超声刀与电刀在胸外科手术中的应用与比较

王　璐(综述),朱　珉(审校)

(华中科技大学同济医学院附属同济医院胸外科，武汉 430030)



超声刀与电刀在胸外科手术中的应用与比较

王璐△(综述),朱珉※(审校)

(华中科技大学同济医学院附属同济医院胸外科，武汉 430030)

摘要：超声刀与高频电刀作为胸外科微创手术中的重要手术切割止血器械，在胸外科的常规胸腔镜以及开胸手术中具有不同的使用特点。超声刀因术野清晰、手术操作精细、热效应低等特点具有很强的实用性。但在有些特殊情况下，高频电刀的作用是不可替代的。该文通过对超声刀与电刀在食管、肺部、纵隔肿瘤、淋巴结清扫等常规胸外科手术中的具体使用特点，将两种手术器械在不同手术中的优势进行详细的比较，同时对未来手术器械发展进行展望。

关键词：胸外科手术；超声刀；高频电刀；微创手术

手术器械的更新换代极大地促进了外科手术的发展。高频电刀的发明，在外科手术史的发展历程中具有革命性的意义。近年来，随着微创手术观念的不断普及，腔镜技术在胸外科的微创治疗中逐渐占据重要地位[1]。超声刀因术野清晰、手术操作精细、热效应低等特点在腔镜手术中具有很强的实用性，但在某些特殊情况下，高频电刀的作用更加占优势。现通过对超声刀与电刀在胸外科手术中的具体使用特点，将两种手术器械在不同手术中的用途进行详细的比较。

1超声刀与电刀的特点

1.1电刀的原理及使用从19世纪20年代开始，高频电刀以其切口整齐、手术风险低、切割止血一体化、效率高等特点在一定程度上取代了机械手术刀用于外科的各种手术中[2]。除了用于手术开胸和分离组织止血外，在微创手术中，电刀以及电凝钩在淋巴结的热处理、淋巴管的封闭和细小血管、韧带的切割清理上也具有很好的处理能力。高频电刀实际是一种变频变压器，工作原理为通过将220V、50Hz的标准电压转化为几千伏，用400～1000 kHz的高频工作电压来进行切割、止血；电切时电流为连续波形，能使细胞膨胀、气化；电凝时电流为间断波形，能使细胞干化，达到止血的目的[3]。由于高频电刀是使电能转化为热能，因此在临床上存在许多不可避免的隐患，比如切口脂肪的液化、组织炭化、不能与体内外金属物质接触以及切割产生的烟雾干扰腔镜和手术视野等缺陷一直是胸外科手术中困扰术者选择合理手术方式的一大问题[4-5]。

1.2超声刀的原理及使用超声刀的研发一定程度上解决了高频电刀所产生的副效应。20世纪90年代，Verazin等[6]报道，通过超声刀完成27例肺段或肺楔形切除术，标志着超声刀进入胸外科领域。超声刀以其切割止血一体化、手术视野清晰、产热少、伤口愈合快等优势在胸外科微创手术中逐渐占据重要地位[7]。超声刀工作原理为将电能转化为机械能，让金属探头产生55.5 kHz的机械振动使组织中蛋白质氢键断裂、蛋白质变性从而达到切割、止血、封闭血管和组织的作用[6]。超声刀广泛用于微创手术中，尤其是超声刀改变了手术操作中先凝固止血再分离或边止血边分离的状况，使微创手术中出血量明显减少。作为新型手术器械，超声刀也具有一定缺陷：①超声刀的能量较低，操作较为复杂，影响切割凝血的效率；②超声刀刀口较为狭小，刀柄较长，会限制切割止血的切口深度、长度以及术野空间，适合于小切口和不连续、不光滑切口；③超声刀刀头容易损坏，刀头使用寿命短，并且大多数超声刀头为一次性使用，使手术成本提高。

2电刀与超声刀在胸外科手术中应用对比

2.1肺部手术在肺部手术中，高频电刀可用于肺裂发育不全的处理。保持在肺通气状态下，电凝沿发育不全的肺裂切割，随着切割的深入，断缘即被焦化、封闭，达到防止断缘出血和漏气的目的[8]。当接近肺门血管时，应当钝锐性相结合逐渐分离显露血管。高频电刀在不可达到根治性切除的肺癌病例中具有特殊的功效，予以高频电刀热处理，仅需在患者淋巴结上进行2～3 s的接触就可达到热损伤凝固的目的[9]。术中电刀热灼处理残余病灶，能收到满意效果，电凝钩可以切割、凝固组织，已广泛应用于胸腔镜手术中[10]。电刀产生的热量能促使切口处的纤维母细胞、胶原纤维增生以及炎性细胞的浸润，有利于切口的止血与愈合；同时，热效应所激发的炎症反应以及热激蛋白激发的局部免疫，有利于残余肿瘤细胞的清除[8]。超声刀不仅能很好地处理一般肺癌肺切除患者，在对携带心脏起搏器或体内有金属支架的肺切除患者也具有良好的适应性[11]。在进行肺切除的过程中，对直径<2 mm 的血管可以直接切断止血，同时超声刀能对肺动脉、肺静脉进行精细、安全的处理；超声刀产生的低热、低能量传递特性避免了在肺部手术中对重要器官的损伤和影响,在不激发的情况下可以实现抓、夹、钳等操作，对切除的残余组织具有更好的处理能力[12-13]。同时在微创手术中，超声刀的无烟、无异味、无弧电的特性使腔镜以及手术视野更加清晰，手术操作更加安全、可靠。超声刀具有超强凝血和精确切割的特性，对于一般的胸腔粘连，可以使用超声刀头锐面快速档切割开；而对组织比较厚、估计血管较粗的胸腔粘连以及重要部位的组织分离须用刀头钝面，要先用慢速档凝固再用快档分离[12]。术中可靠近大血管或脏器进行分离操作，超声刀精确的切割与可控制的凝血尤其适用于解剖关系较复杂部位的手术操作[14]。

2.2食管手术单极电刀对直径≤2 mm的血管具有很好的凝固作用，这在游离食管、处理食管血供时带来很大便利；但对于胃部直径>2 mm的血管，电刀应先用电灼法切开网膜或韧带的浆膜层，用血管钳分离钳夹之后，给予切断后丝线结扎。电刀在非工作模式下可以对食管进行钝性分离，使手术视野更加清晰、干净，同时也避免了术中器械的频繁交换。由于大部分癌细胞只耐受45 ℃左右的温度，因此电刀在切割止血时产生的热量能使周围组织上升到几百摄氏度从而杀死不可见的癌细胞，利于手术中癌细胞的彻底清除[15]。尽管如此，超声刀在食管癌手术中对淋巴结的处理、胸腔引流量以及平均出血量上具有更大的优势[16]。由于食管周围靠近大血管以及重要的器官，低能量、低热量传播的超声刀能实现更为精细的操作，防止大血管灼伤所引起的大出血以及心脏停搏[17]。在食管手术血管的处理上，对血管直径<3 mm的胃膈韧带、胃脾韧带，可以选择快慢速档相结合直接将其切开；在处理胃短血管及胃冠状静脉方面，超声刀亦可先用钝面慢档凝固后再用快档封闭或者采用防波堤技术予以直接离断；对于再次出血点可以用钝面刀头夹住再慢档凝固止血[18]。另一方面，区别于高频电刀，超声刀的高频振动可以对大网膜进行游离与部分切除，便于胃端与食管断端的吻合以及大网膜对食管吻合口的包埋与保护；在处理大网膜时，超声刀可以在不结扎胃大网膜血管以及胃大弯的其他滋养血管的情况下，直接对大网膜进行游离，迅速方便。

2.3纵隔肿瘤手术纵隔内的肿瘤,包括胸腺瘤、胸腺囊肿、神经鞘瘤、神经纤维瘤、畸胎瘤、支气管囊肿、淋巴瘤等。由于纵隔肿瘤周围神经血管结构复杂，毗邻气管、食管、主动脉、上腔静脉、心脏等重要脏器，暴露相对困难，因此纵隔肿瘤包膜是否完整以及与大血管和神经的相对位置决定了手术的处理方法。对于满足腔镜手术适应证的患者，在手术中可以使用电凝钩或者超声刀对纵隔胸膜和肿瘤的包膜进行剥离，在处于非工作模式下对纵隔肿瘤进行钝性分离。由于超声刀对较粗血管和组织张力所引起的出血远小于电刀，且其能量传播不超过0.5 mm，因而具有精确的切割作用，术中可避免损伤膈神经、迷走神经以及喉返神经，并能安全地在重要的脏器和大血管旁进行操作[19]。术中分离出胸腺静脉以及从胸廓内动脉发出的胸腺动脉分支后，超声刀可以直接对血管进行离断。对于巨大纵隔肿瘤，特别是实体性肿瘤，常有外侵或淋巴结节转移，与周围大血管、神经等结构毗邻，从而造成分离困难的特点，应当使用超声刀进行细微的分离暴露；对小血管进行融闭，开口位置要避免距离肿瘤太近，否则不利于暴露。当纵隔囊肿与重要脏器粘连紧密无法完整切除时，可以通过电刀烧灼处理残留部分囊壁使之失去分泌功能，可避免术后复发的可能。

2.4淋巴结的清扫与处理对胸腔内肿瘤患者淋巴结的系统性清扫是提高癌症患者术后生存率的有力保证。胸部淋巴结的清扫原则为：①除肺门和肺内淋巴结外,右侧可清扫2、3、4、7、8、9组，左侧可清扫3、5、6、7、8、9组；②纵隔淋巴结个数不得少10个；③纵隔淋巴结站数3站以上(包括隆突下淋巴结)[20-21]。在行开放手术清扫隆突下淋巴结时，首先处理支气管动脉，否则切除过程中易引起出血，影响术野的暴露；在胸腔镜手术中，因为超声刀在处理支气管动脉的优势，使清扫过程中视野开阔，可达到完整清除隆突下淋巴结的目的。在淋巴结的处理上，对不可达到根治性切除的胸部肿瘤病例，电刀电凝只需在淋巴结的表面作用2～3 s即可，达到热损伤凝固的目的[9]；但是,对于较小的淋巴网以及毛细淋巴管的封闭作用欠佳，精细程度较差，常常使毛细淋巴管封闭不全引起淋巴液漏、乳糜胸，重者产生低蛋白血症[22]。而超声刀能很精准地清除目的淋巴结，对于淋巴网的封闭作用较好，能很好地避免淋巴漏现象的发生，不会在清扫淋巴时对重要血管产生额外的烧灼，甚至可以安全分离与大血管粘连的淋巴结[15]。对于左4组、5组纵隔淋巴结的清扫，除非左侧的喉返神经已经充分暴露，否则不能用超声刀或电刀进行分离，防止热传导使喉返神经破坏。在清扫区域肿大淋巴结时注意不能一味凝固切割，以防淋巴管封闭不全引起胸腔渗液增多，甚至乳糜胸。在临床中，处理较大淋巴管时，应先使用超声刀的慢档对其进行缓慢彻底的封闭处理；如超声刀作用创面时间过短，管腔封闭不完全，也会发生胸腔引流增多的现象。

3小结

在胸外科的常规手术中，电刀的使用领域十分广泛：①对操作成熟的术者能在较短时间内暴露及处理病灶；②在超声刀处理目的病灶以及血管、淋巴结之前，往往使用高频电刀对周围的粘连组织进行游离，扩大手术操作空间；③电刀的能量较高，能大面积清除病灶，对于非探测区肿瘤细胞的清除具有决定性杀伤作用；④高频电刀的热效应在淋巴的清扫上也具有独特作用，对不可达到根治性切除的肺癌病例，高频电刀只需与淋巴结表面接触2～3 s即可起到热损伤凝固的作用，并且可以高能量迅速清除目的淋巴结；⑤在肺部手术中，对于肺裂发育不全的患者，可以通过高频电刀游离胸膜以及肺裂，暴露离断血管的方法来对肺裂进行适当的处理。而在微创手术中，超声刀整体效果要比电刀/电凝钩更加占优势，主要表现在：①在微创手术中，超声刀对腔镜以及手术的视野影响小，能为胸部的深入探查提供良好的基础；②超声刀的热效应低，对切口的损伤愈合更好，对手术的非作用区影响小，在比较精细的手术中(如清扫主动脉旁的淋巴结、隆突下淋巴结时)，超声刀更加便捷、安全；③由于超声刀是通过机械振动使蛋白质变性凝结起到切割止血的作用，因此其电效应较低，对手术患者的生理要求不高，患者体内可携带金属，且术中超声刀对心脏的电活动影响较小；④超声刀使得微创手术更加精细，能有效缩短手术时间。

尽管超声刀与电刀已经极大地推动胸外科的发展，而且也取得了令患者满意的疗效。但是,超声刀刀口相对狭小，电刀过于开放，两者对手术视野的精确把握以及手术中器械在患者体内的机动能力和灵活程度还有待进一步提高。电刀主导的外科手术应当不断提高器械的精细度与稳定性，使手术更加安全、简易；而超声刀应以提高作用效率、灵活度为主，让手术进展更加迅速、完美。

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Application and Comparison of UHS and Electrotome in the Thoracic SurgeryWANGLu,ZHUMin.(DepartmentofChestSurgery,TongjiHospitalAffiliatedtoTongjiMedicalCollegeofHuazhongUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430030，China)

Abstract：As the significant operative instruments in minimally invasive thoracic surgery,ultrasounic-harmonic scalpel(UHS) and electrotome have different characteristics in various surgeries.UHS has strong practical applicability due to the features of clear surgery field,the operation precision,and low thermal effect.However electrotome plays an irreplaceable role in some particular situations.Here is to evaluate and summarize their advantages in various kinds of thoracic surgeries,such as the surgery for hemopneumothorax,esophageal cancer,lung cancer, mediastinal tumor,and lymph node cleaning,and make outlook in the development of the operative instruments in future.

Key words：Thoracic surgery； Ultrasonic-harmonic scalpel； Electrotome； Minimally invasive surgery

收稿日期：2014-08-18修回日期：2014-11-18编辑：郑雪

基金项目：国家自然科学基金(81172786)

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.11.028

中图分类号：R197.39； R655

文献标识码：A

文章编号：1006-2084(2015)11-1997-03