高频电刀如何取代手术刀？

　　【行业分析】之高频手术设备系列，将深入介绍高频手术相关设备（高频电刀、氩气刀、射频电波刀、等离子刀、电磁刀）的技术原理、特点，市场格局及未来发展趋势。本文聚焦高频电刀发展历史，技术原理，设备特点及市场情况分析。看高频电刀如何逐步取代手术刀~
　　1. 高频电刀发展历程
　　灼烧法为高频电刀治疗的基本原理，其应用到疾病治疗最早可追溯到史前时代，人们利用加热的石头止血。20世纪20年代初，外科医生们使用灼烧和通电流的方法对患者进行治疗，现在灼烧法已成为最普遍的应用技术之一。植物生理学家William T. Bovie被认为是高频电刀之父[1]。
　　19世纪，医疗逐步实现了电子化。1897年，Franz Nagelschmidt撰写了一篇关于＂电热疗法＂的文章来阐述6年前d＂A rsonval发现的热效应。
　　1900年，巴黎内科医生Joseph Rivered 在工作中获得创新性发现,当他用类似Nagelschmidt的发电机产生的电流来治疗一个失眠症病人时，电极间的火花电弧使病人的皮肤凝固，最终他使用这种电弧电流治疗了一个手部癌性溃疡的病人，这是首例被记录的使用高频电流的外科手术案例[2]。在随后的十几年里，人们普遍地使用电流来治疗皮肤损伤、口腔和膀胱血管瘤、痔疮的凝结等疾病[3]。
　　1910年，Clark设计并制作了一台新设备，这台设备能够产生高达3A的电流，通过增加电流和减小电压来产生热量更大、时间更短的电火花，从而可以穿透更深层的人体组织[4]。
　　1914年，他用＂干燥方法＂ 描述由于脱水而使组织损坏、碳化而带来的影响，Clark成为第一个常规使用这种方法来去除皮肤、头部、颈部、乳房和子宫颈恶性增生的美国人，自此开创了美国高频电刀技术，推动了该类技术快速发展[5]。
　　应用高频电刀切割组织后，切割创面整齐、无渗血，但可以引起局部组织血液供应障碍、组织细胞破坏、部分组织炭化和脂肪液化。目前高频电刀广泛应用于妇科、口腔科、普外科等科室，可应用于各种传统的外科手术，包括：脾切除术、甲状腺切除术、肝脏切除、肺切除、痔疮切除、胃切除、肾脏切除等。2. 高频电刀 工作原理及技术特点
　　高频电外科设备通过电极将高频、高压的电流作用到病患部位，烧灼性切开组织，切割病变部位或凝血止血，实现切割（肌体组织分离）或凝固（凝血或组织液）。
　　其主要应用了热效应、法拉第效应和电解效应这三种物理效应：热效应：电刀放电，局部组织温度超过100℃，细胞液化撑开细胞膜实现切割；温度不足以使细胞液化时，细胞收缩止血； 法拉第效应：人体神经和肌肉对高于300 kHz的交流电刺激不敏感； 电解效应：电流通过人体使组织内的电解质具有导电性，电解质离子两极位置的组织被灼伤[6]。
　　传统高频电刀原理图如下图所示[7]，能量并未穿过细胞，只是加热细胞外层，致使碳化严重，热损伤大。
　　高频电刀技术特点[8]：切割速度快、止血效果好、操作简单方便； 与传统机械手术刀相比，在临床上采用高频电刀可缩短手术时间，减少患者失血量及输血量，从而降低并发症及手术费用； 与其他电外科手术器（如激光刀、微波刀、超声刀、水刀、等）相比高频电刀适应手术范围广，容易进入手术部位，操作简便。 3. 高频电刀 结构组成
　　1928年，高频电刀开始商品化并迅速成为外科医疗中应用最广、使用价值最高的设备，高频电刀发生器经历了火花放电、电子管、场效应晶体管、大功率MOS管的演变。目前，计算机技术的发展使电刀输出功率的反馈调节更加精确[9]。
　　高频电刀一般是由高压电源、低压电源、振荡单元、功率输出、电刀、电凝选择等单元组成。
　　电源单元包括电源变压器，其初级输入为220V/50Hz的交流电源，次级输出为高压和低压2组。
　　振荡单元包含振荡线圈、电容、电子管等，其主要功能是产生高频电流。
　　功率输出单元包含晶体管及输出功率调节电路，其作用是将高频电流进行功率放大，并将其输出到电刀部件。
　　电切、电凝选择单元主要是选择临床需要的电切、电凝的功率，传送到专用刀柄，完成电切、电凝功能[10]。在单极模式中，需要在患者身体上额外增加一个电极片使高频电流回到发生器中。
　　图. 单极模式和双极模式[11]
　　高频电外科设备结构框图如下图所示，实际电路因不同产品而有所差异，但基本功能原理相似。
　　图. 晶体管高频电外科设备结构框图[12]
　　4. 高频电刀市场分析
　　随着科学技术的不断进步以及医学的快速发展，医用高频电刀逐渐取代传统的手术刀，在医院临床手术中得到广泛的应用。
　　2019年，中国医用高频电刀产量约为5.72万台，较2018年上涨了23.54%，行业增速明显，产能建设情况较快。2020年上半年，国内医用高频电刀产量约为3.34万台，较2019年同期上涨了5.05%。2019年，国内医用高频电刀行业的市场规模约为16.8亿元，较2018年上涨19.15%。
　　随着国内医疗行业的发展，医疗机构的服务水平提高，相关医疗器械的配备情况良好，医用高频电刀的市场需求较大，行业发展较快，保持着约20%以上的速度发展[13]。高频电刀系统中，电极器械属于耗材产品，上述内容仅统计高频主机市场，不包含耗材。
　　图. 2017-2020年上半年中国医用高频电刀市场规模及增速[14]
　　目前高频电刀设备属于二、三级医院标准配置设备，并且根据《中国医疗设备》杂志社2017年-2019年度中国医疗设备行业数据及售后服务调研结果，医院高频电刀品牌的占有率如下表所示：目前国国产高频电刀占有率第一的使上海沪通，进口品牌占有率第一的是美敦力公司旗下柯惠高频电刀[14]。