超声手术刀工作原理

超声手术刀的主要作用机理为主机输出电信号，经由换能器利用电致伸缩效应或磁致伸缩效应，将超声电能转换为机械能产生高频振动，通过变幅杆的放大和耦合作用，推动刀头工作并向人体局部组织传播能量，从而达到手术治疗目的 [2]  。超声手术刀手持部件的结构如图所示。

超声手术刀手持部件的结构
超声手术刀手持部件的结构
超声刀头振幅很小，但振动频率极高，从而产生了很高的瞬时加速度。因此在进行软组织切割时，被作用部位可迅速被切开，而不伤及其周围组织。
超声刀头接触到人体后还会产生微声流作用、空化效应、热效应及止血效应 [3]  ：
1. 微声流作用：表现为超声振动使被作用组织变成均浆，切割升温时会使组织中的脂肪逸出。液化组织在刀头振动作用下，可在刀头附近形成微声流，微声流伴生的切应力使组织细胞遭到破坏。
2. 空化效应：使组织液中大量的微气泡（空化核）体积急剧膨胀、破裂引起组织层面的分离从而达到解剖分离的效果。
3. 热效应：是由于超声波频率高、能量大，在被介质吸收时，部分能量转化为热能，从而引起生物组织温度的升高。
4. 止血效应：超声手术刀工作时，高频振荡的刀头接触组织液或血液，产生强烈的空化效应，大量空化泡爆裂的热效应使其附近的蛋白质破碎凝固并堵塞于血管断口处实现紧急止血；同时，手术刀切割时不论是振动摩擦还是空化效应，都会导致作用机体出现一定程度的升温，可提高该区域附近血液中凝血酶的活性，从而加速凝血反应过程。