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电外科设备是手术中重要的设备，同时也是危险性较大的一类设备，因此熟悉这些设备的一些特性是有必要的。

高频电刀、射频刀、离子刀在工作原理上存在较大不同：

①高频电刀：主机发射高频电流，通过人体内部的电解质形成电回路，手术电极与组织接触的部位产生热能，从而达到切割或止血的效果；

②射频刀：利用射频电流产生的无线电波通过人体，使人体内的电解质离子做高速往复运动，离子摩擦产生能量，使得细胞分子键断裂，从而达到切割组织的效果；

③离子刀：射频电场将组织中的原子电离，形成一团“电浆”物质（包含自由电子、离子、中性化学基团和其他中性物质），该电浆在外加电场的作用下被加速，可引起组织细胞的分子键断裂，使得细胞解体，达到切割效果。

下面是对三种电外科设备的详细介绍：

高频电刀的原理是利用脉冲时间极短的高频电流引发人体组织中的离子，在粘滞体液中振荡产生的热能而进行工作的。当电刀的手术电极与人体接触时，由于接触的有效面积小，电极本身的高阻抗体使高电流密度在局部组织中通过，直接产生高热引起组织的分离和凝固。通过调节高频电刀电流的波形和强度，可实现对组织不同的外科效果，如持续高频正弦波电流使细胞瞬间汽化蒸发，达到切开 (cutting)效果；间断调制电流通过电刀头接触组织，使细胞干燥达到的接触电凝止血(desiccation)；不触及组织的电弧止血(fulguration)以及输出介于“切开”和“凝固”之间的混合波形，可进行无血的混合切割（blended）效果。从电流回路的工作模式上看，电刀可分成单极和双极两个大类。单极模式电路回路由电 刀主机、手术电极、人体和中性电极板组成，可对组织进行切割和止血。双极模式无中性电极，由主机、两个手术电极（通常是双极镊子的两个尖端）及作用电极之间的组织构成电路回路，通过两个作用电极向机体组织传递高频电能产生切割和止血。双电极模式 多用于脑外科、显微外科等精细手术。

普通高频电刀通常设计成等阻抗输出，当遇到不同电阻的组织时，输出功率就会发生改变。手术电极尺寸、切割速度和组织中血液充盈情况等多种因素，也会影响电刀的输出功率。手术中电刀功率一 般由手术医生根据经验设定的，选择的功率往往比实际需达到预期手术效果的功率要大，但过大的电流密度可引起切口及周围组织的灼伤。自适应高频电刀通过功率控制，实现切割不同组织时保持输出功率特性不变，从而保护组织不被烧伤，以达到良好的手术效果。手术中，自适应高频电刀能提供足够的功率进行切割或电凝组织，而一旦达到切割或电凝的手术效果后，会自动调整功率以使附近的组织不受影响，手术效果是切口附近的组织只发白发干而不会变黄和炭化，并且最小程度地降低电火花的产生。这种功率控制对于不同部位组织、不同手术类型，都能提供可靠的自适应保护。其控制和调节输出功率大小的原理，是通过利用反馈回路检测 手术刀头接触到组织的电阻或电流变化来实现的， 而计算机技术发展又缩短了反馈回路控制和调节的响应时间，确保不影响手术操作的连续性。

射频外科中的射频刀在结构上与高频电刀类似， 但与高频电刀有以下三个方面的区别：一、射频刀发生器输出的是频率3.0～4.0 MHz的高频无线电波，而 高频电刀输出的是0.1～2.9 MHz的高频电流；二、射频刀的中性极板是不与病人接触的金属天线接收器， 接收身体传导的无线电波并送回发生器；三、射频刀工作时手术电极本身温度不会升高，可以实现低温下的切割、止血和消融。当射频刀电极引导高频无线电波通过人体时，人体组织内的离子发生震荡产生低温热能，通过调节无线电波的波形可达到不同的外科效果。采用全滤波形的无线电波使细胞中的水分子振荡产热和汽化分解细胞达到无压力精细切割；全波整流波形可使组织的血管壁胶原变性、血管断端收缩合并达到止血效果；部分整流波形能对组织同时进行切割和止血。与高频电刀相比，射频刀电极本身产生的热量少，因而对作用组织两侧的热损伤低，研究表明范围仅在0.01 mm～0.02 mm，不会发生普通高频电刀引起的组织牵拉现象，可用于体腔和管腔内等精细外科操作和组织活检.射频刀由于引起的组织碳化轻，与正常组织间界限明显，因此组织愈合快、疤痕小。选择不同种类的射频刀头，可更加有效得达到治疗效果，如使用普通双极射频电凝，能量可精确控制，避免对神经的损伤,不需要特殊镊子就可完成无粘连的神经外科止血操作；环形电极可进行妇科子宫颈活检或切除；通过心导管将射频能量用于烧灼损毁心脏异位起搏点或异常传导通路以治疗心律失常。 以盐水作为介导的Tissurelink 射频刀头，能有效地对深部组织进行凝固和闭合管道，应用于出血较多的肝 脏、肾脏肿瘤手术；集束状多针电极对于不能切除或复发的肿瘤进行透热治疗，可使肿瘤细胞发生不可逆 的凝固性坏死等。

与 一般射频外科发生器采用连续电压射频技术不同，等离子刀采用脉冲射频技术，当绝缘的刀头与组织接触时，射频电场使组织中的电解质液汽化分解，在刀头尖端产生薄层包含自由电子、离子、中性化学基团和其他中性物质的等离子体蒸汽层；当等离子体中的带电粒子被电场加速后，可引起组织细胞的分子键断裂，促使细胞解体，达到切割和消融效果。这种切割和消融效应仅局限于组织表层，而且是在相对较低温度下实现的，故对周边组织的热损伤极小。最早进行射频等离子刀技术开发的是PEAK公司，研究表明与普通手术刀相比，采用该产品能减少60%的失血量， 并且术后疤痕形成程度与手术刀相当；与电刀相比， 等离子刀对组织的热损伤程度减少了75%，因此减少了术后炎症细胞的产生，增强了组织愈合能力和减少了术后皮肤坏死。另一些研究表明，其在减少某些手术（如甲状腺摘除术）术后痛疼方面没有优势， 并且其配件价格昂贵限制了其应用，因此等离子刀还有待进一步临床验证。

电外科设备的发展与医疗技术水平的提高及基础科学的进展密不可分，只有深入了解人体组织结构特性和各种电外科设备的特点及其使用适应症，才能更有效地发挥电外科设备的作用。

超声刀的工作原理和利用高频或射频电流产生能量的电外科设备不一样。作为外科手术中经常使用到的器械，也在这里介绍一下。

超声刀以55.5KHZ的工作频率由刀头输出机械振动，导致组织内水分流动并汽化，组织层面被打开或游离。刀头与组织蛋白接触，蛋白氢键被打断导致蛋白质变性凝固，从而封闭小脉管。蛋白振动产生的二级能量使深层蛋白凝固，可封闭更大的脉管。其工作温度约50~100℃，能处理直径3mm以下的脉管，动物实验能处理直径7mm脉管。

超声刀可以广泛应用于胆囊、乳腺、甲状腺、结直肠、肝、脾等手术，尤其是在肝活体移植的供肝切除。使用超声刀时，术中无电流通过病人躯体，手术中产生烟雾及焦痂极少，热损伤＜1mm。