超聲手術刀工作原理

超聲手術刀的主要作用機理為主機輸出電信號，經由換能器利用電致伸縮效應或磁致伸縮效應，將超聲電能轉換為機械能產生高頻振動，通過變幅桿的放大和耦合作用，推動刀頭工作并向人體局部組織傳播能量，從而達到手術治療目的 [2]  。超聲手術刀手持部件的結構如圖所示。

超聲手術刀手持部件的結構
超聲手術刀手持部件的結構
超聲刀頭振幅很小，但振動頻率極高，從而產生了很高的瞬時加速度。因此在進行軟組織切割時，被作用部位可迅速被切開，而不傷及其周圍組織。
超聲刀頭接觸到人體后還會產生微聲流作用、空化效應、熱效應及止血效應 [3]  ：
1. 微聲流作用：表現為超聲振動使被作用組織變成均漿，切割升溫時會使組織中的脂肪逸出。液化組織在刀頭振動作用下，可在刀頭附近形成微聲流，微聲流伴生的切應力使組織細胞遭到破壞。
2. 空化效應：使組織液中大量的微氣泡（空化核）體積急劇膨脹、破裂引起組織層面的分離從而達到解剖分離的效果。
3. 熱效應：是由于超聲波頻率高、能量大，在被介質吸收時，部分能量轉化為熱能，從而引起生物組織溫度的升高。
4. 止血效應：超聲手術刀工作時，高頻振蕩的刀頭接觸組織液或血液，產生強烈的空化效應，大量空化泡爆裂的熱效應使其附近的蛋白質破碎凝固并堵塞于血管斷口處實現緊急止血；同時，手術刀切割時不論是振動摩擦還是空化效應，都會導致作用機體出現一定程度的升溫，可提高該區域附近血液中凝血酶的活性，從而加速凝血反應過程。