ความท้าทายในการทดสอบหน่วยผ่าตัดด้วยไฟฟ้าความถี่สูง (ESU): การวัดที่แม่นยำสำหรับ 4-6.75 MHz

เผยแพร่: มกราคม 2026

หน่วยผ่าตัดด้วยไฟฟ้า (ESU) หรือที่รู้จักกันในชื่อเครื่องกำเนิดการผ่าตัดด้วยไฟฟ้าหรือ "มีดไฟฟ้า" เป็นอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่สำคัญที่ใช้ในการผ่าตัดเพื่อตัดและแข็งตัวของเนื้อเยื่อด้วยกระแสไฟฟ้าความถี่สูง ในขณะที่เทคโนโลยี ESU ก้าวหน้า รุ่นใหม่จะทำงานที่ความถี่พื้นฐานที่สูงขึ้น เช่น 4 MHz หรือ 6.75 MHz เพื่อปรับปรุงความแม่นยำและลดการแพร่กระจายความร้อน อย่างไรก็ตาม การทดสอบ ESU ความถี่สูงเหล่านี้ก่อให้เกิดความท้าทายที่สำคัญในการปฏิบัติตาม IEC 60601-2-2 (มาตรฐานสากลด้านความปลอดภัยและประสิทธิภาพของอุปกรณ์ผ่าตัดความถี่สูง)

ความเข้าใจผิดที่พบบ่อยคือจำเป็นต้องใช้ตัวต้านทานภายนอกสำหรับการวัดที่สูงกว่า 4 MHz สาเหตุนี้เกิดจากการตีความบทความบางส่วนที่กล่าวถึงพฤติกรรมการโหลดความถี่สูง ในความเป็นจริง เกณฑ์ 4 MHz เป็นเพียงตัวอย่างเท่านั้น ไม่ใช่กฎที่เข้มงวด

ตัวต้านทานโหลดความถี่สูงได้รับผลกระทบจาก:

• ประเภทตัวต้านทาน (เช่น ลวดพันหรือฟิล์มหนา)
• องค์ประกอบของวัสดุ
• ตัวเหนี่ยวนำ/ความจุของปรสิต

ปัจจัยเหล่านี้ทำให้เกิดเส้นโค้งอิมพีแดนซ์ไม่สม่ำเสมอที่ความถี่ต่างกัน การทดสอบที่แม่นยำต้องมีการตรวจสอบตัวต้านทานโดยใช้มิเตอร์ LCR หรือเครื่องวิเคราะห์เครือข่ายเวกเตอร์ เพื่อให้แน่ใจว่าค่ารีแอกแตนซ์และมุมเฟสเป็นไปตามข้อกำหนดต่ำ

ในทำนองเดียวกัน การอ้างว่าจำเป็นต้องใช้ตัวต้านทานภายนอกที่ความถี่สูงกว่า 4 MHz มักจะมองข้ามข้อกำหนดหลักใน IEC 60601-2-2

มาตรฐาน (ฉบับล่าสุด: 2017 พร้อมการแก้ไข 1:2023) กำหนดอุปกรณ์ที่แม่นยำในข้อที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ทดสอบ (ประมาณ 201.15.101 หรือเทียบเท่าในส่วนการทดสอบประสิทธิภาพ):

• เครื่องมือวัดกระแสความถี่สูง (รวมถึงโวลต์มิเตอร์/เซ็นเซอร์กระแสร่วม) จะต้องให้ค่า RMS จริงด้วยความแม่นยำ ≥5% ตั้งแต่ 10 kHz ถึง 5 เท่าของความถี่พื้นฐานของโหมด ESU ที่กำลังทดสอบ
• ตัวต้านทานทดสอบต้องมีกำลังไฟพิกัด ≥50% ของโหลดทดสอบ มีความแม่นยำของตัวต้านทานภายใน 3% และมุมเฟสอิมพีแดนซ์ ≤8.5° ตลอดช่วงความถี่เดียวกัน
• อุปกรณ์วัดแรงดันไฟฟ้าต้องการแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่คาดหวัง ≥150% โดยมีความแม่นยำในการสอบเทียบ <5%

"ความถี่พื้นฐาน" คือเส้นสเปกตรัมแอมพลิจูดที่สูงที่สุดในเอาท์พุตกำลังสูงสุดของวงจรเปิด

สำหรับความถี่พื้นฐาน 4 MHz เครื่องมือจะต้องวัดได้อย่างแม่นยำถึง 20 MHz; สำหรับคลื่นความถี่ 6.75 MHz สูงสุด 33.75 MHz

รูปคลื่น ESU ทั่วไป (ตัด จับเป็นก้อน ผสม) ที่แสดงบนออสซิลโลสโคป การจับที่แม่นยำถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับโหมดความถี่สูง

เครื่องวิเคราะห์ ESU ที่มีจำหน่ายในตลาดส่วนใหญ่ได้รับการปรับให้เหมาะกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทั่วไป (พื้นฐาน ~0.3–1 MHz) "แบนด์วิธ" ที่โฆษณามักหมายถึงอัตราการสุ่มตัวอย่างหรือออสซิลโลสโคปในตัว ไม่รับประกันความแม่นยำ RMS ที่แท้จริงสูงสุด 5 เท่าพื้นฐานสำหรับหน่วยความถี่สูง

ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญ: โดยทั่วไปการอ้างแบนด์วิดท์ของผู้ผลิตจะครอบคลุมถึงการสุ่มตัวอย่าง ไม่ใช่ความแม่นยำครบถ้วนตามข้อกำหนดของ IEC สำหรับพื้นฐานความถี่สูง ลักษณะความถี่สูงของตัวต้านทาน (การเบี่ยงเบนของมุมเฟส) ยังคงเป็นคอขวดหลัก

ตัวต้านทานโหลดแบบไม่เหนี่ยวนำมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทดสอบ RF ที่แม่นยำ โดยตรวจสอบมุมเฟสที่ความถี่เป้าหมาย

เพื่อให้มั่นใจถึงการปฏิบัติตามกฎระเบียบและความปลอดภัยของผู้ป่วย:

1. ใช้ตัวต้านทานแบบไม่เหนี่ยวนำที่ตรวจสอบแล้ว(กำหนดเองหรือทดสอบที่ความถี่/กำลังเฉพาะผ่าน LCR/ตัววิเคราะห์เครือข่าย)
2. จับคู่กับกออสซิลโลสโคปแบนด์วิธสูงสำหรับการจับรูปคลื่นโดยตรงและการคำนวณด้วยตนเอง
3. สังเกตมุมเฟส(ต้อง ≤8.5°) และหลีกเลี่ยงโหลดเครื่องวิเคราะห์ภายในหากไม่ได้รับการยืนยันความถี่ของคุณ
4. สำหรับพื้นฐาน ≥4 MHz ให้หลีกเลี่ยงการพึ่งพาเครื่องวิเคราะห์เชิงพาณิชย์เพียงอย่างเดียว—ตรวจสอบข้ามด้วยวิธีออสซิลโลสโคป

การทดสอบอุปกรณ์การแพทย์จำเป็นต้องมีความเข้มงวด การวัดที่เร่งรีบหรือไม่ถูกต้องอาจส่งผลต่อความปลอดภัยได้ ให้ความสำคัญกับวิธีการที่ได้รับการตรวจสอบมากกว่าความสะดวกเสมอ

แหล่งที่มาและการอ่านเพิ่มเติม-

• IEC 60601-2-2:2017+AMD1:2023
• เอกสาร QA-ES III ของ Fluke Biomedical
• ข้อมูลจำเพาะ Datrend vPad-RF
• ข้อมูลผลิตภัณฑ์ Rigel Uni-Therm & BC Group ESU-2400

สำหรับโซลูชันการจัดซื้อหรือการทดสอบแบบกำหนดเอง โปรดปรึกษาวิศวกรชีวการแพทย์ที่ได้รับการรับรองซึ่งเชี่ยวชาญด้านการตรวจสอบ ESU ความถี่สูง