介紹
在現代臨床醫學中，已經出現了大量的高級工具和技術，在增強醫療程序的有效性和精度方面發揮了關鍵作用。其中，電外科單元（通常稱為電視體）是一種必不可少的設備，對手術和醫療實踐產生了巨大影響。
電動組已成為全球手術室和醫療設施不可或缺的一部分。它改變了手術的執行方式，比傳統的手術方法具有多個優勢。例如，過去，外科醫生經常面臨諸如手術過程中失血過多的挑戰，這可能導致患者並發症和更長的康復時間。電動組的出現大大減輕了這個問題。
此外，電磁組擴大了微創手術的可能性。最小的侵入性手術通常與疼痛減輕，住院時間較短以及患者的恢復率更快有關。該電動組使外科醫生可以通過較小的切口進行複雜的手術，從而減少了患者體內的創傷。這不僅使患者受益於身體康復，而且對經濟影響有所幫助，因為較短的醫院住院可能會導致醫療保健費用降低。
隨著醫學不斷發展的發展，對電子專業人士，患者和對醫學領域感興趣的人的工作原理，應用和潛在風險至關重要。本文旨在全面探索臨床醫學中的電動組，深入研究其技術方面，各種醫學專業，安全考慮以及未來前景的各種應用。
電外科刀的工作原理
手術中電能的基礎
電外科刀在與傳統的機械手術刀根本不同的原理上運行。傳統的手術刀依靠鋒利的邊緣來物理切開組織，就像用食物切片的廚房刀一樣。這種機械切割作用會導致組織完整性的破壞，並切斷血管，導致出血，通常需要採取其他止血措施，例如縫合或使用止血劑。
相反，電外科刀使用高頻率交流電流（AC）。基本思想是，當電流通過導電介質時，在這種情況下，生物組織會導致電能轉化為熱能。這種熱效應是電外科單元功能的關鍵。
電外科手術單元的電外科單元（ESU）包含一個高頻率發生器。該發電機產生的電流通常在數百千赫茲（KHz）範圍內到達幾個兆赫茲（MHz）。例如，許多常見的電外科設備的運行頻率約為300 kHz至500 kHz。然後將這種高頻率電流傳遞到手術電極的外科部位，該電極是電外科單元的尖端。
當高頻率電流到達組織時，組織對電子流的抗性會導致組織加熱。隨著溫度的升高，組織細胞內的水開始蒸發。這種蒸發導致細胞的快速擴張，導致它們破裂並導致組織切割。從本質上講，電外科單元“燃燒”通過組織，但是以受控的方式，因為可以根據手術要求調整電流的功率和頻率。
不同頻率的作用
電外科單元中交流電流的頻率在確定手術期間的特定功能（即切割和凝結）中起著至關重要的作用。
切割功能：
對於切割函數，經常使用相對較高的頻率連續 - 波電流。當將高頻率電流應用於組織時，電場的快速振盪會導致組織內的帶電顆粒（例如細胞外和細胞內液體中的離子）快速來回移動。該運動會產生摩擦熱，從而迅速使細胞內的水蒸發。隨著由於水的快速蒸發而導致的細胞破裂，組織有效切割。
高頻連續 - 切割的波電流設計為在電外科單元的尖端產生高密度熱。這種高密度的熱量可以快速乾淨地切入組織。關鍵是要在短時間內提供足夠的能量來使組織細胞蒸發。例如，在典型的外科手術過程中，具有適當的高頻率電流設置為切割模式的電外科手術單元可以產生平滑的切割，最小化組織創傷的量，並降低可能使用傳統手術刀出現的撕裂或破爛邊緣的風險。
凝血功能：
當涉及到凝血時，採用了不同的電流的不同頻率和波形。凝血是通過導致血液和周圍組織中的蛋白質變性並形成凝塊（如物質）來阻止出血的過程。這是使用較低的頻率，脈衝 - 波電流實現的。
脈衝 - 波電流在短爆發中提供能量。當這種脈衝電流通過組織時，與用於切割的連續波電流相比，它以更具控制的方式加熱組織。產生的熱量足以使血液和組織中的蛋白質變色，但不足以像切割一樣引起快速蒸發。這種變性導致蛋白質凝結，有效地密封了小血管並停止出血。例如，在器官表面上有小流血器的外科手術過程中，外科醫生可以將電外科單元切換為凝血模式。然後將較低的頻率脈衝 - 波電流應用於出血區域，從而導致血管關閉，並停止出血。
電外科刀的類型
單極電外科刀
單極電外科刀是外科手術中最常用的類型之一。從結構上講，單極電外科單元由手持電極組成，該電極是外科醫生直接操縱的部分。該電極通過電纜連接到電外科單元（ESU）。 ESU是產生高頻率電流的電源。
單極電外科單元的工作原理基於完整的電路。高頻率電流是從手持電極的尖端發出的。當尖端與組織接觸時，電流通過組織穿過，然後通過分散電極返回ESU，通常稱為接地墊。該接地墊通常放在患者身體的大面積上，例如大腿或背部。接地墊的目的是為電流返回ESU提供一個低的電阻路徑，以確保電流在患者身體的大面積上擴散，從而最大程度地降低了返回點燃燒的風險。
在應用方面，單極電外科刀被廣泛用於各種手術中。在一般手術中，它們通常被用來在闌尾切除術等手術過程中進行切口。拆除附錄時，外科醫生使用單極電外科單元在腹壁上產生切口。高頻率電流允許相對較少的血液，因為電流產生的熱量可以同時凝結小血管，從而減少了對較小肺泡的單獨止血措施的需求。
在神經外科手術中，儘管由於神經組織的微妙性質而謹慎，但也非常謹慎地使用了單極的電外科刀。它們可用於諸如剖析腦腫瘤周圍組織的任務。單極刀的精確切割能力可以幫助外科醫生仔細地將腫瘤與周圍健康的腦組織分開。但是，需要仔細調整功率設置，以避免對附近的神經結構過度損害過多的熱量。
在整形外科手術中，單極電外科刀用於皮膚襟翼創建等程序。例如，在乳房重建手術期間，外科醫生可以使用單極電外科單元從人體其他部位（例如腹部）形成皮膚襟翼。同時切割和凝結的能力有助於減少襟翼創造過程中的出血，這對於重建的成功至關重要。
雙極電外科刀
雙極電外科刀具有獨特的設計和一組特徵，使其適合某些類型的手術，尤其是那些需要高度精度的手術。從結構上講，雙極電外科單元在尖端上有兩個彼此接近的電極。這兩個電極通常位於單個儀器中。
雙極電外科刀的工作原理與單極刀不同。在雙極系統中，高頻率電流僅在儀器尖端的兩個緊密間隔電極之間流動。當將尖端施加到組織上時，電流通過與兩個電極接觸的組織。這種局部電流流量意味著加熱和組織效應僅限於兩個電極之間的區域。結果，產生的熱量要集中得多，並且不太可能擴散到周圍的組織。
雙極電外科刀是精細手術的首選的關鍵原因之一是它們能夠對組織加熱和切割進行精確控制。例如，在眼科手術中，結構非常細膩，雙極電外科刀可用於諸如虹膜切除之類的手術。外科醫生可以使用雙極刀小心地切割和凝結虹膜區域的組織，而不會損害相鄰的鏡頭或其他重要的眼睛結構。局部加熱確保對周圍敏感組織的熱損害的風險最小化。
在顯微外皮中，例如涉及小血管或神經的修復的微生物，雙極電外科刀也無價之寶。當對小血管進行微外科吻合（縫合在一起）時，雙極刀可輕輕地凝結任何小脂肪，而不會影響血管壁或附近神經的完整性。精確控制電流和熱量的能力使外科醫生能夠在非常小而細膩的外科手術領域工作，從而增加了成功結局的機會。此外，由於電流限制在兩個電極之間，因此不需要像單極系統一樣大的接地墊，這進一步簡化了這些精細的尺度手術的設置。
臨床應用
一般手術
在一般手術中，電外科刀被廣泛用於多種過程中，提供了幾種不同的優勢。
闌尾切除術：
闌尾切除術是去除附錄的常見手術程序，該手術通常發炎或感染。當在闌尾切除術中使用電外科單元時，高頻率電流允許相對較血的血液 - 從周圍組織中對闌尾的解剖較少。例如，在腹腔鏡闌尾切除術的情況下，可以通過套管針端口使用單極或雙極電外科單位。電外科單元的切割功能使外科醫生能夠快速，乾淨地切斷中包含供應附錄的血管。同時，凝血函數將小血管密封在中appendix中，從而降低了手術過程中出血的風險。這不僅使外科醫生的外科手術更清晰，而且還縮短了整個操作時間。相比之下，使用手術刀切割中appendix然後單獨連接每個血管的傳統方法是更多的時間 - 消耗，並可能導致更多的出血。
膽囊切除術：
膽囊切除術是膽囊的外科手術去除，是電外科刀的另一個領域。在開放性膽囊切除術中，電外科單元可用於切割腹壁層，包括皮膚，皮下組織和肌肉。當它切開這些組織時，它同時凝結了小血管，從而最大程度地減少了失血。在從肝臟床上解剖過程中，電外科單元的凝結能力有助於密封微小的血管和膽管，這些血管和膽汁管將膽囊連接到肝臟，從而降低了術後出血和膽汁洩漏的風險。
在腹腔鏡膽囊切除術（這是一種微創手術）中，電外科單元更為必不可少。雙極電外科鉗通常用於仔細剖析囊性動脈和囊性管道。雙極電外科設備中的局部電流流可以精確地凝血和切割這些結構，從而最大程度地減少了對附近公共膽管和其他重要結構損壞的風險。與開放手術相比，患者的疼痛減輕，患者的疼痛較小，住院時間較短，住院時間較短和更快的康復時間，可以通過小切口通過電外科單位進行這些微妙的操作能力。
婦科手術
電外科刀已經在婦科手術中廣泛使用，從而實現了更精確和有效的程序。
子宮肌瘤的子宮切除術：
子宮肌瘤是子宮中非癌性生長，可能引起諸如重度出血，骨盆疼痛和不育等症狀。進行子宮切除術（去除子宮）以治療大或有症狀的肌瘤時，可以使用多種方式使用電刀刀。在開放的子宮切除術中，電外科單元用於切割腹壁。在從周圍組織中解剖子宮期間，例如膀胱，直腸和骨盆側壁，採用電外科單元的切割和凝結功能。它可以精確切穿含血管的子宮韌帶，同時密封血管以防止出血。這減少了對血管的廣泛連接的需求，從而簡化了手術程序。
在腹腔鏡或機器人的輔助子宮切除術中，是微創方法，更廣泛地使用了電外科儀器，包括單極和雙極電外科手術器械。雙極電外科鑷子可用於小心地剖析和凝結子宮周圍的血管，從而確保血液 - 少細微地去除子宮。這些程序的最低侵入性性質，部分原因是使用電外科刀，對患者的創傷較小，住院時間較短，康復時間更快。
宮頸手術：
對於宮頸手術，例如環 - 電外科切除程序（LEEP），用於治療宮頸上皮內腫瘤（CIN）或宮頸息肉，電外科刀是首選工具。在LEEP過程中，使用連接到電外科單元的細線環電極。通過環路的高頻率電流會產生熱量，從而可以精確切除異常的宮頸組織。該方法在去除患病組織的同時最大程度地減少對周圍健康宮頸組織的損害方面非常有效。
研究表明，LEEP具有幾個優勢。例如，它在治療CIN方面具有很高的成功率。平均操作時間相對較短，通常約5-10分鐘。術中失血量最小，通常小於10 mL。另外，感染和出血等並發症的風險很低。手術後，患者通常可以相對較快地恢復正常活動，並且長期跟進 - 顯示宮頸病變的複發率低。另一個優點是可以發送切除的組織進行準確的病理檢查，這對於確定疾病的程度並在必要時指導進一步治療至關重要。
神經外科
在神經外科手術中，由於神經組織的微妙性質以及需要精確的手術手術，電外科刀的使用至關重要。
去除腦腫瘤時，電外科單元允許神經外科醫生仔細地從周圍健康的腦組織中剖析腫瘤。單極電外科單元可以使用非常低的功率設置使用，以最大程度地減少對附近神經結構的熱損害的風險。高頻電流用於精確切穿腫瘤組織，同時將小血管凝結在腫瘤內，從而減少出血。這至關重要，因為大腦中過多的出血會導致顱內壓和周圍腦組織的損害。
例如，對於腦膜瘤，這是腦膜腫瘤的一種常見類型，是由腦膜引起的（覆蓋大腦的膜），電牙本使用電外科醫生使用電外科單元將腫瘤與下面的腦表面仔細分離。精確控制切割和凝血的能力與電外科單元有助於盡可能保持正常的大腦功能。雙極電外科鉗也經常用於神經外科手術，尤其是用於需要更精確控制的任務，例如在重要神經途徑附近凝結小血管。雙極設備中的局部電流流動確保產生的熱量僅限於很小的區域，從而降低了對周圍敏感神經組織的附帶損害的風險。
比傳統手術工具的優勢
止血和減少失血
電外科刀比傳統手術工具的最重要的優勢之一是它們的顯著性止血能力，從而導致手術期間的失血量大大減少。傳統的手術刀用來切開組織時，只需切斷血管，使其張開和流血。這通常需要額外的時間 - 消耗控制出血的步驟，例如縫合每個小血管或施加止血劑。
相比之下，電外科刀可以通過其熱效應，可以在切割時凝結小血管。當高頻率電流通過組織時，熱量會導致血液和血管壁中的蛋白質變成。這種變性會導致血液凝塊，血管密封關閉。例如，在一般的外科手術過程中，像皮膚創造了皮瓣，傳統的手術刀將要求外科醫生不斷停止並解決流血點，這可能是很多。用電外科單元進行切口，同時凝結了皮膚和皮下組織中的小血管。這不僅減少了手術過程中的總體失血，而且還為外科醫生提供了更清晰的手術領域。一項研究比較了在某些腹部手術中使用電刀和傳統手術刀的使用，發現使用電外科刀時，平均失血量減少了約30-40％。減少失血至關重要，因為過度失血會導致並發症，例如貧血，休克和更長的患者康復時間。
精確切口和組織解剖
電外科刀在切口和組織解剖方面具有高度的精度，這比傳統的手術工具有了顯著改善。傳統手術刀在微觀水平上具有相對鈍的切割動作。由於切割過程中施加的機械力，它們會引起周圍組織的撕裂和損害。在組織細膩的區域或在緊鄰近端的重要結構中運行時，這可能是尤其有問題的。
另一方面，電外科刀使用受控的熱效果進行切割。電外科單元的尖端可以設計成一個很小的表面積，可以非常精確的切割。例如，在神經外科手術中，當移除位於重要神經結構附近的小腫瘤時，外科醫生可以使用帶有細尖電極的電外科單元。高頻電流可以調節到精確切入腫瘤組織的水平，同時最大程度地減少對相鄰健康腦組織的熱損傷。控制電外科單元的功率和頻率的能力使外科醫生能夠以更高的精度進行精緻的組織解剖。在顯微外皮（例如涉及小血管或神經修復的小物物）中，雙極電外科刀可以在非常小的手術區域中精確切割和凝結組織，從而降低了對周圍結構損害的風險。這種精度不僅改善了手術結果，而且還降低了與組織損傷相關的手術並發症的可能性。
工作時間較短
與傳統的外科手術工具相比，電外科刀的使用可能會導致工作時間較短，這對患者和手術團隊都是有益的。如前所述，電外科刀可以同時切割和凝結。這消除了外科醫生對切割然後控制出血的單獨步驟的需求，就像傳統手術刀一樣。
在使用傳統手術刀（如子宮切除術）等複雜的外科手術過程中，外科醫生必須小心地切開子宮周圍的各種組織和韌帶，然後單獨結合或燒傷每個血管以防止出血。這個過程可能是時間 - 消耗，尤其是在處理大量小血管時。使用電外科醫生，外科醫生可以在凝結血管的同時迅速切開組織，從而簡化手術過程。研究表明，在某些情況下，使用電外科刀可以將工作時間減少20-30％。較短的工作時間與延長麻醉有關的並發症風險降低有關。患者在麻醉下越長，呼吸道和心血管並發症的風險就越大。此外，較短的工作時間意味著外科團隊可以在給定時期內執行更多程序，從而有可能提高手術室的效率並降低整體醫療保健成本。
潛在風險和並發症
周圍組織的熱損傷
儘管有許多優勢，但在臨床醫學中使用電刀刀並非沒有風險。主要問題之一是周圍組織的熱損傷。
當電外科單元運行時，高頻率電流會產生熱量以切割和凝結組織。但是，這種熱量有時會擴散到預期的目標區域之外。例如，在腹腔鏡手術中，單極電外科單元（如果不小心使用）可以通過薄腹腔鏡儀器傳輸熱量，並對相鄰器官造成熱損害。這是因為在電極尖端產生的熱可以沿儀器的軸進行進行。在一項腹腔鏡膽囊切除術病例的研究中，發現在大約1-2％的病例中，附近的十二指腸或結腸造成了輕微的熱損傷，這很可能是由於膽囊解剖過程中電外科手術單位的熱擴散引起的。
熱損傷的風險也與電外科單元的功率設置有關。如果設定的功率太高，則產生的熱量將過多，從而增加熱量擴散到周圍組織的可能性。另外，電外科單元和組織之間的接觸持續時間起作用。長時間與組織接觸會導致更大的熱量轉移，從而導致更明顯的熱損傷。
為了防止周圍組織的熱損傷，可以採取幾種措施。首先，外科醫生需要進行良好的訓練 - 在使用電刀刀的情況下進行訓練。他們應該清楚地了解不同類型的組織和外科手術的適當功率設置。例如，當在肝臟或大腦等細膩的組織上操作時，通常需要較低的功率設置來最大程度地減少熱損傷的風險。其次，對電外科儀器的適當絕緣是至關重要的。絕緣腹腔鏡儀器的軸可以防止向相鄰器官傳導熱量。一些先進的電外科系統還具有監測手術區域溫度的功能。如果周圍組織中的溫度開始升高，則這些溫度 - 監測系統可以提醒外科醫生，從而使外科醫生能夠迅速調整電壓或持續時間。
感染和電危害
與使用電外科刀相關的另一組風險是感染和電危害的潛力。
感染：
在手術過程中，使用電外科刀可以創造出可能增加感染風險的環境。電外科單位產生的熱量會導致組織損傷，這可能會破壞人體的正常防禦機制。當組織被熱量損壞時，它可能會變得更容易受到細菌侵襲的影響。例如，如果在使用電外科單元之前，手術部位未正確清潔和消毒，則可以將存在於皮膚或周圍環境中的任何細菌引入受損的組織中。此外，在電外科過程中形成的燒焦組織可以為細菌生長提供一個有利的環境。一項對使用電外科刀的手術部門感染進行手術部位感染的研究發現，與使用傳統方法的手術相比，在某些情況下，尤其是在適當的感染時，並不嚴格遵循控制措施的速度略高。
為了減輕感染的風險，嚴格的術前皮膚準備至關重要。手術部位應使用適當的殺菌溶液進行徹底清潔，以減少皮膚表面的細菌數量。術中措施，例如使用無菌電外科儀器和維持無菌場也至關重要。手術後，適當的傷口護理，包括定期的敷料變化以及必要時使用抗生素，可以幫助防止感染的發展。
電氣危害：
當使用電外科刀時，電危害也是一個重大問題。這些危害可能是由於各種原因，例如設備故障，接地不當或操作員錯誤。如果電外科單元（ESU）故障，它可能會產生過多的電流，這可能會導致患者或手術團隊燒傷或電擊。例如，ESU電源有故障會導致輸出電流波動，從而導致意外的高電流潮流。
接地不當是電氣危害的另一個常見原因。在單極電外科系統中，通過分散電極（接地墊）的適當接地路徑對於確保電流安全返回ESU至關重要。如果接地墊未正確連接到患者的身體上，或者接地電路中有斷裂，則電流可能會找到替代路徑，例如通過患者身體的其他部位或手術設備，可能會導致電燒傷。在某些情況下，如果患者與手術室中的導電物體（例如手術表的金屬部分）接觸，並且接地不合適，則患者可能有電擊的風險。
為了解決電氣危害，需要定期維護和檢查電外科設備。應檢查ESU是否有任何磨損跡象，並應測試電氣組件以確保正常運行。應培訓操作員以正確設置並使用電外科設備，包括適當的接地墊。此外，手術室應配備適當的電氣安全設備，例如地面 - 故障電路關鍵器（GFCIS），該設備可以在地面或電氣洩漏的情況下迅速切斷電源，從而降低發生電氣事故的風險。
未來的發展和創新
的技術進步 電外科單元 設計
電外科刀的未來在技術進步方面具有巨大的希望。重點的一個領域是開發更精確和適應性的電極設計。當前，電外科刀的電極在其形狀上相對基本，通常是簡單的刀片或尖端。將來，我們可以期望看到具有更複雜幾何形狀的電極。例如，電極可以在其表面上使用微型結構設計。這些微型結構可以在微觀水平上增強與組織的接觸，從而更加精確地切割和凝結。材料科學和醫療設備工程領域的一項研究表明，通過在電極表面創建納米級模式，能量轉移到組織的效率可以提高20-30％。這可能會導致更快，更準確的手術程序。
技術進步的另一個方面是改善電外科單元內的功率控制系統。未來的電外科刀可以根據組織阻抗反饋配備實用的 - 時間功率 - 調整機制。組織阻抗可能取決於諸如組織類型（脂肪，肌肉或結締組織），疾病的存在和水合程度等因素。當前的電外科單元通常依賴於預集功率水平，這對於所有組織條件可能並非最佳。將來，電外科單元內的傳感器可以連續測量手術部位的組織阻抗。然後，將在實際的時間內自動調整電外科單元的功率輸出，以確保將適當的能量輸送到組織中。這不僅會提高切割和凝結的有效性，而且還會降低對周圍組織的熱損害的風險。研究表明，在某些手術程序中，這種真實的 - 時間功率調整系統可能會使熱相關並發症的發生率增加50-60％。
與其他手術技術集成
電外科刀與其他外科技術的整合是具有巨大潛力的令人興奮的邊界。一個值得注意的區域是與機器人手術的結合。在機器人的輔助手術中，外科醫生控制機器人手臂執行手術任務。通過將電外科刀集成到機器人系統中，可以將機器人臂的精度和靈巧性與電外科刀的切割和凝結能力相結合。例如，在復雜的機器人 - 輔助前列腺切除術中，可以對機器人組進行編程以精確導航前列腺周圍的電外科單元。然後，可以使用來自電外科單元的高頻率電流，以同時凝結血管，仔細地從周圍的組織中剖析前列腺。這種整合可能導致失血減少，工作時間較短，並更好地保存周圍結構，最終改善患者的手術結局。
與微創手術技術（例如腹腔鏡和內窺鏡檢查）相結合，也有望看到進一步的發展。在腹腔鏡手術中，電外科單元目前是一個重要的工具，但是未來的進步可能會使它更加不可或缺。例如，開發較小，更靈活的電外科刀，可以輕鬆地通過腹腔鏡檢查中的狹窄套管針端口進行操縱。這些刀可以設計為具有更好的發音能力，使外科醫生能夠在目前難以進入的區域接觸並操作。在內窺鏡手術中，電外科刀的整合可以使內鏡下進行更複雜的程序。例如，在治療早期 - 階段胃腸道癌症時，可以使用內鏡下的綜合電外科單位來精確地切除癌組織，同時最大程度地減少對周圍健康組織的損害，從而消除了對更具侵入性開放的開放式開放性手術的需求。這將導致患者的創傷減少，住院時間較短，恢復時間更快。
結論
總之，電外科單元已成為臨床醫學領域的革命工具，對手術和醫療實踐產生了巨大影響。
展望未來，電外科刀的未來充滿了令人興奮的可能性。電極設計和功率控制系統的技術進步具有更精確，更有效的手術程序的希望。電外科刀與其他新興手術技術（例如機器人手術和高級侵入性技術）的整合可能會進一步擴大手術室中可實現的範圍。
隨著醫學領域的不斷發展，電外科單位無疑將保持手術創新的最前沿。該領域的持續研究和發展對於充分發揮其潛力，提高患者護理並推動手術技術的發展至關重要。
