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【摘要】 利用高频电流作为组织切割已有多年历史，在电切的同时亦可以电凝阻止组织流血。这样的技术能应用在大部分外科手术中，以同一件工具完成多项任务，既简化了手术，又减少了医疗失误的机会，这特别适合于一些有空间限制的手术。以妇科为例，只要有合适的电极头，手术便能在狭窄的阴道上操作自如了。本项目是分享本人在研制一项新型妇科高频电切弧刀的体验，其中首要考虑的是以快速及少创伤为原则，大大缩短的复原的时间。
1 前言
现在生活越见繁忙，工作压力的不断增大、生活节奏的不正常，使人体的内分泌失去平衡，同时也减低了身体的免疫能力。特别是妇女的生殖系统，它经常受到各种各样的刺激，包括自身周期性的月经、成年女性性生活、日常生活的清洁行为及多类型细菌的感染等。其中病变机率最大的是子宫颈，科学家已经发现超过70种的人类乳突状病毒（Human papilloma virus，简称HPV），其中30种会使子宫颈受感染，而有约15种病毒与子宫颈癌有关。大部分有性行为的妇女均染有此病毒，但由于人体本身免疫能力，病毒经过数月或数年就会消失，不会引起任何的异常，但有些人病毒会继续存在，造成细胞病变，即所谓的子宫颈癌前病变。事实上，几乎所有子宫颈癌患者都曾经感染HPV。
人类乳状病毒感染较常发生在年轻人中，特别是青春期及二十几岁的女性身上。因为HPV是经由性接触传染，当性伴侣越多，则其感染的危险性相对会越高。愈早有性生活、性伴侣愈多且性伴侣有多重性伴侣的女性，皆会增大感染机会。不过，也有可能经非接触传染，因此没有过性生活的女性亦可能会患上子宫颈癌。
一般来说，初期的子宫颈癌是不会痛的，正因为如此，使许多人延误了治疗时机，当发现阴部有不正常的出血时，癌细胞可能已经侵害到身体内部了。子宫颈癌是一种较容易早期发现、早期治疗、治愈率很高的癌症，它可以通过子宫颈抹片检查发现。子宫颈抹片检查简便、便宜、安全，而且是最有效的癌症筛选方法，大幅减少70％的子宫颈癌发生率，而早期子宫颈癌的治愈率几乎可达100％。
对于早期发现的子宫颈癌，癌细胞只局限于子宫颈的上皮细胞（即原位性子宫颈癌），便应予以适当的治疗。如果希望保持生育能力的话，可接受圆锥形切除术，只切除子宫颈病变组织。圆锥形切除术，是利用高频电机产生的电流，通过电极令人体组织分离，并同时有止血效果。锥形切除电极的形状直接影响到病人的创伤程度及康复速度，因而其设计应符合人体结构，尽可能只切除病变组织。
2 高频电刀基本原理\r
利用电能加到人体组织上，使组织内的水分蒸发，以致组织分离或者凝固，这是利用电能代替传统刀切的基本构想。但因为人体的神经系统及肌肉传动系统都是以电能来推动的，在使用电的时候便会干扰到人体，轻则肌肉收缩，重则影响维生系统正常运作，甚至有致命的危险。其实人体神经系统及肌肉传动系统对电的反应速度有限，只要高于每秒100000周期（100kHz）就不会有影响，所以电刀主机可使用高频交流电，考虑到安全系数高频电刀主机建议输出频率在300kHz到2000kHz之间，这样的输出电流便不会影响人体的神经系统，而恰当控制高频电流的输出便能达到电切及电凝的效果（如下图所示略）。
高频电刀手术分为单极和双极，电能量本身是通过电子的移动产生电流而成，它必定要产生回路；双极是把主机输出的两个极放到同一个仪器上，产生回路；而单极是把主机输出的两个极放到不同的地方（如下图示），电流从医生的手柄电极进入病人身体，通过人体后在敷肌板回收成完成整回路。至于切割点的控制，是由回路中的电流密度而定，敷肌板部分属于回收电流，不应对身体产生作用，故可采用大面积导电体来降低电流密度，以达到安全范围，手柄电极是工作点，用金属导体制成小接触面积电极，把电流密度提高到可应用范围。本项目便是采用单极方法设计出适合的电极刀头。
至于高频电刀的功能主要分为电切及电凝两种，亦有同时存在两种不同程度特性的混合型。电切是以持续高能量加到细胞中，使细胞中的水份子在短时间内大量汽化，将细胞爆破，宏观便达到电切效果（如下左图），令组织分离。电凝是以间断低能量加到细胞中，使细胞中的水份升温蒸发出细胞，细胞因失去水份而收缩成痂，宏观来说，细胞及细胞间的收缩会把被切断的血管亦收缩止血，达到电凝效果（如下右图略）。
3 新型设计
在前言部分已提到，妇女在子宫颈产生病变的机会相对地高，在初期的切除处理或组织化验时，都需要有一个合适的工具。一般的电极刀头有不同形状：刀形、球形、线刀形、L形、J形等，各有特定用途，却没有专门为妇科子宫颈手术设计的电极刀头，现在的子宫颈切除处理或取组织化验时都是采用一些通用的电极刀头，从而增加了手术的难度，容易加大手术造成的创伤，影响患者的康复速度，加大了患者的手术风险。本人高频电刀的基础上，针对妇科子宫颈病变组织的特点，选择以线刀作基础而制成电切弧刀，目的是使手术的过程更顺利、更简单，术后康复时间更快。
子宫的病变多在子宫颈（如图示略），而子宫颈的形状是不一致的，通道是狭窄的，而子宫颈出口处是锥形的。为使电切时病人受到最少的创伤，本人针对子宫的特点设计了两款形状的线切电极刀头。
两款电极刀的设计长度都是260毫米，以便在使用时可在举宫器张开的通道伸到患处，主干是用不锈钢做的，主干顶端用电弧焊接上预先成形的钨丝，组成主体形状及导电功能。由于线刀要伸到病人体内把患处切除，但又不能伤及阴道内其它组织，所以整个主干由HIPS（耐冲击性聚苯乙烯）绝缘，只露出导电的部份。绝缘的程度，则按照美国AAMI HF—18：2000及欧洲EN60601—2—2：2000的标准：电极及手柄达到主频带3000伏特及高压高频出14,500伏特的耐压程度。
第一款是直形电切弧刀（如下图略）：这款电极使用直线形状，针对子宫颈通道狭窄来设计的，用于子宫颈通道的切割。当电极伸进通道后，启用高频电机输出开始切割，以同轴旋转方式把通道壁的表层组织圆柱式切除。
第二款是直弧形电切弧刀（如下图略），这款电极用弧线形状，切合子宫颈出口锥形的形状，用于子宫颈出口处的切割。当电极伸进子宫颈后，启动高频电机输出开始切割，以同轴旋转方式把子宫颈出口处的表层组织圆弧锥式切除。
4 结果\r
经过两个多月的努力，委托相关的厂家完成了新型妇科电切弧刀的样本。通过在本医院所做的30例临床测试，经使用的临床医生反映，两款新型妇科电切弧刀较以往通用电切弧刀手术操作更容易，手术创伤少，患者康复快，效果理想。
5 讨论
现在用于临床的许多医疗设备都是通用型设备，通用性广，但不一定是专用的设备，并不能完全适应各种使用场合。根据不同的治疗及手术特点，参照原有的产品，可以设计出某类治疗及手术的专用设备和工具，从而改善治疗及手术的效果。 | 
