电凝外科是研究高频电切割和凝固组织的外科分支。上个世纪中叶高频电广泛应用外科开放手术，近年来，由于高频电独特的切割和可靠的凝血作用现已成为腹腔镜外科最常用的切割和止血工具。腹腔镜医师必须掌握高频电的基本原理，以便手术中正确使用，避免并发症。人体是由富含水、电解质的细胞组成，机体组织在电场中可充当导体。电流分直流电和交流电。直流电因不改变电流的方向，可能产生细胞的去极化，如果电压高可引起心室纤颤。交流电与直流电相反，交流电在医学应用中分低频和高频交流电。低频电流与人体生物电流频率相近，频率为60Hz的家用电流能引起心室纤颤；频率在100kHz以下的交流电才能产生神经肌肉刺激冲动。在现代外科实践中应用的是高频交流电，运用的电切、电凝是高频电，频率为500000-2000000Hz的交流电，这种高频率的电流中细胞膜两侧的离子位置不变，神经肌肉膜不产生去极化，没有诱发心脏纤颤的危险。
一、电刀的工作原理
电刀（也称为高频电发生器）产生的电流流经组织时，产生切割、电灼和干燥的效应，表现为电切和电凝两种基本电流形式。
电切电流是低电压高电流的持续正弦波，在电极和组织间释放能量，迅速使组织升温高达100度以上，使组织细胞汽化、爆裂，以向周围组织最小的热扩散而达到组织切割、分离的效果。它的组织效应取决于电极头的接触面积，即单位面积的功率密度（功率密度电功率/接触面积），它产生的热量与电流通过组织的截面积成反比[温度（安培/cm2）2]。根据公式推导，在输出功率和电流强度不变的情况下，电极与预定效应点的接触面越小，其效应就越大，在LC中，多使用电凝钩切割，由于接触面积小，功率密度增大，对组织的切割效应比圆头电凝棒要强得多。
电凝电流是一种高电压低电流的间断正弦波，这种周期性的电流波使热分散从而产生电灼和干燥效应，与电切相比，电凝需要足够高的间断电压来产生效应，活性电流波的时间仅占电外科器械激活时间的10%，低能量产生的温度低于电切电流，使组织细胞干燥、皱缩而凝固，而不是汽化切割。电凝电流作用组织表面产生电灼和干燥，较少穿透组织。腹腔镜手术中，电凝主要应用无明显血管出血的渗血。有时，电凝也应用于小动脉血管止血，必须凝固血管的长度大于其直径的3倍，最好是机械性施夹或结扎血管更可靠。
三、单极电刀的并发症发生与预防
单极的电流回路是电流从电极向患者躯体传导，然后到达置于患者外表皮肤的电极板。在这个长而无形的电流回路上，任何一点出问题都可引起难治愈的电损伤。多数外科医生在开放手术和腹腔手术中应用单极电刀，在临床实践中都曾发生过电刀损伤或遇到过电刀的警鸣，究其原因或许知道，或许不知道，幸运的是大多数电刀应用了电极监控系统，多数的单极电刀损伤可以消除，同时也带来单极电刀使用的复杂繁琐，因此，有必要知道单极电刀并发症的发生经过。
1.回流电极垫故障 回流电极一定要与病人体表紧密接触，接触面要大，并去掉任何金属假体，这是安全使用电刀的基本原则。临床应用时，①检查回流电极垫有无破损、凹凸不平或接触人体是否紧密，以免不均匀的接触导致局部高电流密度并引起损伤。②确保在手术过程中回流电板固定不离开人体以免避免损伤。③时刻警惕回流电极监测系统发出警报声。本院发生4例回流电极垫连线处漏电烧伤，1例伤处经结痂、脱痂1.5月治愈，3例经清创缝合9天治愈，病理检查电热伤及真皮层。
2.变更接触点处损伤 目前临床应用的都是隔绝型电源电刀，电流都回到电发生器，如果电流通过其他点（变更接触点）流向地面，回到电源的电流就减少，电源就不释放电流而发出警鸣。
在我院大量的临床实践中，常因手术冲洗或输液时渗漏出现身体隔着含电解质的湿手术巾与金属手术床接触，并没有发现电损伤；腹腔镜手术的心电图导联接触点几乎不发生电损伤，这些与人工智能隔绝型电源有关。另外值得探究的体内金属异物如冠脉支架在单极电凝回路中会不会引起重要脏器的电损伤？我院近5年对带有冠脉支架的患者成功实施单极电刀的LC126例，随访3-5月未发现支架阻塞或异常的心律失常，这与体内孤立的金属异物不构成回流电路的变更接触点有关。我院也曾发生1例心电图导联接触点电灼伤（一处），仔细检查发现该导连线绝缘皮破损接触金属麻醉架而导致损伤。因此，应该确保没有如金属这样的高传导物体连接到病人身上，最好选用先进的隔绝型电源高频电发生器，以减少变更接触点处损伤。
3.失调电流 失调电流是能引起肌肉和神经去极化低频的电流（＜100kHz）。现代的电源装备了过滤功能，只允许高频电流释放到病人身上。电刀使用不当时，电极末端局部也能产生一些低频电流，主要发生用电刀接触止血钳来止血，此时就可产生低频电流引起肌肉抽动，另一穿刺套管绝缘失败也会产生失调电流引起导管周围肌肉的抽动，失调电流起的神经肌肉刺激一般没有什么意义，除非通过导管或在心胸外科手术时直接给心脏双倍的刺激。
4.绝缘失败 腹腔镜手术盲区多，电械绝缘层隐匿破损漏电是腹腔镜手术意外损伤的常见原因。voyles和Tucker将绝缘失败引起的损伤分成4个区带。
区带l的绝缘失败损伤为可视损伤区，损伤区在外科医生的视野内，多见操作时的胆管、血管和胃肠意外误伤。
区带2的绝缘失败损伤为盲视内脏损伤区，损伤区发生在外科医生视野外的腹腔脏器，最常见的部位是胃、十二指肠和结肠。
区带3的绝缘失败损伤为戳壳损伤区，电极接触套管放电产生失调低频电流，引起神经肌肉的刺激，表现为腹壁肌肉痉挛、抽动或干扰监视器。
区带4的绝缘失败损伤为医生损伤区，常常引起术者手套或手的损伤，一般不伤害病人，主要原因是导线接触处的漏电。
根据功率密度原理（功率密度电功率/接触面积），绝缘失败损伤大小与绝缘层裂缝的大小成反比，绝缘层裂缝越小，接触组织损伤程度越大。大裂缝导致电流分散，局部功率密度而损伤小。临床上电械的小裂缝很容易忽视，术前应仔细检查电械绝缘层。
5.电流聚集 电流在通过小的断面时，会在窄的断面处产生电流聚集，从而造成热损伤。最典型的例子是电刀分离胆囊与十二指肠粘连时造成十二指肠损伤。如果靠近胆囊的粘连带比十二指肠端的粘连带宽，流到十二指肠侧的电流密度比到胆囊的电流密度要高，而医生的注意力主要集中在胆囊，而没有意识到电流会损伤十二指肠，常常表现为迟发性十二指肠穿孔，这与电热损伤的肠管迟发性坏死有关。
在临床实践中，胆囊与十二指肠粘连比较常见（约占37%），电凝分离坚韧粘连带时，可以观察到十二指肠处粘连带和浆膜先变白的现象，真正因此而导致迟发性十二指肠穿孔很少见。尽管少见，临床上也应重视，分离十二指肠粘连时，切记勿用电凝“钩、切”大块粘连组织，以免过长时间的电凝导致电热能聚焦十二指肠，可选用“电切”挡位近贴胆囊“触、切”粘连，避免电流聚焦十二指肠而引起损伤。
6.电火花形成 在电极和组织间气体中出现的强电流跳跃形成火花称之为电火花，在腹腔镜手术中，这种电火花是电流从电极的未绝缘端“跳出”，而不需从电极尖“跳出”，在组织变干、局部区域形成潮湿并有烟雾的腹腔镜环境中，电火花传导能力明显增加，有可能造成意外损伤。在腹腔镜外科使用时标准功率挡（30-35W），一般电火花跳跃损伤范围在2-3mm，在正常的腹腔镜工作环境下，单极电流回路的火花所产生的危险性是很小的。
7.直接耦合 当带电器械与能导电的器械接触时，发生的电、热直接传导称之为直接电耦合。例如电凝棒电凝胆囊床时，碰到金属冲洗管可发生明显的直接电耦合，通过冲洗管引发失调电流出现腹壁肌肉抽动。在腹腔镜手术中，最危险的直接耦合是直接电凝钛夹或缝合钉止血，工作电流通过钛夹或缝合钉损伤深部的组织器官如胆管、血管、肠管等。腹腔镜手术应注意：①术中看不到电械头的情况下不要盲目激活电极（踩电刀脚踏）。②切忌直接电凝钛夹或缝合钉止血。③激活电械不要靠近其他金属物体，如钛夹、缝合钉、腹腔镜或其他金属器械，避免意外的直接电耦合的损伤。
8.使用电刀的环境污染 电刀使用过程中导致组织烧伤，产生生物性、化学性和刺激性3大类污染物。生物性污染物如病毒颗粒和其他微生物，化学性和刺激性污染物如丙烯醛、氰化甲烷、一氧化碳、甲氧甲酚、自由基、氰化氢、异定烷、甲烷、对氨基马尿酸、苯酚和二甲苯等，尽管这些副产品中有不少物质具有致畸和致癌作用，但文献中尚无这些物质对病人和手术室工作人员毒副作用影响的报道。一些研究显示腹腔镜手术中，长时间的使用电刀会使病人血液中的正铁血红蛋白和羧络血红蛋白的含量增加，但尚未达到致毒的危险水平。我院曾出现1例长期工作在腹腔镜手术室的怀孕护士流产，尽管不能排除腹腔镜手术污染的原因，但是，应该限制孕妇护士和医生在腹腔镜手术室的工作时间，落实腹腔镜手术器械护士轮流工作制。腹腔镜手术室应安装烟雾排放系统。
9.组织损伤和抗感染 实验和临床研究业已证实，单极电刀所引起的组织损害比传统的手术刀重；手术刀、切割电流、凝固电流所致损伤组织抗感染能力依次递减；电凝应用越多，组织损伤越重，粘连及积液的形成越多。然而，使用电刀可获得清晰的手术野和快捷的手术，多数医院依然选择电刀。这也说明了LC术后内脏反应重于剖腹的原因。
四、双极电刀的应用特点和注意事项
双极电刀的原理是指两个相近电极间形成电流回路，不向单极电刀的电流通过病人身体构成电流回路。双极电刀对周围组织的损伤小，而被广泛应用于腹腔镜妇科和胃肠手术。
双极电刀的优点：①双极电刀回流电路短而且明确，最明显的优势是电流回流不通过人体传导，这就消除了单极电刀的电极接垫故障、变更接触点、失调电流、电流聚焦和电火花所致的损伤。②双极电刀的两个电极间电流是闭合的，很少发生电流泄漏。③双极电刀损伤小，双极电刀电流回路是闭合的，热传导少而且传导的距离短，对组织的损伤小且损伤深度也较浅，产生烟雾也少。
双极电刀的缺点：①凝固效果相对小，双极电路的2个电极是活性电极，引起的组织损伤具有双极凝固特性，即组织烧伤从外向内，当外层组织变干时，组织电阻就增大，完全变干后，凝固就停止了，有时组织内部的管道并未凝固。这就是为什么血管在双击电凝后被切断而易引起出血的原因，也是双极电器械做绝育手术后再妊娠率很高的原因。②无切割效果，用双极电刀所获得的基本组织效应是组织烧伤从外向内的干燥、凝固过程，并无真正意义上的切割效应。近年来，临床开始应用双极切割器械或“三极”电刀器械，实际上仍是双极，因为其首先凝固组织，随后由其携带的尖刀再切割组织。该种器械已成功地应用于腹腔镜手术中的胃短血管的分离和其他类似管径的血管的分离，免去了术中过多的器械倒换。真正的三极器械还在研究之中，尚未应用于临床。
双极电刀的应用注意事项：①电极接触的有效性，两个电极与组织接触时，应施以一定压力挤压组织达到组织深部管道的凝固效果，以免藏在组织深部的血管未完全凝固而被切断引起出血。②双极电刀连接的准确性，双极电极器械必须连接到双极电源上，否则给双极电极器械提供的将是相当高的具有潜在危险性的电压（双极比单极电刀使用的功率大）。如果病人身上有回路电极，即使连接双击电源上，双极也变成了单极，应该特别注意。③预防直接电耦合的损伤，尽管双极电刀的两个电极间电流是闭合的，很少发生电流泄漏，但是，金属物体直接接触电极、放在两个电极间或特别靠近2个电极（高电压）的情况下也会产生直接耦合导致金属夹下的组织坏死。④凝固的均匀性，持续激活电极可导致组织由外到内的不匀速的干燥、凝固和结痂。应该不断踏击电刀的脚踏板，短暂地激活电极使组织加热，然后让其冷却几秒钟，再激活电极再加热组织，可能获得更均匀的凝固。⑤预防电极的组织粘附，用双极电极有一个很明显的问题是组织粘附于电极上，故在激活电极的时候，应不断冲洗电极能减少或消除组织粘附，其重要的临床意义在于冲洗不仅能冷却电极，也能冷却组织，从而减少了热传导所致的损伤。冲洗溶液多选用盐水，但非电解质（如甘氨酸）或弱电解质溶液效果更好。
