外科手術(shù)中使用頻率最高的器械？能量器械

能量器械，聽(tīng)上去有些陌生？其實(shí)我們常見(jiàn)的超聲刀、射頻消融、微波消融等，都屬于能量器械。

這幾乎是外科手術(shù)中使用頻率最高的一類(lèi)器械！

什么是能量器械

       能量外科是指外科醫生在外科手術(shù)過(guò)程中，利用各種能量設備對組織進(jìn)行切割、分離、止血及實(shí)現其他各類(lèi)功能的外科學(xué)分支。

       能量器械，是指上述手術(shù)過(guò)程中使用到的、發(fā)射能量的儀器，如高頻、超聲波、微波等，這些能量與活組織相互作用的同時(shí)，切割組織和器官以止血的。

       隨著(zhù)外科學(xué)專(zhuān)業(yè)分科逐漸細化，適合各類(lèi)外科專(zhuān)業(yè)的能量外科設備品類(lèi)越來(lái)越豐富。針對外科醫生在不同手術(shù)中的不同需求，幾乎所有情形都有專(zhuān)門(mén)設計的能量外科設備予以應對?，F階段射頻、超聲、等離子、激光等越來(lái)越多能量形式正被廣泛地用于微創(chuàng )外科手術(shù)中。

       從利用能量角度，可以分為電能、機械能兩類(lèi)。

       利用電能：作用原理是通過(guò)發(fā)生器產(chǎn)生相應頻率的電壓和電流，傳導至作用電極，作用電極在組織上產(chǎn)生相應的溫度，從而達到需要的效果（凝固或切斷）后，電流通過(guò)接地電極回流。如單級電刀、雙極電設備、射頻消融設備、氬氣刀等。

       利用機械能：最為常用的就是超聲刀，通過(guò)刀頭所產(chǎn)生的高頻振動(dòng)，接觸組織時(shí)產(chǎn)生熱能，從而實(shí)現凝閉或切割等功能。思宇在此按照四種類(lèi)型對能量器械進(jìn)行總結：電能量器械、冷凍手術(shù)、激光手術(shù)、微波手術(shù)。

能量器械原理

 如何應對術(shù)中出血？一直是外科醫生所面臨最為頭疼的問(wèn)題之一。

近百年前，在大部分情況下，外科醫生通過(guò)燒灼法產(chǎn)生的熱能對手術(shù)創(chuàng )面進(jìn)行止血。今天，熱能仍是能量外科的核心，唯一不同的是隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步，外科醫生能夠更好的控制熱能。

熱能對人體產(chǎn)生什么作用呢？

60度時(shí)：蛋白開(kāi)始不可逆的變性并發(fā)生凝固性壞死，組織此時(shí)往往呈現發(fā)白的狀態(tài)。

80度時(shí)：組織碳化，產(chǎn)生干燥、脫水及萎縮

90度-100度：細胞“揮發(fā)”，術(shù)者往往只看見(jiàn)一縷青煙飄過(guò)。

125度以上：組織中蛋白、脂肪的完全氧化，只剩下碳化的組織（焦痂）。

那么上述組織反應也就決定了能量設備在不同功率時(shí)作用的功能：

在溫度60度—80度之間時(shí)主要產(chǎn)生蛋白變性（凝固性壞死），起到凝閉各類(lèi)管道（止血）的作用，而在高于90度時(shí)，起到切割組織的作用。

電能量器械

     “第一個(gè)商用電外科設備的開(kāi)發(fā)是由 William T. Bovie 開(kāi)發(fā)的，他在哈佛大學(xué)期間開(kāi)發(fā)了第一臺電外科設備。1914 年至 1927 年間，Bovie 發(fā)現 250,000-2,000,000 Hz 范圍內的高頻交流電可用于切開(kāi)凝固組織并獲得止血作用。1926 年 10 月 1 日，在馬薩諸塞州波士頓的 Peter Bent Brigham 醫院首次在外科手術(shù)中使用電外科設備。Harvey Cushing (1869–1939) 在神經(jīng)外科中推廣了該裝置；1926 年，他首次在手術(shù)室使用它，并在 500 多次神經(jīng)外科手術(shù)中使用它?！?/p>

電灼術(shù)：

      是利用電流加熱的金屬探針的熱傳導破壞或切割軟組織的過(guò)程。這種方法利用電流加熱金屬絲，然后將金屬絲施加到目標組織上以進(jìn)行燃燒或凝固。電流不通過(guò)組織，而是直接施加到治療的目標區域。此模式通常應用于皮膚科醫生、眼科醫生、整形外科醫生、泌尿科醫生和相關(guān)專(zhuān)業(yè)所遇到的淺表病變。

▲電灼鉗模式圖（來(lái)源：www.cehjournal.org）

電外科：

與電灼術(shù)不同，電外科手術(shù)是將高頻（射頻）交替極性（AC）電流應用于生物組織，作為切割、凝固、干燥或電灼組織的手段。它的好處包括能夠在有限的情況下進(jìn)行精確切割失血。

      電外科手術(shù)使用的電力是一種交流電，類(lèi)似于用于產(chǎn)生無(wú)線(xiàn)電波的交流電。頻率相當高，標準約為每秒 500,000 個(gè)周期。這確保了電流通過(guò)患者組織而不是產(chǎn)生電擊效應。熱量是由組織對電流的電阻產(chǎn)生的。用于施加電流的工具是電極，可以是刀片、圓球、針和環(huán)配置的形式。這些器械可用于切割、凝固甚至融合組織。

▲單級電外科手術(shù)模式圖（來(lái)源：www.iambiomed.com）

用于射頻電外科的發(fā)生器稱(chēng)為電外科單元或 ESU）電極是手持式的，由一個(gè)（單極）或兩個(gè)電極組成 - 雙極儀器，又稱(chēng)為單級/雙極電設備。

▲（左）單極電設備；（右）雙極電設備 （來(lái)源：resources.ama.uk.com）

       電外科器械已廣泛應用于外科手術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域，從最基本的手術(shù)切口，內臟組織塊切除、切口止血，到腫瘤消融等應用；從普通外科、心胸外科，到婦科、泌尿外科、耳鼻喉科、骨科、神經(jīng)外科等各科室；從外科開(kāi)放手術(shù)，到微創(chuàng )外科手術(shù)甚至內科治療領(lǐng)域。手術(shù)室、急診室、門(mén)診室、內鏡室都能見(jiàn)到高頻電外科的身影。

1. 單級電刀：

      所有電外科手術(shù)都是“雙極的”，因為電流從一個(gè)極或電極流向另一個(gè)。在單極電外科中，有源電極是一個(gè)電極，而患者返回電極是另一個(gè)電極。單極電外科手術(shù)與其他能量方式的主要區別在于電流流過(guò)患者。這種差異使單極電外科手術(shù)的組織效應范圍最大作用電極產(chǎn)生溫度達到相應的效果后，電流通過(guò)接地電極（負極板）回流至發(fā)生器。

      在單極儀器中，外科醫生用單個(gè)小電極接觸組織。電路的出口點(diǎn)——分散電極是一個(gè)很大的表面積，例如臀部，以防止電灼傷。上述大表面積的作用是分散射頻電流，從而防止對下層組織的熱損傷。產(chǎn)生的熱量取決于接觸面積的大小、功率設置或電流頻率、應用持續時(shí)間和波形。恒定波形比間歇波形產(chǎn)生更多熱量。用于切割組織的頻率高于凝血模式。

2. 雙極電設備：

      在雙極中，作用電極與接地極均在手持設備上，電流不經(jīng)過(guò)體內，最大程度發(fā)揮電外科設備的效用，其優(yōu)勢在于電凝效果更好，正確使用下，可凝閉較大直徑（7mm）管道?，F在市場(chǎng)上有各種各樣的雙極設備，其中包括Covidien公司的LigaSure，Ethicon的ENSEAL以及ERBE的Bioclamp等。

      在雙極儀器中，電流在類(lèi)似鑷子的工具的兩個(gè)尖端之間通過(guò)。它具有不干擾其他電體活動(dòng)（例如心臟的傳導系統）的優(yōu)點(diǎn)，并且還通過(guò)壓力使組織凝固。橫向熱損傷小于單極設備。

3. 射頻消融設備：

      基本原理同單級電刀，但設備可通過(guò)對阻抗（impedance）的監測調整輸出電流的大小，在較長(cháng)的一段時(shí)間內（5-10分鐘），保證作用電極所產(chǎn)生的溫度恒定（不隨阻抗的改變而改變）。射頻 (RF) 交流電通過(guò)誘導電離分子的細胞內振蕩來(lái)加熱組織，從而導致細胞內溫度升高。當細胞內溫度達到60℃時(shí)，細胞瞬間死亡。如果組織被加熱到60-99℃，則同時(shí)發(fā)生組織干燥和蛋白質(zhì)凝固的過(guò)程。

      如果細胞內溫度迅速達到 100 攝氏度，則細胞內物質(zhì)會(huì )發(fā)生液體到氣體的轉化，汽化。雖然該過(guò)程在技術(shù)上是電凝過(guò)程，但汽化過(guò)程可用于消融組織目標，或者通過(guò)線(xiàn)性延伸，用于橫切或切割組織。汽化/切割和干燥/凝結的過(guò)程最好用相對低的電壓、連續或接近連續的波形來(lái)完成。

      射頻電外科通常用于幾乎所有外科學(xué)科，包括皮膚科、婦科、心臟、整形、眼科、脊柱、耳鼻喉科、頜面外科、骨科、泌尿科、神經(jīng)外科和一般外科手術(shù)以及某些牙科手術(shù)。

4. 濕場(chǎng)電外科：

      濕場(chǎng)設備在鹽溶液中或在開(kāi)放性傷口中操作。加熱是通過(guò)兩個(gè)電極之間的交流電產(chǎn)生的。加熱通常在電流密度最高的地方最大。因此，產(chǎn)生最多熱量的通常是最小或最鋒利的電極。

      大多數濕場(chǎng)電外科系統以?xún)煞N模式運行：切割和凝固?！扒懈睢睍?huì )導致一小塊組織蒸發(fā)，而“凝固”會(huì )導致組織“干燥”（在止血的意義上）?！案稍铩苯M織是死組織，隨后會(huì )脫落或被纖維化組織取代，但在電外科應用后它們在物理上暫時(shí)完好無(wú)損。組織死亡的深度通常在電極接觸附近幾毫米。

5. 氬氣刀：

       氬氣可增強電設備的能量輸出（電焊應該也是用的這個(gè)氣體），手術(shù)中往往使用在對實(shí)體器官的止血上（如肝臟）。