在外科手术过程中，提供足够止血并允许准确解剖组织的外科能量装置是必不可少的。合理的运用和选用合适的止血设备或能量平台可减少术中术后出血的风险，并可明显缩短手术时间。在过去的几年里，现代能量设备发展迅速，止血的控制和组织切割的精确度都有了显著的提高。作为一名外科医生详细的了解这些止血设备和能量平台是开好手术的前提，本文较为全面的总结了各个能量平台和止血设备的特点。
外科能量装置的要求
一般而言，用于控制止血、密封和组织剥离的能量外科设备应满足以下要求，以实现安全有效的手术：
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提供可靠的止血效果
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最大限度地减少对周围组织的附带损害
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允许快速解剖组织以最大限度地减少手术时间
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提供使用灵活性，允许不受限制地访问操作现场
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易于由训练有素的员工操作
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性价比高
目前广泛使用的普通外科器械有五种：
1. 常规能量的基本设备：利用高频单极或双极电流切割或凝固生物组织的设备。它们缺乏高度复杂的附加技术功能，旨在改善解剖和止血的控制。
2. 智能感应、超声能量的设备：利用双极或超声波能量并结合复杂功能(如组织密封机制、温度反馈控制和其他旨在控制横向热扩散的功能)的工具，可同时进行组织解剖和止血控制。
3. 氩等离子体凝固器(APC)：一种非接触式单极电凝器，旨在通过电离氩气射流提供高频电流，以控制止血。
4. 局部止血剂（或材料）：协助控制弥漫性渗出和轻微出血。通过接触激活凝血或诱导凝固级联、机械填塞或合成密封的最后步骤来提供止血。
5. 止血夹：通过机械加压提供快速可靠的血管和组织密封。
单极电外科
单极电外科设备在20世纪20年代发展起来后，给外科带来了革命性的变化，是外科解剖技术和止血控制的中流砥柱。它们产生高频(HF)电流，该电流从电刀有源电极流到目标组织，然后流经患者到无源电极、接地垫(图6.1，表6.1)。这种流动加热组织，并将组织快速加热到400°C的温度(切割模式)或通过较慢的加热过程凝固到大约100°C的温度(COAG模式)，导致小块组织蒸发。这种流动加热组织，并通过快速组织加热到400°C的温度(切割模式)或通过较慢的加热过程凝固到大约100°C的温度(COAG模式)，导致一小块组织蒸发。这两种模式是由不同类型的电流产生的，这些电流在波形、频率和电压方面都不同。单极电流可以使用各种电刀头施加到目标组织上(图6.1)。这样的尖端包括对组织的切割和凝固都有效的刀片；用于精确组织解剖的Colorado针(超高频尖端)；用于凝固较大组织区域的球形电极；以及单极镊子。此外，外科医生可以选择不同配置的电刀，例如摇杆开关和按钮配置，以及脚控。虽然单极电手术非常有用和有效，但外科医生应该意识到其潜在的安全风险，如对患者的意外烧伤、植入的电子设备(如起搏器、心律转复设备、骶骨/脊髓刺激器)故障或假体传导关节过热。
双极电凝
双极电外科设备利用有源电极和返回电极，即双极电镊两个尖端(图6.2，表6.1)。电流从止血钳的一个尖端流出从另一端回流，仅作用于两个钳尖之间目标组织。与单极设备相比，此功能减少了横向热扩散，产生的烟雾更少。然而，这项技术导致电流密度的穿透性较小，这可能对某些区域的止血不利。双极镊可进一步减少组织碎屑的横向热扩散和粘连，双极镊结合了导致镊尖和目标组织冷却的水系统。特别适用于止血控制和肝实质解剖。
上表中的爆裂压力是指器械在封闭血管后产生封闭端所能承受的最大裂开压力，数值越高说明封闭越牢固。
智能组织感应双极平台
先进的双极平台，例如Enseal(图6.3；表6.1)和LigaSure(Covidien)，于1998年首次推出，在组织凝固过程中使用脉冲双极能量和能量输出的反馈控制。因此，与基本和其他先进的基于电子的外科设备相比，产热率较低，最大限度地减少了组织粘连、烟雾和横向热扩散。Enseal(Ethicon)利用夹头内的正温度系数(PTC)聚合物化合物来调节能量流(图6.3C)。这种化合物含有大量以链状排列的纳米导电粒子，这些粒子在大约100°C的温度下聚合，从而允许能量通过该双极器件流动。在密封过程中，一旦组织温度达到100°C，由于其物理性质，颗粒就会解聚，从而扰乱能量流动。在密封步骤之后，集成的切割刀片机械地分割组织(图6.3d)。除了较低的密封温度外，先进的双极器件的电极设计包含了钳口内的能量流动，减少了横向热扩散和侧向或邻近热损坏的危险。智能双极设备可同时密封和横切相对较厚的血管(直径达7mm)和较大的组织束。密封强度可与机械结扎技术(如结扎和夹子)相媲美，并高于其他基于能量的技术，如标准双极或超声波凝固。但由于其尖端较为粗大难以行精细解剖。
超声解剖系统（更详细的介绍可参见前一期文章)
切割和凝固组织的超声解剖系统在20世纪90年代初被引入，并在肝胰胆管外科和上消化道手术中获得了巨大成功。使用最广泛的系统，如超声刀(图6.4;表6.1)，通过将电能转换为机械能的压电换能器，在50到100μm电弧的装置功能尖端产生大约55 kHz的超声波范围内的高振动频率。这种能量来自于底部对功能端上尖端的超声波频率剪切，并在刀片之间的组织压缩过程中产生摩擦加热和细胞破坏(图6.4c)。这个过程导致蛋白质的变性，如中空结构(如血管)壁中的胶原蛋白，进而导致直径达5毫米的血管管腔的可靠密封和切割。根据设置的不同，该谐波装置可以增加刀片的纵向运动，以提供更快的切割和更少的止血，或者减少纵向运动，提供更慢的切割但更多的止血。超声波设备与高频电外科相比具有优势，因为它们横切组织的速度更快，而且不会产生烟雾。然而，它们会导致尖端高达200°C的最高温度，因此，在激活过程中可能会将大量能量分散到周围组织。
集成双极和超声波器件
集成的双极和超声波设备在单个工具中提供先进的双极和超声波能量的优势。这种能量形式的集成结合了先进双极能量安全止血的优点和超声解剖的速度。在Thunderbeat装置(奥林巴斯)(图6.5；表6.1)，双极热能被横向施加，而额外的密封和切割由装置中心部分的超声波能量实现(图6.5c)。该能源设备即使在大血管中也能实现高爆破压力，同时在所有常用的能量平台中具有最快的切割速度和最牢固的封闭能力。然而与其他超声设备类似热量的产生和向周围组织扩散更多的能量可能会导致侧向热损伤和对邻近器官的潜在伤害，且价格昂贵。
氩气刀(APC)
APC(ConMed)自20世纪70年代以来一直应用于外科手术中，是一种非接触式电凝设备，通过电离氩气柱提供高频单极电流，以实现止血控制(。图6.6)。电子通过这个气体通道从探针电极流向目标组织，从而引起凝血。组织的热凝固会导致薄而浅的电绝缘干燥区，这会在目标区域产生增加的电阻，促使电流移动到组织表面上电阻较低的另一个点，这反过来又将凝固深度限制在只有几毫米。凝固深度取决于发电机功率设置、氩气流速、应用时间和探针尖端到靶组织的距离。APC既可用于开腹手术，也可用于腹腔镜手术，也可用于内窥镜手术。使用APC引起的潜在并发症包括使用基本单极装置时发现的那些并发症，例如由于绝缘故障和氩气栓塞等因素造成的意外组织损伤，这是一种非常罕见但潜在的严重并发症。
局部止血剂（或材料）
局部止血剂的设计目的是提供一种有用的辅助手段，以帮助控制弥漫性渗血和轻微出血。它们可分为三类：主动止血剂和被动止血剂以及合成密封剂(。制表符。6.2)。原则上，第一类药物由两种成分混合激活，即人类纯化的纤维蛋白原和凝血酶，这两种成分在凝血级联反应结束时参与(例如，Evicel纤维蛋白密封剂（Ethicon），Tisseel Fibrin密封剂Baxter Healthcare Corporation)。凝血酶是凝血酶原的活性形式，催化纤维蛋白原转化为纤维蛋白，这是凝血级联反应的最后步骤之一，导致出血部位的凝块。被动止血剂，如胶原、纤维素和明胶，通过物理上限制血液流动，以及促进凝血级联的血小板聚集和接触激活来发挥作用。例如，TachoSil可吸收纤维蛋白密封剂(Baxter Healthcare Corporation)，由一面涂有凝血酶和纤维蛋白原的胶原海绵组成；以及Floseal止血基质(BaxterHealthcare Corporation)，由明胶基质和凝血酶组成，融合了主动和被动止血成分，以改善止血效果。最后，合成密封剂(也称为粘合剂)，如CoSeal外科密封剂(BaxterHealthcare Corporation)，是低粘度液体，没有任何固有的止血活性，但在几秒钟内聚合，形成一层连接相邻组织表面的固体薄膜，使它们成为快速有效的止血剂。
止血夹
作为腹腔镜和开腹手术的止血主力，止血夹具有快速且经济高效的血管和组织密封性。止血夹通过机械压缩形成密封，准确应用时对周围组织的风险很小。常使用的止血夹有三种：钛夹子、塑料夹子和可吸收夹子。钛夹的优点是比其他类型的夹子更便宜、更窄，更容易放置狭窄的地方。缺点是：钛夹相较于其它两种存在移位脱落的风险较高(图6.7a)，此外还可能干扰CT和MRI，具有导电性。有报道显示可吸收夹可能会迁移到胆总管，导致胆管阻塞并诱导结石形成，但这种情况极其少见。根据不同的用途，外科医生可以选择不同的止血夹，包括单扣式和多扣式、并根据手术情况选择合适的置夹器。
小结：
1. 外科设备有助于止血、组织封闭和解剖。然而，没有什么可以替代缝合、打结和使用标准的组织解剖技术，这些都是每个外科医生必须具备的关键技能。
2. 为达到最佳使用效果，应熟悉几种手术器械，并对其各自的优点、生物物理学、有效范围和使用方法有很好的了解。对产品的熟悉有助于它们的最佳使用。
3. 使用各种能量平台止血时，在达到切割要求时应以较低的功率设置和较短的使用时间，以防止对附近解剖结构的热损伤。
4. 局部止血剂（或材料）被认为是帮助控制弥漫性渗血和轻微出血的有用辅助药物，但不能取代结扎或手术修复大血管破裂。
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