現(xiàn)代手術(shù)刀的研究進(jìn)展

王錦航　董福生　董玉英

1　河北醫(yī)科大學(xué)，河北省石家莊市　050000　2　河北省口腔醫(yī)院

現(xiàn)代手術(shù)刀的研究進(jìn)展

王錦航1董福生2董玉英2

1河北醫(yī)科大學(xué)，河北省石家莊市0500002河北省口腔醫(yī)院

摘要隨著時(shí)代的進(jìn)步，手術(shù)器械也在不斷改進(jìn)，手術(shù)刀中鋼刀、電刀、超聲刀、激光刀、射頻刀等普遍應(yīng)用于各種外科手術(shù)，而每種手術(shù)刀都有各自的優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)，針對(duì)不同手術(shù)工具的實(shí)驗(yàn)研究和臨床研究也逐步的增多，根據(jù)每種手術(shù)刀不同的特性和優(yōu)勢(shì)，合理地選擇不同手術(shù)刀一直是許多學(xué)者研究的熱點(diǎn)。本文主要針對(duì)幾種手術(shù)刀各自的原理、應(yīng)用及優(yōu)勢(shì)等方面做一闡述。

關(guān)鍵詞手術(shù)刀臨床應(yīng)用原理

外科手術(shù)的目的是對(duì)外科疾病進(jìn)行診斷和治療，而外科手術(shù)的主要過(guò)程是應(yīng)用手術(shù)刀(Surgical scalpel)切開、分離組織及切除病變組織。隨著醫(yī)學(xué)科學(xué)和自然科學(xué)的發(fā)展，手術(shù)刀已經(jīng)從最初單一的手術(shù)工具如：石、木、銅鐵制品等，發(fā)展成為集切開、止血、抽吸等多功能、多用途于一身的現(xiàn)代高科技產(chǎn)品[1]。隨著鋼刀、電刀、超聲刀、激光刀、射頻刀等手術(shù)工具普遍應(yīng)用于各種外科手術(shù)，而每一種手術(shù)刀都各有其不同的優(yōu)勢(shì)[2]。本文就其中幾種手術(shù)刀的發(fā)展、特點(diǎn)以及其臨床應(yīng)用作一綜述。

1鋼刀

普通手術(shù)刀是外科手術(shù)過(guò)程中不可或缺的重要工具。早在距今3 400多年前，在藁城臺(tái)西遺址中出土的“砭鐮”，經(jīng)專家考證后，是世界上最早的手術(shù)刀。19世紀(jì)末和20世紀(jì)初，隨著麻醉和輸血技術(shù)的日益完善，現(xiàn)代外科手術(shù)有了質(zhì)的提高，手術(shù)器械不斷改進(jìn)，手術(shù)器械工藝制作也有了很大進(jìn)步，如材質(zhì)由鐵質(zhì)演變?yōu)椴讳P鋼、鈦、鉻、釩等?，F(xiàn)在的普通手術(shù)刀由刀柄和刀片組成，依據(jù)刀片的形狀、大小不同，可分為大圓刀、小圓刀、尖頭刀、銳性手術(shù)刀、鈍性手術(shù)刀等，每種形狀的刀片都有其不同的使用范圍。應(yīng)用普通手術(shù)刀切割組織，由于其銳利的邊緣，可將組織切開，切割面邊緣整齊、解剖層次清楚，但切割創(chuàng)面出血較活躍，光鏡下可見切割邊緣細(xì)胞形態(tài)完整、組織結(jié)構(gòu)層次清晰、無(wú)變形及壞死改變，對(duì)組織無(wú)損傷。所以鋼刀能夠快速整齊地切割和分離各種軟組織，但切割面出血活躍，且結(jié)扎止血時(shí)間長(zhǎng)。例如在腫瘤切除手術(shù)中，應(yīng)用普通手術(shù)刀不僅不會(huì)出現(xiàn)脂肪液化和炭化的情況，而且可以避免電刀引起組織損傷、患者被電灼等問(wèn)題，但切割后創(chuàng)面出血相對(duì)活躍增加手術(shù)時(shí)間。

普通手術(shù)刀始終是外科手術(shù)過(guò)程中不可缺少的重要手術(shù)工具，由于其切割后對(duì)組織“零”損傷的特性，可以應(yīng)用于各種手術(shù)，但其切割后創(chuàng)面出血活躍，應(yīng)控制性的應(yīng)用于出血較多的手術(shù)中[2]。隨著科技的發(fā)展，需要進(jìn)一步的改進(jìn)普通手術(shù)刀，以求找到一種對(duì)組織無(wú)損傷，同時(shí)可以控制創(chuàng)面出血的手術(shù)刀。

2高頻電刀

高頻電刀是取代普通手術(shù)刀的電外科器械。外科手術(shù)領(lǐng)域的電氣化革新可追溯到19世紀(jì)末20世紀(jì)初，最早應(yīng)用于腫瘤的電灼療法中[3]。根據(jù)醫(yī)用物理學(xué)的原理，高頻電刀就是利用高頻電流通過(guò)機(jī)體的熱效應(yīng)而制成的。由于接觸的有效面積很小，而電極下組織中的電流密度卻很大，所以可以在一瞬間產(chǎn)生大量的熱，把電極下的組織爆發(fā)性地蒸發(fā)掉，分裂成一個(gè)不出血的、窄而平坦的、深幾毫米的切口，而且還可以使血管中的血液凝固到一定的深度，代替結(jié)扎，完成切口的止血工作。由于高頻電刀的工作原理，應(yīng)用高頻電刀切割組織后切割創(chuàng)面整齊、無(wú)滲血，但可以引起局部組織血液供應(yīng)障礙、組織細(xì)胞破壞、部分組織炭化和脂肪液化。所以高頻電刀具有切割速度快、止血效果好、操作簡(jiǎn)單、視野清晰、術(shù)后疼痛減少，但不能用于同一部位反復(fù)切割和鉗夾大塊組織電灼。

近年來(lái)，高頻電刀廣泛應(yīng)用于婦科、口腔科、普外科等科室，其中以婦科中的手術(shù)應(yīng)用最廣泛。在宮頸手術(shù)中應(yīng)用高頻電刀能保證足夠的切除范圍和清晰的切緣，減少術(shù)中出血，提高手術(shù)速度，但是病理檢查顯示標(biāo)本切緣有少量組織的熱損傷，但不影響對(duì)組織的病理檢查和手術(shù)效果[4]。在口腔科的牙齦成形術(shù)和舌系帶矯正術(shù)中[5]，應(yīng)用高頻電刀可以明顯縮短手術(shù)時(shí)間，減少術(shù)中出血，術(shù)野清晰，一次手術(shù)效果和預(yù)后效果理想，減少患者痛苦。高頻電刀在皮膚組織的應(yīng)用：應(yīng)用高頻電刀行清創(chuàng)術(shù)或切割感染的皮膚組織時(shí)，高頻電刀不僅會(huì)影響創(chuàng)口的愈合，而且還會(huì)增加組織感染的幾率[6]。這些可能是由于電刀切割時(shí)，一方面電流和熱能沿切緣呈放射狀分布，導(dǎo)致局部組織血液供應(yīng)障礙、組織細(xì)胞破壞切口積液；另一方面，大量的脂肪細(xì)胞破壞，脂肪液化，致使脂肪外溢，再加上高溫促使組織出現(xiàn)凝固壞死，這些均是細(xì)菌的良好培養(yǎng)基，這時(shí)如果組織本身有感染就會(huì)增加細(xì)菌感染幾率。

高頻電刀應(yīng)該嚴(yán)格掌握其適應(yīng)證，對(duì)于術(shù)中出血較多有活動(dòng)性出血的患者，可以選擇性的應(yīng)用高頻電刀，減少患者術(shù)中出血，縮短手術(shù)時(shí)間。而對(duì)于脂肪組織含量較高的組織應(yīng)該控制性的使用高頻電刀。應(yīng)用高頻電刀后可引起組織炭化和脂肪液化的這一問(wèn)題還有待解決。

3超聲刀

超聲波在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用大致可分為兩大類：功率超聲和檢測(cè)超聲。1928年德國(guó)人Mulwert試用了超聲治療慢性耳聾； 80年代超聲手術(shù)刀開始在外科應(yīng)用，包括超聲白內(nèi)障乳化、超聲骨科形成和超聲肝臟腫瘤吸引等。超聲刀是采用超聲能對(duì)軟組織進(jìn)行止血、切開和凝固，適用于對(duì)需要控制出血和最小程度熱損傷的軟組織進(jìn)行切開。超聲刀可以分為吸引式超聲手術(shù)刀和切割式超聲手術(shù)刀。吸引式超聲手術(shù)刀主要利用超聲空化效應(yīng)來(lái)完成，在破壞和吸出高含水量組織細(xì)胞的同時(shí)，使彈性較強(qiáng)的膠原組織完好無(wú)損，粉碎病變組織或準(zhǔn)備去除的組織。由于其原理因此吸引式超聲手術(shù)刀對(duì)于腦、肝、脾等器官作用好，而對(duì)膠原成分較多的血管、筋膜等作用甚微。切割式超聲手術(shù)刀刀頭以一定的諧振頻率進(jìn)行高頻振動(dòng)，使組織內(nèi)的水汽化，蛋白質(zhì)氫鍵斷裂、變性，細(xì)胞崩解，使組織被切開或凝固，在組織分離和組織切割的同時(shí)凝血止血。不依靠熱的損壞，沒(méi)有過(guò)熱現(xiàn)象，刀頭上的溫度并不很高，不會(huì)形成煙霧；切開后的斷面光滑，傷口易于愈合[7]。超聲刀具有術(shù)中出血量少、手術(shù)視野清晰、對(duì)周圍組織損傷小、安全性高、感染少及術(shù)后恢復(fù)快的優(yōu)點(diǎn)，可用于直視和內(nèi)鏡外科手術(shù)。但超聲刀的切割和凝血速度受限于超聲換能器件的電聲轉(zhuǎn)換效率，對(duì)于大束組織及較粗血管的切割止血效果不夠理想[8]，但封閉小血管效果較好，可以封閉6mm以下的靜脈血管[9]。

超聲刀可以應(yīng)用于肝膽外科手術(shù)，普通外科的結(jié)腸切除術(shù)、胃底成型術(shù)、闌尾切除術(shù)，婦產(chǎn)科的子宮肌瘤切除術(shù)、子宮切除術(shù)。由于超聲刀的優(yōu)點(diǎn)，在血液供應(yīng)豐富、手術(shù)操作空間狹小的組織中應(yīng)用更為廣泛，如甲狀腺切除術(shù)、胃部分切除術(shù)、子宮切除術(shù)，傳統(tǒng)手術(shù)方式中為了控制出血主要依靠結(jié)扎止血或應(yīng)用電刀止血，都易損傷周圍重要組織，遺留物更可能導(dǎo)致炎癥反應(yīng)的發(fā)生，組織出現(xiàn)熱損傷、焦痂，甚至導(dǎo)致組織粘連加重。

現(xiàn)今，超聲外科手術(shù)及其儀器設(shè)備幾乎已進(jìn)入外科手術(shù)的各個(gè)?？祁I(lǐng)域，而被廣泛地應(yīng)用于開放型外科手術(shù)，并成為外科技術(shù)進(jìn)步的標(biāo)志之一。但由于其不能應(yīng)用于大束組織及較粗血管的切割，超聲刀的發(fā)展也受到的一定的影響。

4激光刀

1960年7月，梅曼成功在美國(guó)加州休斯研究所研制成了世界上第一臺(tái)紅寶石激光器，次年被應(yīng)用于治療眼科疾病，從此開創(chuàng)了激光在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用。激光是一種能產(chǎn)生高能量、高度聚焦且具有一定穿透力的單色光，作用于人體組織而在局部產(chǎn)生高熱量以去除或破壞病灶組織。由于組織的光學(xué)特性復(fù)雜和具有特異性，不同組織對(duì)特定波長(zhǎng)的激光吸收、反射、透射及散射特性不一樣，而特定組織對(duì)不同波長(zhǎng)激光的光學(xué)性質(zhì)也不一樣。因此，如果將多波長(zhǎng)激光應(yīng)用于激光手術(shù)刀必將大大提高手術(shù)的效率。近年來(lái)，出現(xiàn)了多波長(zhǎng)組合式激光系統(tǒng)，能產(chǎn)生出CO2、KTP、Ho:YAG和Nd:YAG等多種激光，常用的激光手術(shù)刀為Nd:YAG型，分為非接觸式和接觸式兩種。非接觸式激光刀可以選擇性地定量切除壞死組織，切口邊緣平整，外圍正常組織損傷少，且激光刀本身具有高溫殺菌作用，器械與切除區(qū)不接觸，大大減少了術(shù)后的感染。接觸式激光手術(shù)刀操作時(shí)刀頭與組織直接接觸，其優(yōu)點(diǎn)是刀尖直徑小，輸出功率密度大，刀鋒鋒利，切割速度快，有觸覺反饋，可作精確切開。組織損傷小而淺，刀尖溫度高，不易發(fā)生組織粘連，且有良好的殺菌作用。應(yīng)用激光刀切割組織后，切割面無(wú)滲血，切割邊緣整齊，但由于激光的熱損傷使創(chuàng)口愈合過(guò)程早期的成纖維細(xì)胞數(shù)量較普通手術(shù)刀中成纖維細(xì)胞的數(shù)量稍少，故應(yīng)用激光刀切割后其創(chuàng)口愈合稍延緩。

激光手術(shù)具有傳統(tǒng)手術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)越性。首先激光手術(shù)切口小，周圍組織損傷小，愈后瘢痕形成少[10]。其次激光手術(shù)刀具有術(shù)中出血少的特點(diǎn)，尤其是應(yīng)用激光刀切割血管豐富的組織時(shí)，止血效果好，術(shù)中出血少[11]。例如應(yīng)用激光手術(shù)刀行肝臟切除、惡性腫瘤切除、舌部腫物切除術(shù)后，不僅可以有效的減少患者術(shù)中出血、縮短手術(shù)時(shí)間，還可以減輕術(shù)后反應(yīng)，減少患者痛苦，促進(jìn)正常組織再生[12]。但因激光刀在正常血流下只能封閉直徑0.5mm以下的血管，故較大血管可產(chǎn)生出血，術(shù)中仍需鉗夾并結(jié)扎止血。再次激光刀也可以應(yīng)用于硬組織切除，其具有切割范圍精確、不損傷周圍組織的特點(diǎn)。如：應(yīng)用激光手術(shù)刀切割軟骨和骨組織時(shí)，切割寬度小于骨鋸切除的寬度，可做多種形態(tài)的切口，切面光滑銳利，骨小梁無(wú)粘連及脆裂，且切割面出血少無(wú)器械接觸時(shí)的震動(dòng)感[13]。

目前激光刀以其自身的優(yōu)越性已經(jīng)廣泛應(yīng)用于普通外科、神經(jīng)外科、眼科、皮膚科、耳鼻喉科、婦科及泌尿科等多個(gè)科室的臨床治療中。但是由于激光刀設(shè)備較昂貴，且組織對(duì)激光波長(zhǎng)存在選擇性吸收，還是對(duì)其存在一定的制約性。

5射頻刀

1978年，美國(guó)牙醫(yī)Ellman首先將射頻電波應(yīng)用于牙科軟組織手術(shù)中，隨后射頻電波在不同醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。射頻外科中的射頻刀在結(jié)構(gòu)上與高頻電刀類似，但與高頻電刀有以下三個(gè)方面的區(qū)別：(1)輸出頻率。高頻電刀輸出的是0.1～2.9MHz的高頻電流，而射頻刀發(fā)生器輸出的頻率則是3.0～4.0MHz的高頻無(wú)線電波[14]。(2)電極板與組織是否接觸。高頻電刀的電極板必須接觸皮膚，而射頻刀的電極板可以不接觸皮膚，只需要在靠近手術(shù)部位的位置下面平鋪上就可以。(3)切割時(shí)組織是否產(chǎn)熱。高頻電刀切割組織時(shí)會(huì)產(chǎn)熱，而射頻刀工作時(shí)手術(shù)電極本身溫度不會(huì)升高，可以實(shí)現(xiàn)低溫下的切割、止血和消融[15]。射頻刀的原理為：當(dāng)高頻電波遇到細(xì)胞內(nèi)的水分子時(shí)，水分子對(duì)電波產(chǎn)生的阻力，使電波能量在水分子內(nèi)轉(zhuǎn)換成為機(jī)械能量，引起水分子瞬間激烈震蕩，細(xì)胞內(nèi)的水分子由液態(tài)水在瞬間轉(zhuǎn)化成為汽態(tài)水，細(xì)胞在水分子體積膨脹的情況下破裂。由于射頻刀所特有的細(xì)胞水平的組織切開，僅造成電極尖端組織的細(xì)胞汽化，形成線狀的細(xì)胞破壞，因此切口纖細(xì)光滑，形狀和深度也可以得到精確的控制，而且刀頭體積小，術(shù)野遮擋少，能更好的滿足外科手術(shù)精確性的要求。應(yīng)用射頻刀切割組織后，切割邊緣整齊、創(chuàng)面無(wú)滲血、未見組織壞死和炭化，切割邊緣解剖層次清晰。

所以射頻刀具有術(shù)中出血少、周圍組織熱損傷少、創(chuàng)緣無(wú)炭化、術(shù)后創(chuàng)口愈合時(shí)間短，無(wú)瘢痕形成等特點(diǎn)。由于射頻刀的這些優(yōu)點(diǎn)，使其可以廣泛應(yīng)用于皮膚科、耳鼻喉科、整形美容科等不同領(lǐng)域。首先，射頻刀可以用于正常皮膚組織的切割，還可以用于感染的皮膚創(chuàng)面切割。例如應(yīng)用射頻刀切割正常皮膚組織或?qū)Ω腥酒つw組織行清創(chuàng)術(shù)時(shí)，術(shù)中切口光滑整齊、切緣兩側(cè)出血少、手術(shù)時(shí)間少，術(shù)后切緣處細(xì)菌顯著減少、大量膠原蛋白再生、上皮化程度較好、愈合時(shí)間短、瘢痕形成少[16]。其次，射頻刀可以用于鼻息肉切除、扁桃體切除、舌系帶矯正術(shù)等。例如應(yīng)用射頻刀行扁桃體切除術(shù)和部分舌體切除術(shù)，術(shù)中減少了切口出血，視野清晰，減少了切口出血在手術(shù)進(jìn)行時(shí)導(dǎo)致的患者咽反射加劇和手術(shù)中患者出血誤吸誘發(fā)的劇烈咳嗽和其他并發(fā)癥，而且術(shù)后無(wú)瘢痕形成所致咽部異物感或吞咽困難等癥狀。最后，由于射頻刀術(shù)后瘢痕形成少的特點(diǎn)，可以應(yīng)用于唇腭裂整復(fù)術(shù)、面部腫物切除術(shù)和連體嬰兒手術(shù)等。例如應(yīng)用射頻刀治療頜面部的橫紋肌肉瘤，術(shù)中切割組織精確、出血少、切割面整齊，周圍組織無(wú)熱損傷、無(wú)炭化，術(shù)后反應(yīng)輕、組織愈合好，無(wú)瘢痕，無(wú)復(fù)發(fā)，具有較高的臨床應(yīng)用價(jià)值[17]。

目前射頻刀以其操作簡(jiǎn)單，使用方便，適用范圍廣，術(shù)中及術(shù)后效果良好，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，并且在臨床治療中反響較好，但是由于其在臨床應(yīng)用時(shí)間還比較短，許多問(wèn)題還需要進(jìn)一步的研究。

綜上所述，現(xiàn)階段對(duì)于各種手術(shù)刀的基礎(chǔ)研究及臨床報(bào)道相對(duì)較多，每種手術(shù)刀都有自身的優(yōu)缺點(diǎn)，但各種手術(shù)刀之間相互比較的研究相對(duì)較少，通過(guò)現(xiàn)有的研究發(fā)現(xiàn)射頻刀切割組織后，對(duì)組織的損傷較少，創(chuàng)面愈合也較好。但目前不同手術(shù)刀切割皮膚后，對(duì)皮膚愈合影響的基礎(chǔ)及臨床研究還少有報(bào)道，這也將成為未來(lái)的研究方向之一，隨著人們對(duì)美觀要求的提高，減少術(shù)后瘢痕的產(chǎn)生，更好的、更正確的選用不同手術(shù)刀將越來(lái)越受到大家重視。

參考文獻(xiàn)

[1]Ochsner J. Surgical knife〔J〕.Tex heart Inst J,2009,36(5): 441-443.

[2]楊勇，全志偉.手術(shù)刀的演變及現(xiàn)代手術(shù)刀的使用.中國(guó)實(shí)用外科雜志，2006,26(1)：25-27.

[3]Schwaitzberg SD．Evolutions and revolutions in surgical energy〔M〕//Liane F，Pascal P，Daniel BJ．The SAGES Manual on the Fundamental.Use of Surgical Energy(FUSE)．Berlin：Springer Verlag，2012：3-13．

[4]Wright TC，Massad LS，Dunton CJ，etal．2006 Consensus guideline for management of women with cervical intraepithelial neoplasia or adenocarcinoma in site〔J〕.Am J Obstet Gynecol,2007,197(4)：346-355．

[5]杜鈺，沈駿，陳紅娟.高頻電刀治療幼兒舌系帶粘連癥168例臨床分析〔J〕.中國(guó)臨床醫(yī)學(xué)，2011,18(3)：381-382.

[6]Ji GW,Wu YZ，Wang X，etal.Experimental and clinical study of influence of high-frequency electric surgical knives on healing of abdominal incision〔J〕. World J Gastroenterol,2006,12(25):4082-4085.

[7]林國(guó)慶，曲哲．超聲手術(shù)刀工作原理及臨床應(yīng)用〔J〕．醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2008，29(8)：108-109．

[8]潘光棟，楊建青．超聲切割止血刀與Ligasure在腹部外科開放手術(shù)中的應(yīng)用〔J〕．微創(chuàng)醫(yī)學(xué)，2009，4(5)：546-548．

[9]Miccoli P，Materazzi G，Miccoli M，etal.Evaluation of a new ultrasonic device in thyroid surgery： comparative randomized study〔J〕.Am J Surg，2010,14(6)：736-740.

[10]Amini-Nik S，Kraemer D，Cowan ML，etal．Uhrafast mid-IR laser scalpel：protein signals of the fundamental limits to minimally invasive surgery〔J〕．PloS One,2010,28(9):el3053．

[11]Silverman EB,Read RW,Boyle CR,etal.Histologic comparison of canine skin biopsies collected using monopolar electrosurgery,CO2laser,radiowave radiosurgery,skin biopsy punch,and scalpel〔J〕.Veterinary Surgery,2007,36(1)：50-56.

[12]Oron U，Maltz L，Tuby H，etal.Enhanced liver regeneration following acute hepatectomy by low-level laser therapy〔J〕.Photomed Laser Surg,2010,28(5):675-682.

[13]Hafez MI,Coombs RR,Zhou S,etal.Ablation of bone,cartilage, and facet joint capsule using Ho:YAG laser〔J〕.J Clin Laser Med Surg,2002,20(5):251-255.

[14]James Koch R.Radiofrequency nonablative tissue tightening〔J〕．Facial Plast Surg Clin N Am，2004,12(3):339-346.

[15]Gholamhoseini B, S Mohitmafi, PR Tehrani,etal. Histopathologic Comparison of Radiofrequency and Scalpel Blade on Mice Skin Incisional Wound Healing Model〔J〕. Pakistan Veterinary Journal,2012, 32(3):382-385.

[16]Akosy F,Ozturan O,Veyseller B,etal.Comparison of radiofrequency and monopolar electrocautery tonsillectomy〔J〕. The Journal of Laryngology & Otology,2009,124(2)：180-183.

[17]Nashida Y，Yamakado K，Kumamoto T，etal.Radiofrequency ablation used for the treatment of frequently recurrent rhabdomyosarcoma in the masticator space in a 10-year-old girl〔J〕. J Pediatr Hematol Oncol,2007,29(9):640-641.

(本文通訊作者：董福生)

(編輯雅文)

收稿日期2014-12-17

中圖分類號(hào)：R608

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-7585(2015)04-0447-03