外科医生必备知识 | 电外科&电烙术

因为自己也是学医的，所以深深的知道国内的医学发展相比与西方国家确实晚了很多，

而身为治病救人的医生们，多学习多交流国内外的医学技术，多多开阔视野，是非常重要的！

接下来这篇文章是我查阅翻译了多篇国内外文献总结而来，

主要讲了电外科的不同形式的对比，其历史发展、作用原理、注意事项等。

文章可能有点长，字也有点多，还是建议慢慢细品及收藏哦

电外科（Electrosurgery）是一个术语，用来描述使用电能通过脱水、凝结或汽化造成组织热破坏的多种方式。最常用的两种电外科技术是高频电外科（High-frequency Electrosurgery）和电烙术（Electrocautery）。

电外科不是电烙术的同义词，但在实践和文献中经常被错误的称为电烙术。

高频电外科涉及四种不同的方法：电凝（electrocoagulation）、电干燥（electrodesiccation）、电灼（electrofulguration）、电切割（electrosection）。它利用高频交流电流通过活体组织时，电能因阻力转化为热能，而热能在组织内积累，来实现不同程度的组织热损伤。这种方法常被用于大范围的止血及剥除手术。

电烙术，也称烧灼术。是指直流或交流电通过电阻金属丝电极（手持元件）产生热量，加热的手持元件应用在活体组织以实现止血和不同程度的组织破坏。常用于眼科、皮肤科、耳鼻喉科、整形外科和泌尿科的各种小型外科手术。在此方法中，电流不通过患者，因此，该手术可安全的用于有电子设备植入物的患者，且其设备在湿场中仍保持功能。

许多人把Bovie称为“电外科之父”。

但在Bovie之前，这些仪器背后的物理学知识就已为人所知。早在20世纪20年代早期，外科医生就在医学中运用了烧灼法和电能。当时Bovie开发了现代仪器并将其带入了行业的前沿。如今越来越多的电外科设备应用在手术室，但烧灼术无疑是最常用的技术。

烧灼术可以追溯到史前时期，当时使用加热的石头来实现止血。早在公元前6世纪，组织的传导加热已是众所周知的医学工具。

在医学上使用电能与18世纪的电学发现相吻合。

电外科发展的三个时代：

第一个时代始于静电的发现和使用，这个时代的时间框架尚不清楚。

第二个时代，也称电镀时代，由Luigi Galvani在1786年的意外发现演变而来。（他指出，他在家里刷铁栏杆时会诱发挂在铜构上的青蛙腿发生肌肉痉挛）他的发现和随后的实验诞生了电生理学。

1831年，法拉第和亨利的发现迎来的第三个时代。他们几乎同时表明，移动的磁铁可以在导线中诱发电流。

1881年，Morton发现频率为100kHz的振荡电流可以通过人体而不会引起疼痛、痉挛或烧伤。

大约在19世纪初，人们开始意识到电的医疗用途。1897年，Franz发现有关节和循环系统疾病的患者可受益于电流的应用。他用“电热疗法（diathermy）”这个术语来描述这个热效应。

1900年，巴黎内科医生Joseph用一个类似的发电机给一个失眠症患者进行电疗时，注意到电极上发出的火花凝结了他一块皮肤区域。随后他用这种电弧电流治疗了一名患者手上的癌性溃疡。这件事被认为是第一次在外科手术中真正使用电流。在接下来的十年里，使用电流治疗皮肤、口腔、膀胱的病变，以及用于血管肿瘤的凝结和止血变得司空见惯。

在20世纪初，Simon Pozzi使用高频、高压、低安培的电流来治疗皮肤癌，他把这个技术成为“电灼疗法（fulguration）”。后来Doyen进行了改进，他给发电机附加了一个接地垫并将其放置在患者的下面。他发现这有助于电流更深入到组织中并有“电凝结（electrocoagulation）”的效果。

在1910年左右，William Clark对上述的仪器进行了改进，使其电流增加而电压降低，从而产生了一种更热更短的电火花，能够更深地穿入组织。此外，他用多火花系统代替了单一火花，能产生更平滑的电流。在显微镜下，他发现组织受电流的影响会脱水萎缩。1914年，他用“干燥（desiccation）”来描述组织因脱水造成的组织破坏、碳化的效果。他成为第一个常规使用这个方法去除皮肤、头颈部、乳房、宫颈的恶性生长的美国人。Clark的这个改造为之后Bovie和Cushing的研究奠定了基础。

Boive，在前人的研究发现的基础上建立了电外科单元，创建了一个可以产生高频电流的电外科发生器，电流由一个“切割回路”传递，用于切割、凝结、脱水干燥。1926年10月1日，波士顿布里格姆医院的Cushing医生首次在手术室使用了他的仪器，从一名64岁患者的头部切除了一个增大型的血管性骨髓瘤。

在1970年之前，电外科发生器是“接地参考（ground referenced）”，及能量的流动与大地并联。在这种情况下，每当病人接触到潜在的接地路径时，电流都会选择阻力最小的路径，这可能会导致电流通过心电监测电极或与患者接触的静脉输液架。如果通过接触点的电流密度足够高，则有可能导致患者烧伤。

通过采用与地面隔离的发生器，将电流局限在作用电极与患者回路电极（放置在患者身上的分散垫）之间，从而为电流从患者返回到发生器提供了一条低阻路径，降低了以上潜在的危险。

高频电外科：

高频电外科技术本质上提供了两种类型的能量传递装置：单极和双极。其中“Bovie”电刀是最具代表性的。

单极装置：单极电刀向组织传递能量，需要一个来自发生器的电流从作用电极穿过患者身体，再通过一个连接到发生器的分散垫离开，以形成完整的电路。

双极装置：双极电刀不需要分散垫，作用电极和回路电极的功能都在手术部分完成。电流不会经过患者而是被限制在钳子之间的组织中，当目标组织被夹住就可以完成完整的电路。

单极装置的风险最高，因其需要通过患者身体来传递电流，从而对植入式电子设备造成电磁干扰。

双极装置是较为安全的电外科形式，电流被局限在目标组织之间，从而最小化电子在体内的随机分散和与植入式电子设备的相互作用。如果使用得当，数据表明双极电外科没有造成心脏设备故障的风险。

高频电外科单元通常由一个发生器和带有多个电极的机头组成。设备受机头上的开关或脚踏开关控制。

发生器输出的电流可以被调制以向组织传递不同的波形，当输出的波形改变，相应组织效应也会改变。

在切割模式下，因其连续的电流输送，在较短时间内产生较高的组织温度，导致细胞内容物的快速膨胀和爆发性汽化。

在凝结模式下，间歇传递的电流导致较少的产生热量，随着组织缓慢上升而形成一个凝块。

除了纯切割和凝结模式外，还有混合模式，即调整间歇的程度（占空比），以实现不同程度的切割和凝血。

电烙术：

电烙术是一种直接将热量传递到组织的方式，用低压、高安培电流来加热手持元件，然后再作用于组织，而不是让电流经过组织，所以通常被认为是最安全的电外科形似。在禁止使用高频电外科器械时，电烙术是最常用的方法。

在医学领域中，众所周知的是使用烧灼患者组织的器械来封闭破裂的血管和闭合伤口。通常，这种烧灼设备是一个电池供电的手持器械，包括烧灼元件、加热组件、开关组件和外壳。因为烧灼器的尺寸和便利性，使之用途已扩大到了诸如拆线的任务。

每个电烙设备都可在单一或一定范围内传递热量，温度范围在200摄氏度到1200摄氏度之间，大多数设备还包括可选择的尖端，如环尖、细尖和针尖。

低温可用于治疗浅表的和相对无血管病变的浅表组织破坏；

较高的温度可用于去除较厚的皮肤病变。

安全使用及注意事项：

电外科技术有很多适应症，在许多情况下，电外科器械与另一种模式相结合，例如手术刀、手术剪、刮刀。外科手术有一个约定俗成的教条，即使用传统手术刀打开皮肤，然后用电刀打开更深的组织。

在单极电刀中，激活电极放置在手术部位，分散垫放置在患者身体的其他位置。当完成电流回路时，电流需要经过患者身体。分散垫的功能是将电流安全地从病人身上除去，但随着时间的推移，如果产生的热量不能通过分散垫安全的消散，则会发生烧伤。

在双极电刀中，激活电极和回路电极的功能都是再手术部位执行，只有被镊子夹住的组织才有电流经过，不需要放置在患者身上的分散垫，大大的降低了电流意外分散和烧伤的可能。

在电烧灼设备中，电流不能进入患者身体，而是流过一个加热元件，通过加热的金属丝直接传递热量来烧灼组织，通常好似便携式手控开关电池供电设备。外科医生可根据手术部位及类型选择不同的温度及尖端外型。常被用于精细外科手术的切割与止血。

【解剖的位置】和【植入式电子设备的存在】是评估电外科手术禁忌症时两个主要的考虑因素。

涉及到的解剖部位包括眼周和有窄茎或基部的部位如阴囊、手指、大的乳头癌。

在窄茎或基部位置施加电流会导致一种叫“沟道效应”的现象。即电流通过时会集中在狭窄的部位，从而导致基部产生组织损伤的可能性。如果电流接触后沿着比周围组织更具导电性的组织传导（如神经和血管），沟道效应也可能会导致远处的损伤。这种沟道效应如果出现在手指和阴茎上，会导致远处凝结从而带来严重后果。

眼部的损伤不是沟道效应的结果，相反，它是由火花或者直接的热损伤引起的，可以通过避免在眼睛附近使用电极或使用角膜护罩来防止。

虽然不是高频电外科手术绝对的禁忌症，植入式电子设备（如心脏和胃的起搏器，植入式心律转复除颤器，耳蜗植入器，深部脑、神经、骨髓刺激器）的电磁干扰是一个备受讨论的风险。使用这些设备的患者需要进行彻底的术前评估，并且可能需要术中监控和术后设备评估。

在电烙术中，电流不会通过人体，因此该手术可以安全的用于有电子设备植入物的患者。再者，热量被集中在极细的尖端，从而大大降低了对周围组织的热损伤。

电烙术的主要风险是直接在植入物上方的组织使用仪器时，可能会对下方的装置造成热损伤。

医生必须考虑所治疗组织的组织学特性，所需的破坏面积和深度、可能的并发症、以及不同设备的性能。所有电外科手术的共同原则是使用尽可能少的功率达到预期的效果，从而限制对相邻组织的损害。

【感染传播原则】也适用于电外科术和电烙术。

手术过程中三个潜在的感染传播方式，包括治疗电极、手术烟雾、雾化血液微滴。动物皮肤试验研究表明：乙型肝炎病毒、人类乳头瘤病毒和金黄色葡萄球菌可通过电极传播到未感染的部位。

在电外科手术过程中，雾化的血滴可以被推进长达30cm的距离，如果被吸入，会具有传染性。手术烟雾除了含有危险的化学物质和致癌物外，还可能含有活性病毒和细菌。用高频电凝治疗疣时的烟雾已被鉴定出活性HPV。

为了防止感染传播，应该使用一个排烟系统，以及面罩、保护性眼罩和外科手套。应使用一个性或消毒的电极。

【DOS】

●不使用时，手持机头应该始终放在不导电的外壳中。

●始终使用尽可能低的发电机设备，以获取所需的手术效果，当使用的电压高于必要的电压时，形成电弧的可能增加，如果继续调高设置，可能会对皮肤与分散垫的接口处造成损害

●经常清洁电极尖端，由于焦炭堆积在尖端，电阻增加，会导致焦炭形成电弧、火花、着火和燃烧。清洁电极时，应该用是海绵擦去焦炭，而不是用普通擦垫，因为这些擦垫会在电极尖端上刮出刮槽，从而增加焦炭的集聚

【DON'TS】

●电外科器械不应在存在易燃剂或富氧环境中使用

●避免使用可能被火花点燃的易燃物质，如酒精和皮肤脱脂剂。如果必须使用基于酒精的皮肤准备材料，要确保溶液完全干燥，并且在激活器械前烟雾已经消散。

●电线决不能缠绕在金属仪器周围，以防止电流流进金属仪器导致烧伤。

●确定患者是否有任何金属植入物，包括心脏起搏器。如果分散垫放置在有金属植入物的皮肤上，有可能会对其造成伤害

●将分散垫放置在尽可能靠近手术部位的位置，选择清洁干燥、维管化良好并且位于大块的肌群之上。避免孤星隆起、脂肪组织、疤痕组织、有金属植入物的皮肤、多毛发的表面。确保分散垫与患者皮肤均匀分布

相关研究结果分享：

卡恩斯及其同事的研究表明，与手术刀切口相比，在剖腹手术中使用电刀切口效果更好。在这项研究中，用Bovie电刀笔的患者在术后第一第二天的伤口感染率与用传统手术刀的患者相当，而疼痛评分较低。

Pearlman及其同事发表的文章表明，与手术刀和激光刀相比，在开腹胆囊切除术中，使用电刀可使切口更深，切割速度更快，切口失血量更少，而患者主观或客观疼痛评分无明显差异。

电外科的未来：

电外科手术室一个不断发展的领域，并在积极研究新的应用。现在的电外科发生器使用闭环控制回路来调节电压和电流，已保持当激活的电极通过不同阻力的组织时输出恒定的功率。这些“自适应”发生器比传统的电外科发生器有看很大的改进。

由于将更复杂的计算机芯片技术结合到电外科发生器中的技术在发展，增加到临床应用的潜力正以惊人的速度发展，射频能量正被广泛应用于许多靶组织的烧灼治疗。从心律失常到肝癌，电外科射频能量正寻求新的应用。

在血管封闭和蛋白质融合经验的基础上，未来可能会成功使用优化的电外科能量输送来完成肺实质封闭、肠道和血管的吻合术。这项技术同样可以在不需要异物的情况下实现植皮融合。在不远的未来，疝修补术可以通过将人造真皮或相似组织融合到缺损边缘来完成，从而消除了假肢的需求和其引发的并发症。

总之，电外科手术仍然是外科医生需要掌握的基本技术。发展这项技能的核心是对电外科能量和组织间生物物理学作用的全面理解。对组织相互作用领域的研究显示了电外科创新应用的发展前景。除了改进电刀切割和止血外，组织融合和消融在外科手术中的应用越来越广泛。对这项技术的深入了解对于改善患者预后和安全地运用至关重要。

参考：

1.Electrosurgery:History,Principles,and Current and Future Uses,Article in Journal of the American College of Surgeons,April 2006

2.Cautery Apparatus And Method,Ronald D.Shippert,4975 S.Albion St.,Littleton,Co(US)80121.