新型婦科高頻電切弧刀

【摘要】 利用高頻電流作為組織切割已有多年歷史，在電切的同時亦可以電凝阻止組織流血。這樣的技術能應用在大部分外科手術中，以同一件工具完成多項任務，既簡化了手術，又減少了醫(yī)療失誤的機會，這特別適合于一些有空間限制的手術。以婦科為例，只要有合適的電極頭，手術便能在狹窄的陰道上操作自如了。本項目是分享本人在研制一項新型婦科高頻電切弧刀的體驗，其中首要考慮的是以快速及少創(chuàng)傷為原則，大大縮短的復原的時間。

1 前言

現(xiàn)在生活越見繁忙，工作壓力的不斷增大、生活節(jié)奏的不正常，使人體的內(nèi)分泌失去平衡，同時也減低了身體的免疫能力。特別是婦女的生殖系統(tǒng)，它經(jīng)常受到各種各樣的刺激，包括自身周期性的月經(jīng)、成年女性性生活、日常生活的清潔行為及多類型細菌的感染等。其中病變機率大的是子宮頸，科學家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)超過70種的人類乳突狀病毒（Human papilloma virus，簡稱HPV），其中30種會使子宮頸受感染，而有約15種病毒與子宮頸癌有關。大部分有性行為的婦女均染有此病毒，但由于人體本身免疫能力，病毒經(jīng)過數(shù)月或數(shù)年就會消失，不會引起任何的異常，但有些人病毒會繼續(xù)存在，造成細胞病變，即所謂的子宮頸癌前病變。事實上，幾乎所有子宮頸癌患者都曾經(jīng)感染HPV。

人類乳狀病毒感染較常發(fā)生在年輕人中，特別是青春期及二十幾歲的女性身上。因為HPV是經(jīng)由性接觸傳染，當性伴侶越多，則其感染的危險性相對會越高。愈早有性生活、性伴侶愈多且性伴侶有多重性伴侶的女性，皆會增大感染機會。不過，也有可能經(jīng)非接觸傳染，因此沒有過性生活的女性亦可能會患上子宮頸癌。

一般來說，初期的子宮頸癌是不會痛的，正因為如此，使許多人延誤了治療時機，當發(fā)現(xiàn)陰部有不正常的出血時，癌細胞可能已經(jīng)侵害到身體內(nèi)部了。子宮頸癌是一種較容易早期發(fā)現(xiàn)、早期治療、治愈率很高的癌癥，它可以通過子宮頸抹片檢查發(fā)現(xiàn)。子宮頸抹片檢查簡便、便宜、安全，而且是有效的癌癥篩選方法，大幅減少70％的子宮頸癌發(fā)生率，而早期子宮頸癌的治愈率幾乎可達100％。

對于早期發(fā)現(xiàn)的子宮頸癌，癌細胞只局限于子宮頸的上皮細胞（即原位性子宮頸癌），便應予以適當?shù)闹委?。如果希望保持生育能力的話，可接受圓錐形切除術，只切除子宮頸病變組織。圓錐形切除術，是利用高頻電機產(chǎn)生的電流，通過電極令人體組織分離，并同時有止血效果。錐形切除電極的形狀直接影響到病人的創(chuàng)傷程度及康復速度，因而其設計應符合人體結構，盡可能只切除病變組織。

2 高頻電刀基本原理\r

利用電能加到人體組織上，使組織內(nèi)的水分蒸發(fā)，以致組織分離或者凝固，這是利用電能代替?zhèn)鹘y(tǒng)刀切的基本構想。但因為人體的神經(jīng)系統(tǒng)及肌肉傳動系統(tǒng)都是以電能來推動的，在使用電的時候便會干擾到人體，輕則肌肉收縮，重則影響維生系統(tǒng)正常運作，甚至有致命的危險。其實人體神經(jīng)系統(tǒng)及肌肉傳動系統(tǒng)對電的反應速度有限，只要高于每秒100000周期（100kHz）就不會有影響，所以電刀主機可使用高頻交流電，考慮到安全系數(shù)高頻電刀主機建議輸出頻率在300kHz到2000kHz之間，這樣的輸出電流便不會影響人體的神經(jīng)系統(tǒng)，而恰當控制高頻電流的輸出便能達到電切及電凝的效果（如下圖所示略）。

高頻電刀手術分為單極和雙極，電能量本身是通過電子的移動產(chǎn)生電流而成，它必定要產(chǎn)生回路；雙極是把主機輸出的兩個極放到同一個儀器上，產(chǎn)生回路；而單極是把主機輸出的兩個極放到不同的地方（如下圖示），電流從醫(yī)生的手柄電極進入病人身體，通過人體后在敷肌板回收成完成整回路。至于切割點的控制，是由回路中的電流密度而定，敷肌板部分屬于回收電流，不應對身體產(chǎn)生作用，故可采用大面積導電體來降低電流密度，以達到安全范圍，手柄電極是工作點，用金屬導體制成小接觸面積電極，把電流密度提高到可應用范圍。本項目便是采用單極方法設計出適合的電極刀頭。

至于高頻電刀的功能主要分為電切及電凝兩種，亦有同時存在兩種不同程度特性的混合型。電切是以持續(xù)高能量加到細胞中，使細胞中的水份子在短時間內(nèi)大量汽化，將細胞爆破，宏觀便達到電切效果（如下左圖），令組織分離。電凝是以間斷低能量加到細胞中，使細胞中的水份升溫蒸發(fā)出細胞，細胞因失去水份而收縮成痂，宏觀來說，細胞及細胞間的收縮會把被切斷的血管亦收縮止血，達到電凝效果（如下右圖略）。

3 新型設計

在前言部分已提到，婦女在子宮頸產(chǎn)生病變的機會相對地高，在初期的切除處理或組織化驗時，都需要有一個合適的工具。一般的電極刀頭有不同形狀：刀形、球形、線刀形、L形、J形等，各有特定用途，卻沒有專門為婦科子宮頸手術設計的電極刀頭，現(xiàn)在的子宮頸切除處理或取組織化驗時都是采用一些通用的電極刀頭，從而增加了手術的難度，容易加大手術造成的創(chuàng)傷，影響患者的康復速度，加大了患者的手術風險。本人高頻電刀的基礎上，針對婦科子宮頸病變組織的特點，選擇以線刀作基礎而制成電切弧刀，目的是使手術的過程更順利、更簡單，術后康復時間更快。

子宮的病變多在子宮頸（如圖示略），而子宮頸的形狀是不一致的，通道是狹窄的，而子宮頸出口處是錐形的。為使電切時病人受到少的創(chuàng)傷，本人針對子宮的特點設計了兩款形狀的線切電極刀頭。

兩款電極刀的設計長度都是260毫米，以便在使用時可在舉宮器張開的通道伸到患處，主干是用不銹鋼做的，主干頂端用電弧焊接上預先成形的鎢絲，組成主體形狀及導電功能。由于線刀要伸到病人體內(nèi)把患處切除，但又不能傷及陰道內(nèi)其它組織，所以整個主干由HIPS（耐沖擊性聚苯乙烯）絕緣，只露出導電的部份。絕緣的程度，則按照美國AAMI HF—18：2000及歐洲EN60601—2—2：2000的標準：電極及手柄達到主頻帶3000伏特及高壓高頻出14,500伏特的耐壓程度。

款是直形電切弧刀（如下圖略）：這款電極使用直線形狀，針對子宮頸通道狹窄來設計的，用于子宮頸通道的切割。當電極伸進通道后，啟用高頻電機輸出開始切割，以同軸旋轉方式把通道壁的表層組織圓柱式切除。

第二款是直弧形電切弧刀（如下圖略），這款電極用弧線形狀，切合子宮頸出口錐形的形狀，用于子宮頸出口處的切割。當電極伸進子宮頸后，啟動高頻電機輸出開始切割，以同軸旋轉方式把子宮頸出口處的表層組織圓弧錐式切除。

4 結果\r

經(jīng)過兩個多月的努力，委托相關的廠家完成了新型婦科電切弧刀的樣本。通過在本醫(yī)院所做的30例臨床測試，經(jīng)使用的臨床醫(yī)生反映，兩款新型婦科電切弧刀較以往通用電切弧刀手術操作更容易，手術創(chuàng)傷少，患者康復快，效果理想。

5 討論

現(xiàn)在用于臨床的許多醫(yī)療設備都是通用型設備，通用性廣，但不一定是專用的設備，并不能完全適應各種使用場合。根據(jù)不同的治療及手術特點，參照原有的產(chǎn)品，可以設計出某類治療及手術的專用設備和工具，從而改善治療及手術的效果。