外科十八般武器之——能量器械

最新 05-01

工欲善其事，不僅要利其器，還要善用這些器。

作者丨四川大學華西醫院胰腺外科王昕

來源丨醫學界外科頻道

在現代外科的發展史上，外科手術器械總是扮演著至關重要的地位，它們作為外科醫生戰勝病魔時所使用武器，在一雙雙巧手上被賦予了生命與靈魂。外科器械種類繁多，不同器械在手術中有著不同的作用，而在這裡我將主要介紹一下在外科手術中使用頻率最高的一類——能量器械。

conflict of interest：本文部分知識點來自J&J公司的J老師贈書（圖一）

圖一

原理篇

長久以來，術中出血一直是外科醫生所面臨最為頭疼的問題之一。幾百年前，由於手術器械相對落後，在大部分情況下，外科醫生通過燒灼法對手術創面進行止血（圖二），儘管現在想來這個方法實在殘忍，但這大概就是能量外科應用的鼻祖——熱能。而即便在幾百年後的今天，熱能也是能量外科的核心，唯一不同的是隨著技術的進步，外科醫生能夠更好的控制熱能。

圖二

熱能是如何產生作用的呢？我們就要從不同溫度對組織細胞的不同影響開始說起：

60度時：蛋白開始不可逆的變性並發生凝固性壞死，組織此時往往呈現發白的狀態（想像一下煎雞蛋時蛋白的變化），如果硬要問我為什麼泡溫泉怎麼不變性，我只能呵呵了。

80度時：組織碳化，產生乾燥、脫水及萎縮

90度-100度：細胞「揮發」（我的理解就是組織中的相應成分直接從固態轉變為氣態），術者往往只看見一縷青煙飄過。

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）

那麼上述組織反應也就決定了能量設備在不同功率時作用的功能：在溫度60度—80度之間時主要產生蛋白變性（凝固性壞死），起到凝閉各類管道（止血）的作用，而在高於90度時，起到切割組織的作用。

器械篇

目前能量外科主要有兩大類器械：

第一大類是利用電能：其作用原理是通過發生器（generator）產生相應頻率的電壓和電流，傳導至作用電極（active electrode），作用電極在組織上產生相應的溫度，從而達到需要的效果（凝固或切斷）後，電流通過接地電級（grounding electrode）迴流，具體分為一下幾種：

單級電刀：作用電極產生溫度達到相應的效果後，電流通過接地電極（負極板）迴流至發生器。如圖三所示，電流會流經過一段人體組織。

圖三

雙極電設備：在雙極中，作用電極與接地極均在手持設備（圖四）上，電流不經過體內，最大程度發揮電外科設備的效用，其優勢在於電凝效果更好，正確使用下，可凝閉較大直徑（7mm）管道。當然，現在市場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。

圖四

射頻消融設備：基本原理同單級，但設備可通過對阻抗（impedance）的監測調整輸出電流的大小，在較長的一段時間內（5-10分鐘），保證作用電極所產生的溫度恆定（不隨阻抗的改變而改變）。

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氣體），手術中往往使用在對實體器官的止血上（如肝臟）。

第二大類則是利用機械能：目前最為常用的就是超聲刀了（圖五），通過刀頭所產生的高頻振動（可高達55500Hz），接觸組織時產生熱能，從而實現凝閉或切割等功能。

圖五

安全篇

可能有人會問，我用了N年的各類能量外科器械，沒出過任何問題，老司機一名，有啥好注意的？事實上，有統計表明，能量器械所帶來的不良事件發生率並不低，大概為0.1%-0.2%左右，只是大多數事件並未導致嚴重後果，未引起大家重視而已。為了吸引眼球，引起重視，還是放一張「徒手點燈泡」吧（圖六）。

圖六

1.對於單級電刀來講，講究就比較多了：

漏電：當電刀的外絕緣層被破壞後，電流可能通過破壞的地方進行釋放（特別是腹腔鏡的長桿電鉤），因此術前應對電刀進行仔細檢查。

直接耦合（direct coupling）：作用電極接觸到金屬等電阻較小的物體時會導電，從而在與該金屬相接觸的地方產生作用，如果此時接觸到重要組織或結構，則會造成不必要的醫源性損傷。當然我們有時也會利用直接耦合的原理進行止血。

電容耦合（capacitive coupling）：也稱為電場耦合。在手術時應避免對電刀線進行纏繞，同時更加禁止將纏繞後的電刀線使用巾鉗等金屬器械進行固定，否則可能會對接觸組織產生燒灼作用。電容耦合的產生可詳見下面這張「電線點燈圖」（圖七）

圖七

2.對於雙極電設備來講，由於電流僅在很小範圍內形成迴路，很多設備都能夠實現對阻抗進行監測，從而調節電壓與電流，同時也不存在直接偶聯與電容偶聯，因此相對比較安全。

3.對於超聲刀來講，由於是通過高頻振動來產生熱量，因此刀頭的溫度變化呈現時間依賴性。有研究證明（Emam TA et al. Ann Surg. 2003），在距離刀頭1cm的組織內的溫度與超聲刀能量強度及時間呈現如下關係（圖八）：5檔的能量作用15秒——140℃，4檔的功率作用5秒——85℃，而新刀頭5檔作用20秒——285℃！！！。因此，避免長時間持續激發超聲刀是減少周圍組織損傷的前提。