện qua S dương, chứng tỏ đường
sức của vectơ cảm ứng điện đi ra khỏi V. Ngược lại, đường sức của vectơ cảm ứng
điện đi vào V.
Từ biểu thức (1.31), ta có thể rút ra kết luận: nguồn của trường vectơ cảm ứng
điện là địên tích, đường sức của vectơ cảm ứng điện bắt đầu ở điện tích dương và kết
thúc ở điện tích âm.
Biểu thức (1.31) chính là phương trình thứ tư của hệ phương trình Maxwell.


SVTH: Nguyễn Đức Phong - 1090314

11