王錦航　董福生　董玉英

1　河北醫(yī)科大學，河北省石家莊市　050000　2　河北省口腔醫(yī)院

現(xiàn)代手術刀的研究進展

王錦航1董福生2董玉英2

1河北醫(yī)科大學，河北省石家莊市0500002河北省口腔醫(yī)院

摘要隨著時代的進步，手術器械也在不斷改進，手術刀中鋼刀、電刀、超聲刀、激光刀、射頻刀等普遍應用于各種外科手術，而每種手術刀都有各自的優(yōu)勢。近年來，針對不同手術工具的實驗研究和臨床研究也逐步的增多，根據每種手術刀不同的特性和優(yōu)勢，合理地選擇不同手術刀一直是許多學者研究的熱點。本文主要針對幾種手術刀各自的原理、應用及優(yōu)勢等方面做一闡述。

關鍵詞手術刀臨床應用原理

外科手術的目的是對外科疾病進行診斷和治療，而外科手術的主要過程是應用手術刀(Surgical scalpel)切開、分離組織及切除病變組織。隨著醫(yī)學科學和自然科學的發(fā)展，手術刀已經從最初單一的手術工具如：石、木、銅鐵制品等，發(fā)展成為集切開、止血、抽吸等多功能、多用途于一身的現(xiàn)代高科技產品[1]。隨著鋼刀、電刀、超聲刀、激光刀、射頻刀等手術工具普遍應用于各種外科手術，而每一種手術刀都各有其不同的優(yōu)勢[2]。本文就其中幾種手術刀的發(fā)展、特點以及其臨床應用作一綜述。

1鋼刀

普通手術刀是外科手術過程中不可或缺的重要工具。早在距今3 400多年前，在藁城臺西遺址中出土的“砭鐮”，經專家考證后，是世界上最早的手術刀。19世紀末和20世紀初，隨著麻醉和輸血技術的日益完善，現(xiàn)代外科手術有了質的提高，手術器械不斷改進，手術器械工藝制作也有了很大進步，如材質由鐵質演變?yōu)椴讳P鋼、鈦、鉻、釩等。現(xiàn)在的普通手術刀由刀柄和刀片組成，依據刀片的形狀、大小不同，可分為大圓刀、小圓刀、尖頭刀、銳性手術刀、鈍性手術刀等，每種形狀的刀片都有其不同的使用范圍。應用普通手術刀切割組織，由于其銳利的邊緣，可將組織切開，切割面邊緣整齊、解剖層次清楚，但切割創(chuàng)面出血較活躍，光鏡下可見切割邊緣細胞形態(tài)完整、組織結構層次清晰、無變形及壞死改變，對組織無損傷。所以鋼刀能夠快速整齊地切割和分離各種軟組織，但切割面出血活躍，且結扎止血時間長。例如在腫瘤切除手術中，應用普通手術刀不僅不會出現(xiàn)脂肪液化和炭化的情況，而且可以避免電刀引起組織損傷、患者被電灼等問題，但切割后創(chuàng)面出血相對活躍增加手術時間。

普通手術刀始終是外科手術過程中不可缺少的重要手術工具，由于其切割后對組織“零”損傷的特性，可以應用于各種手術，但其切割后創(chuàng)面出血活躍，應控制性的應用于出血較多的手術中[2]。隨著科技的發(fā)展，需要進一步的改進普通手術刀，以求找到一種對組織無損傷，同時可以控制創(chuàng)面出血的手術刀。

2高頻電刀

高頻電刀是取代普通手術刀的電外科器械。外科手術領域的電氣化革新可追溯到19世紀末20世紀初，最早應用于腫瘤的電灼療法中[3]。根據醫(yī)用物理學的原理，高頻電刀就是利用高頻電流通過機體的熱效應而制成的。由于接觸的有效面積很小，而電極下組織中的電流密度卻很大，所以可以在一瞬間產生大量的熱，把電極下的組織爆發(fā)性地蒸發(fā)掉，分裂成一個不出血的、窄而平坦的、深幾毫米的切口，而且還可以使血管中的血液凝固到一定的深度，代替結扎，完成切口的止血工作。由于高頻電刀的工作原理，應用高頻電刀切割組織后切割創(chuàng)面整齊、無滲血，但可以引起局部組織血液供應障礙、組織細胞破壞、部分組織炭化和脂肪液化。所以高頻電刀具有切割速度快、止血效果好、操作簡單、視野清晰、術后疼痛減少，但不能用于同一部位反復切割和鉗夾大塊組織電灼。

近年來，高頻電刀廣泛應用于婦科、口腔科、普外科等科室，其中以婦科中的手術應用最廣泛。在宮頸手術中應用高頻電刀能保證足夠的切除范圍和清晰的切緣，減少術中出血，提高手術速度，但是病理檢查顯示標本切緣有少量組織的熱損傷，但不影響對組織的病理檢查和手術效果[4]。在口腔科的牙齦成形術和舌系帶矯正術中[5]，應用高頻電刀可以明顯縮短手術時間，減少術中出血，術野清晰，一次手術效果和預后效果理想，減少患者痛苦。高頻電刀在皮膚組織的應用：應用高頻電刀行清創(chuàng)術或切割感染的皮膚組織時，高頻電刀不僅會影響創(chuàng)口的愈合，而且還會增加組織感染的幾率[6]。這些可能是由于電刀切割時，一方面電流和熱能沿切緣呈放射狀分布，導致局部組織血液供應障礙、組織細胞破壞切口積液；另一方面，大量的脂肪細胞破壞，脂肪液化，致使脂肪外溢，再加上高溫促使組織出現(xiàn)凝固壞死，這些均是細菌的良好培養(yǎng)基，這時如果組織本身有感染就會增加細菌感染幾率。

高頻電刀應該嚴格掌握其適應證，對于術中出血較多有活動性出血的患者，可以選擇性的應用高頻電刀，減少患者術中出血，縮短手術時間。而對于脂肪組織含量較高的組織應該控制性的使用高頻電刀。應用高頻電刀后可引起組織炭化和脂肪液化的這一問題還有待解決。

3超聲刀

超聲波在醫(yī)學上的應用大致可分為兩大類：功率超聲和檢測超聲。1928年德國人Mulwert試用了超聲治療慢性耳聾； 80年代超聲手術刀開始在外科應用，包括超聲白內障乳化、超聲骨科形成和超聲肝臟腫瘤吸引等。超聲刀是采用超聲能對軟組織進行止血、切開和凝固，適用于對需要控制出血和最小程度熱損傷的軟組織進行切開。超聲刀可以分為吸引式超聲手術刀和切割式超聲手術刀。吸引式超聲手術刀主要利用超聲空化效應來完成，在破壞和吸出高含水量組織細胞的同時，使彈性較強的膠原組織完好無損，粉碎病變組織或準備去除的組織。由于其原理因此吸引式超聲手術刀對于腦、肝、脾等器官作用好，而對膠原成分較多的血管、筋膜等作用甚微。切割式超聲手術刀刀頭以一定的諧振頻率進行高頻振動，使組織內的水汽化，蛋白質氫鍵斷裂、變性，細胞崩解，使組織被切開或凝固，在組織分離和組織切割的同時凝血止血。不依靠熱的損壞，沒有過熱現(xiàn)象，刀頭上的溫度并不很高，不會形成煙霧；切開后的斷面光滑，傷口易于愈合[7]。超聲刀具有術中出血量少、手術視野清晰、對周圍組織損傷小、安全性高、感染少及術后恢復快的優(yōu)點，可用于直視和內鏡外科手術。但超聲刀的切割和凝血速度受限于超聲換能器件的電聲轉換效率，對于大束組織及較粗血管的切割止血效果不夠理想[8]，但封閉小血管效果較好，可以封閉6mm以下的靜脈血管[9]。

超聲刀可以應用于肝膽外科手術，普通外科的結腸切除術、胃底成型術、闌尾切除術，婦產科的子宮肌瘤切除術、子宮切除術。由于超聲刀的優(yōu)點，在血液供應豐富、手術操作空間狹小的組織中應用更為廣泛，如甲狀腺切除術、胃部分切除術、子宮切除術，傳統(tǒng)手術方式中為了控制出血主要依靠結扎止血或應用電刀止血，都易損傷周圍重要組織，遺留物更可能導致炎癥反應的發(fā)生，組織出現(xiàn)熱損傷、焦痂，甚至導致組織粘連加重。

現(xiàn)今，超聲外科手術及其儀器設備幾乎已進入外科手術的各個?？祁I域，而被廣泛地應用于開放型外科手術，并成為外科技術進步的標志之一。但由于其不能應用于大束組織及較粗血管的切割，超聲刀的發(fā)展也受到的一定的影響。

4激光刀

1960年7月，梅曼成功在美國加州休斯研究所研制成了世界上第一臺紅寶石激光器，次年被應用于治療眼科疾病，從此開創(chuàng)了激光在醫(yī)學中的應用。激光是一種能產生高能量、高度聚焦且具有一定穿透力的單色光，作用于人體組織而在局部產生高熱量以去除或破壞病灶組織。由于組織的光學特性復雜和具有特異性，不同組織對特定波長的激光吸收、反射、透射及散射特性不一樣，而特定組織對不同波長激光的光學性質也不一樣。因此，如果將多波長激光應用于激光手術刀必將大大提高手術的效率。近年來，出現(xiàn)了多波長組合式激光系統(tǒng)，能產生出CO2、KTP、Ho:YAG和Nd:YAG等多種激光，常用的激光手術刀為Nd:YAG型，分為非接觸式和接觸式兩種。非接觸式激光刀可以選擇性地定量切除壞死組織，切口邊緣平整，外圍正常組織損傷少，且激光刀本身具有高溫殺菌作用，器械與切除區(qū)不接觸，大大減少了術后的感染。接觸式激光手術刀操作時刀頭與組織直接接觸，其優(yōu)點是刀尖直徑小，輸出功率密度大，刀鋒鋒利，切割速度快，有觸覺反饋，可作精確切開。組織損傷小而淺，刀尖溫度高，不易發(fā)生組織粘連，且有良好的殺菌作用。應用激光刀切割組織后，切割面無滲血，切割邊緣整齊，但由于激光的熱損傷使創(chuàng)口愈合過程早期的成纖維細胞數(shù)量較普通手術刀中成纖維細胞的數(shù)量稍少，故應用激光刀切割后其創(chuàng)口愈合稍延緩。

激光手術具有傳統(tǒng)手術無法比擬的優(yōu)越性。首先激光手術切口小，周圍組織損傷小，愈后瘢痕形成少[10]。其次激光手術刀具有術中出血少的特點，尤其是應用激光刀切割血管豐富的組織時，止血效果好，術中出血少[11]。例如應用激光手術刀行肝臟切除、惡性腫瘤切除、舌部腫物切除術后，不僅可以有效的減少患者術中出血、縮短手術時間，還可以減輕術后反應，減少患者痛苦，促進正常組織再生[12]。但因激光刀在正常血流下只能封閉直徑0.5mm以下的血管，故較大血管可產生出血，術中仍需鉗夾并結扎止血。再次激光刀也可以應用于硬組織切除，其具有切割范圍精確、不損傷周圍組織的特點。如：應用激光手術刀切割軟骨和骨組織時，切割寬度小于骨鋸切除的寬度，可做多種形態(tài)的切口，切面光滑銳利，骨小梁無粘連及脆裂，且切割面出血少無器械接觸時的震動感[13]。

目前激光刀以其自身的優(yōu)越性已經廣泛應用于普通外科、神經外科、眼科、皮膚科、耳鼻喉科、婦科及泌尿科等多個科室的臨床治療中。但是由于激光刀設備較昂貴，且組織對激光波長存在選擇性吸收，還是對其存在一定的制約性。

5射頻刀

1978年，美國牙醫(yī)Ellman首先將射頻電波應用于牙科軟組織手術中，隨后射頻電波在不同醫(yī)學領域得到了廣泛應用。射頻外科中的射頻刀在結構上與高頻電刀類似，但與高頻電刀有以下三個方面的區(qū)別：(1)輸出頻率。高頻電刀輸出的是0.1～2.9MHz的高頻電流，而射頻刀發(fā)生器輸出的頻率則是3.0～4.0MHz的高頻無線電波[14]。(2)電極板與組織是否接觸。高頻電刀的電極板必須接觸皮膚，而射頻刀的電極板可以不接觸皮膚，只需要在靠近手術部位的位置下面平鋪上就可以。(3)切割時組織是否產熱。高頻電刀切割組織時會產熱，而射頻刀工作時手術電極本身溫度不會升高，可以實現(xiàn)低溫下的切割、止血和消融[15]。射頻刀的原理為：當高頻電波遇到細胞內的水分子時，水分子對電波產生的阻力，使電波能量在水分子內轉換成為機械能量，引起水分子瞬間激烈震蕩，細胞內的水分子由液態(tài)水在瞬間轉化成為汽態(tài)水，細胞在水分子體積膨脹的情況下破裂。由于射頻刀所特有的細胞水平的組織切開，僅造成電極尖端組織的細胞汽化，形成線狀的細胞破壞，因此切口纖細光滑，形狀和深度也可以得到精確的控制，而且刀頭體積小，術野遮擋少，能更好的滿足外科手術精確性的要求。應用射頻刀切割組織后，切割邊緣整齊、創(chuàng)面無滲血、未見組織壞死和炭化，切割邊緣解剖層次清晰。

所以射頻刀具有術中出血少、周圍組織熱損傷少、創(chuàng)緣無炭化、術后創(chuàng)口愈合時間短，無瘢痕形成等特點。由于射頻刀的這些優(yōu)點，使其可以廣泛應用于皮膚科、耳鼻喉科、整形美容科等不同領域。首先，射頻刀可以用于正常皮膚組織的切割，還可以用于感染的皮膚創(chuàng)面切割。例如應用射頻刀切割正常皮膚組織或對感染皮膚組織行清創(chuàng)術時，術中切口光滑整齊、切緣兩側出血少、手術時間少，術后切緣處細菌顯著減少、大量膠原蛋白再生、上皮化程度較好、愈合時間短、瘢痕形成少[16]。其次，射頻刀可以用于鼻息肉切除、扁桃體切除、舌系帶矯正術等。例如應用射頻刀行扁桃體切除術和部分舌體切除術，術中減少了切口出血，視野清晰，減少了切口出血在手術進行時導致的患者咽反射加劇和手術中患者出血誤吸誘發(fā)的劇烈咳嗽和其他并發(fā)癥，而且術后無瘢痕形成所致咽部異物感或吞咽困難等癥狀。最后，由于射頻刀術后瘢痕形成少的特點，可以應用于唇腭裂整復術、面部腫物切除術和連體嬰兒手術等。例如應用射頻刀治療頜面部的橫紋肌肉瘤，術中切割組織精確、出血少、切割面整齊，周圍組織無熱損傷、無炭化，術后反應輕、組織愈合好，無瘢痕，無復發(fā)，具有較高的臨床應用價值[17]。

目前射頻刀以其操作簡單，使用方便，適用范圍廣，術中及術后效果良好，已經廣泛應用于各個領域，并且在臨床治療中反響較好，但是由于其在臨床應用時間還比較短，許多問題還需要進一步的研究。

綜上所述，現(xiàn)階段對于各種手術刀的基礎研究及臨床報道相對較多，每種手術刀都有自身的優(yōu)缺點，但各種手術刀之間相互比較的研究相對較少，通過現(xiàn)有的研究發(fā)現(xiàn)射頻刀切割組織后，對組織的損傷較少，創(chuàng)面愈合也較好。但目前不同手術刀切割皮膚后，對皮膚愈合影響的基礎及臨床研究還少有報道，這也將成為未來的研究方向之一，隨著人們對美觀要求的提高，減少術后瘢痕的產生，更好的、更正確的選用不同手術刀將越來越受到大家重視。

參考文獻

[1]Ochsner J. Surgical knife〔J〕.Tex heart Inst J,2009,36(5): 441-443.

[2]楊勇，全志偉.手術刀的演變及現(xiàn)代手術刀的使用.中國實用外科雜志，2006,26(1)：25-27.

[3]Schwaitzberg SD．Evolutions and revolutions in surgical energy〔M〕//Liane F，Pascal P，Daniel BJ．The SAGES Manual on the Fundamental.Use of Surgical Energy(FUSE)．Berlin：Springer Verlag，2012：3-13．

[4]Wright TC，Massad LS，Dunton CJ，etal．2006 Consensus guideline for management of women with cervical intraepithelial neoplasia or adenocarcinoma in site〔J〕.Am J Obstet Gynecol,2007,197(4)：346-355．

[5]杜鈺，沈駿，陳紅娟.高頻電刀治療幼兒舌系帶粘連癥168例臨床分析〔J〕.中國臨床醫(yī)學，2011,18(3)：381-382.

[6]Ji GW,Wu YZ，Wang X，etal.Experimental and clinical study of influence of high-frequency electric surgical knives on healing of abdominal incision〔J〕. World J Gastroenterol,2006,12(25):4082-4085.

[7]林國慶，曲哲．超聲手術刀工作原理及臨床應用〔J〕．醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2008，29(8)：108-109．

[8]潘光棟，楊建青．超聲切割止血刀與Ligasure在腹部外科開放手術中的應用〔J〕．微創(chuàng)醫(yī)學，2009，4(5)：546-548．

[9]Miccoli P，Materazzi G，Miccoli M，etal.Evaluation of a new ultrasonic device in thyroid surgery： comparative randomized study〔J〕.Am J Surg，2010,14(6)：736-740.

[10]Amini-Nik S，Kraemer D，Cowan ML，etal．Uhrafast mid-IR laser scalpel：protein signals of the fundamental limits to minimally invasive surgery〔J〕．PloS One,2010,28(9):el3053．

[11]Silverman EB,Read RW,Boyle CR,etal.Histologic comparison of canine skin biopsies collected using monopolar electrosurgery,CO2laser,radiowave radiosurgery,skin biopsy punch,and scalpel〔J〕.Veterinary Surgery,2007,36(1)：50-56.

[12]Oron U，Maltz L，Tuby H，etal.Enhanced liver regeneration following acute hepatectomy by low-level laser therapy〔J〕.Photomed Laser Surg,2010,28(5):675-682.

[13]Hafez MI,Coombs RR,Zhou S,etal.Ablation of bone,cartilage, and facet joint capsule using Ho:YAG laser〔J〕.J Clin Laser Med Surg,2002,20(5):251-255.

[14]James Koch R.Radiofrequency nonablative tissue tightening〔J〕．Facial Plast Surg Clin N Am，2004,12(3):339-346.

[15]Gholamhoseini B, S Mohitmafi, PR Tehrani,etal. Histopathologic Comparison of Radiofrequency and Scalpel Blade on Mice Skin Incisional Wound Healing Model〔J〕. Pakistan Veterinary Journal,2012, 32(3):382-385.

[16]Akosy F,Ozturan O,Veyseller B,etal.Comparison of radiofrequency and monopolar electrocautery tonsillectomy〔J〕. The Journal of Laryngology & Otology,2009,124(2)：180-183.

[17]Nashida Y，Yamakado K，Kumamoto T，etal.Radiofrequency ablation used for the treatment of frequently recurrent rhabdomyosarcoma in the masticator space in a 10-year-old girl〔J〕. J Pediatr Hematol Oncol,2007,29(9):640-641.

(本文通訊作者：董福生)

(編輯雅文)

收稿日期2014-12-17

中圖分類號：R608

文獻標識碼：A

文章編號：1001-7585(2015)04-0447-03