高頻手術刀的技術發(fā)展與合理選擇

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同濟大學附屬同濟醫(yī)院設備物資處,上海 200065

高頻手術刀的技術發(fā)展與合理選擇

楊坤,鄭博(綜述),邵蕾(審校)

同濟大學附屬同濟醫(yī)院設備物資處,上海200065

高頻手術刀是臨床手術使用最廣泛的醫(yī)療設備之一,本文通過對高頻手術刀的發(fā)展和技術創(chuàng)新,解析高頻手術刀的各種類型以及它們的具體特性。提出我們如何去選擇各種不同產品,包括對配套附件的選擇要求。

高頻手術刀; 特征; 選擇

高頻電刀(高頻手術器)是一種取代機械手術刀進行組織切割的電外科器械。它通過有效電極尖端產生的高頻高壓電流與肌體接觸時對組織進行加熱,實現(xiàn)對肌體組織的分離和凝固,從而起到切割和止血的目的。交變電流發(fā)明后人類就產生了將交變電流用于臨床止血和治療的設想;1924年一個物理學家和一個神經外科專家共同研制出世界上第一臺電刀,取名“BOVIE”。至今,已有90多年的歷史了。其經歷了火花塞放電——大功率電子管——大功率晶體管——大功率MOS管四代的更變。當前隨著大規(guī)模集成電路和大功率半導體器件的不斷涌現(xiàn),尤其伴隨著計算機技術的普及、應用、發(fā)展,高頻電刀產品取得了長足進步;可以實施對各種功能下功率波形、電壓、電流的自動調節(jié),加上配備各類合理的手術器械,向著各個外科領域不斷深入。各種安全指標的檢測,以及程序化控制和故障的檢測及指示。因而大大提高了設備本身的安全性和可靠性,保證了使用質量和操作醫(yī)師與患者的安全。

圖1 基本結構Fig.1 Basic structure

1 高頻電刀的技術發(fā)展

隨著臨床醫(yī)療需求不斷深入,醫(yī)學診療技術得益于現(xiàn)代化科學技術的飛速進展,計算機、半導體集成電路、換能器等紛紛應用于醫(yī)療器械和臨床診療中,轉化醫(yī)學成功案例舉不勝舉;高頻電刀作為外科手術的支撐設備,其發(fā)展朝著專業(yè)化、綜合化、平臺化的方向不斷深入。

1.1 各種單一類

單一類型高頻手術器是特別為臨床單一學科使用目的而專業(yè)設計的,部分?？剖褂脳l件茍刻,精度要求高,電流和電壓波形特殊,但是這計算機發(fā)展的時代,要想得到這種特殊的高頻電流波形是非常方便的。一些通過動物實踐得到的數(shù)據(jù)很快會轉用于臨床,得到臨床醫(yī)師的好評,并且使用特殊品種安全性高并且操作方便。

單極高頻電刀,僅僅具有單極模式下的純切、混切、電凝;單極電刀的電極由手術電極(筆式電極)和中性電極(板式電極)組成。手術電極將高頻電流傳遞到患者身體的手術部位,形成很高的電流密度,中性電極則收集作用于人體的高頻電流,使其回到電刀,從而完成電流回路。中性電極將電能量很好地分散,電流密度較低,不至于在極板處發(fā)生誤燙傷。

圖2 電流方向Fig.2 Direction of current

雙極電凝器的雙極電凝是通過雙極鑷子的2個尖端,1個作正極,1個作負極,向機體組織提供高頻電流,產生熱效應,使雙極鑷子兩端之間的組織或血管脫水而凝固,從而達到止血的作用閉;長用于精細化治療的神經外科和血管外科以及整形外科。因其功率較小,作用部位集中,較少出現(xiàn)安全問題。

電灼器為單極電灼;如專用于婦科宮頸糜爛電燙設備和皮膚科電灼設備等。

內窺鏡專用高頻發(fā)生器:具有純切、混切、單極電凝;主要用于腹腔鏡。

多功能高頻美容儀:具有點凝、點灼、超高頻電灼。

眼科專用電凝儀:考慮眼內手術的精細程度,設置合適的電壓和精確調節(jié)功能使產生的火花非常細小,不會影響周圍組織。

射頻消融儀:通過特殊設計,能夠細微透過作用點進行心肌組織消融,完全避免低頻電流刺激,是一種安全等級特高的心臟導管治療心律失常專用治療設備[1]。

1.2 綜合類型多功能高頻電刀

適用與各類外科手術,屬于手術室基本配置設備,通常具有2種使用模式和3種常用應用方式。

單極模式:含單極純切;單極混切(多種混合比);單極電凝。在單極模式中,用一完整的電路來切割和凝固組織,該電路由高頻電刀內的高頻發(fā)生器、患者極板、接連導線和電極組成。在大多數(shù)的應用中,電流通過有效導線和電極穿過患者,再由患者極板及其導線返回高頻電刀的發(fā)生器。

雙極模式:含雙極電凝;雙極電切。雙極電凝是通過雙極鑷子的兩個尖端向機體組織提供高頻電能,使雙極鑷子兩端之間的血管脫水而凝固,達到止血的目的。它的作用范圍只限于鑷子兩端之間,對機體組織的損傷程度和影響范圍遠比單極方式要小得多,適用于對小血管(直徑<4 mm)和輸卵管的封閉。故雙極電凝多用于腦外科、顯微外科、五官科、婦產科以及手外科等較為精細的手術中。

電切方式,(1)自動電切(auto cut):根據(jù)自動對患者手術部位的不同組織結構的阻抗進行測試,通過調整電壓對工作電流進行調整,不斷是自身適應手術醫(yī)師的工作模式,其特性輕柔,對組織溫和,可用于良好導電組織的電切手術,如肌肉組織和血管組織、超細結構的解剖和分離。(2)高能電切(high cut):高能電切是專門用于脂肪組織和液體環(huán)境下的切割模式,其自動控制電弧強度一確保切割過程在最小的輸出功率下進行。如泌尿外科手術中的經尿道前列腺電切術。(3)精細電切(precise cut):這是一種極精細并可精確調節(jié)強度、功率輸出的電切模式,應用于控制在極微小程度的手術創(chuàng)口,圖神經外科、整形科、耳鼻喉科和皮膚科。

混切方式(dry cut):利用電壓調節(jié)同高頻調制波形的結合、提供切割階段完美止血效果的模式。調制波形的百分比可以任意設置,百分比為零時即為自動電切;百分比為100時,就是下面要介紹的純電凝模式。無血電切與其他電切模式相比,是一種更高強度的止血切割。

電凝方式:經典電凝(classic cut)是一種完全被調制的高頻電流,適用于手術中需要的良好止血效果且對周圍組織損失輕,通過合理的調節(jié)輸出電壓使切口組織蛋白變性干燥化,可以做到減少煙霧和無煙霧。逐漸被人所認識,其使用范圍也在逐漸擴大。

1.3 復合類型

隨著醫(yī)療技術的發(fā)展和臨床不斷提出的要求,以高頻手術器為主的復合型電外科設備也有了相應的發(fā)展:高頻電刀與氬氣噴射技術結合形成了高頻氬氣刀,應用于彌漫性出血可以達到快速有效的作用。

超聲手術刀是在手術柄中有一個換能器,將主機發(fā)生器提供的高頻電流轉換成超聲能,利用超聲的空化效應和約55.5 Hz的振動能,對組織產生瞬間65～70 ℃的高溫,對組織進行切割和凝血。由于溫度合適,手術時沒有煙霧,產熱有效范圍小,有利于引發(fā)肌體啟動修復再生細胞的功能。配有各種類型刀頭,方便用于各類外科手術。

超聲外科吸引器(cavitron ultrasonic surgical aspirator,CUSA)具有振動切割、灌注和吸引三部分組成。其中空的鈦管沿縱向振動,在接觸肝組織時,薄壁組織被搗碎,肝組織被分離,細胞碎片經灌注的鹽水沖洗后再經中空鈦管吸去。同時,比較堅韌的組織如血管、膽管不易被振碎而保留下來。CUSA 切肝技術在歐美國家得到普及,成為現(xiàn)代肝臟外科的規(guī)范化技術之一。CUSA切肝技術,積累了豐富的切肝經驗。在臨床應用時,一般先將肝包膜切開,然后用超聲刀分離肝實質,逐漸由肝實質淺層向深層分離。在分離的斷面上僅留下粗細不等的血管和膽管。在切肝過程中,CUSA的輸出功率應根據(jù)肝臟的質地來調節(jié),切肝時遇見細小的管道可以用鑷子夾住,電凝后切斷。2 mm以上的管道應結扎或鈦夾鉗夾后切斷。當遇到門靜脈、肝動脈、膽管或肝靜脈的主干時,調低CUSA的輸出功率,然后使刀頭移動方向與血管平行,將血管周圍的肝實質游離后,就能顯露出該血管,很容易將血管結扎剪斷。如果較大的血管發(fā)生了破口,可以用Prolene進行修補。專用于大血管止血用的百克鉗,利用止血鉗的特殊材料設計和大血管精密接觸的壓力與面積,加上高頻電刀 專用的高頻頻率調制波形和有效控制電流,使血管壁的組織蛋白變性產生黏合,足以抵抗動脈壓力的沖擊,可以對7 mm的大血管進行閉合,極大方便了臨床大型手術的開展。

將高頻電刀、氬氣發(fā)生器、超聲手術刀、百克鉗等組合在一起,發(fā)展成為一臺手術能量平臺,手術中可以根據(jù)不同的手術需求使用不同的電外科器械,完成和達到各種切割和止血目的,是高頻電刀復合類型的典范[2]。

特殊的高頻電流設計用于內鏡稱為專用高頻電內鏡治療模式,為胃鏡和腸鏡內鏡下各類治療作出安全保證;內鏡電切模式是一種電切和點電凝自動交替的模式,具有練好的可控性;專用內鏡模式還可為電凝預先設置凝固百分比,控制電火花的大小等;還可進行更細化的參數(shù)設置,如“電切間隔”“單次電切持續(xù)時間”等[3],在胃鏡和腸鏡檢查治療中,具體的細微的治療參數(shù)設置讓內鏡治療從不可能變?yōu)榭赡?操作非常簡捷;安全參數(shù)的可設置極大方便了內鏡醫(yī)師的操作,內鏡治療的各種應用已經全面打開。

2 合理選擇產品

產品類型合理選擇高頻電刀的類型是確保高頻電刀的合理使用和安全使用的首要關鍵;綜合手術的建立應該選擇綜合類型高頻電刀,單極、雙極以及電切、混切和電凝方式一一具備。

當醫(yī)院學科發(fā)展進入一定的亞專科階段,手術病種單一性集中體現(xiàn),購置專用的單一品種高頻手術器更為合理,功能選擇簡單方便、電壓電流設置合理以及安全性能高,治療療效好。

使用功率切忌盲目增大電刀的輸出功率,以剛好保證手術效果為限。因為高頻電刀手術中任何危險均隨功率的增大而增加。一般電極電刀手術使用的功率在20～80 W左右,特殊手術如截肢要求大一些;單極模式臨床使用中很少超過200 W,只有在水中操作時使用功率才會要求達到300 W以上;因此不應全部購置300 W以上功率的電刀,應該選用合適功率即可。

極板灼傷主要是由于從手術電極返回的電流密度過大,從而使病員貼放的電極板部位產生過流,由此形成灼傷。而通常人體返回的電流密度的安全界限在 0102 A/cm2之內。一般單極電刀手術功率在20～200 W,特殊手術需要功率大一些,但絕大不允許超過 400 W。高頻電刀使用中不管發(fā)生任意情況,電刀的輸出電壓必須穩(wěn)定,突變電壓范圍不可≥20%否則很有可能發(fā)生燙傷事故[4]。

當功率調大使用時,應加強檢查極板安放情況、極板及刀頭電纜的完好程度、機器狀態(tài)和病員懸浮程度,千萬別隨意增大輸出功率設定值。在不能預知正常功率時,應從小到大逐步試驗到剛好用為止。機器使用結束和開機之前均應保證個輸出功率設定值在較低值,否則過大功率突然加到病員身上。

安全檢測功能現(xiàn)代技術發(fā)展使高頻電刀不僅僅是一臺高頻電流發(fā)生器;為保證臨床安全使用,高頻電刀應該具有一系列安全防范措施[5]:(1)輸出功率指示;能夠明確目前的輸出功率。(2)功率預置、調節(jié);必須是線性調節(jié)和連續(xù)調節(jié)。(3)患者極板檢測報警;利用阻抗測試負極板與皮膚接觸情況,接觸不良需報警及時切斷輸出。(4)操作類型音頻指示;提示醫(yī)師當前使用的方式。(5)接地不良報警功能;避免對醫(yī)師和患者產生電擊傷害。

3 正確配置輔助配件

高頻電刀的使用依靠的是主機和輔件的合理配合。根據(jù)國家食品藥品監(jiān)督管理局的要求,大多數(shù)附件需要一次性使用,因此隨棄型產品變?yōu)橹貜托允褂脮硐靖綦x不完善和安全使用無保證的困境。

附件的配置以原廠家產品最為合理,如果從經濟節(jié)約角度出發(fā)選擇其他品牌,希望通過對一些具體性能的考察和測試,選擇最接近功能配合產品為替代。

4 結語

高頻電刀產品發(fā)展技術迅速,產品品種層出不窮,如何合理選擇和正確使用是設備管理部門需認真對待的,通過開展對產品的技術評估是了解和評定一種好產品的必經之路。

[1] 李撈摸,張慶勇,朱艷,等.高頻電刀功率誤差曲線及標稱負載符合性的測試分析[J].中國醫(yī)學裝備,2016,13(2):39-41.

[2] Dodde RE,Gee JS,Geiger JD,et al.Monopolar electrosurgical thermal management for minimizing tissue damage[J].IEEE Trans Biomed Eng,2012,59(1):167-173.

[3] 李冬梅.探討高頻電刀對腹腔手術切口愈合的影響[J].中國醫(yī)藥指南,2017,15(7):147-148.

[4] 黃建輝.高頻電刀的結構原理與使用安全[J].醫(yī)療裝備,2016,29(1):39-40.

[5] 束靜,章玲,許鳴,等.醫(yī)用高頻電刀的質量檢測技術與實踐[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2014,35(4):82-83.

Technicaldevelopmentandselectionofhigh-frequencyelectricknife

YANGKun,ZHENGBo,SHAOLei

DepartmentofMaterialsandEquipment,TongjiHospitalAffiliatedtoTongjiUniversity,Shanghai200065,China

High-frequency electric knife is one of the most widely used clinical medical equipments.Based on technical development,various types of high-frequency electric knives and their specific characteristics were analyzed.The article offered suggestions on choosing different high-frequency electric knives and accessories.

High-frequency electric knife; Characteristics; Selection

R616.1

A

2095-378X(2017)03-0215-04

2017-07-24)

楊 坤(1979—),男,高級工程師,從事臨床工程技術

邵蕾,電子信箱:lei_shao1@163.com

10.3969/j.issn.2095-378X.2017.03.019