超声波产生:超声刀的核心部件是超声波发生器,它产生高频(通常在20 kHz到60 kHz之间)的电信号。这个电信号通过电缆传输到超声波转换器(transducer)。
能量转换:超声波转换器内部含有压电晶体,当高频电信号作用于这些晶体时,它们会以相同的频率振动,将电能转换为机械能,即超声波。
振动传递:转换器产生的超声波通过一个称为超声波导向器(sonotrode或blade)的部件传递到手术区域。这个导向器设计成能够将超声波能量有效地传递到组织中。
组织切割:当超声波导向器接触到组织时,其高频振动会导致组织细胞之间的摩擦,产生热量。这种热量足以使组织细胞内的水分迅速蒸发,形成微小的气泡,这些气泡的快速膨胀和破裂(称为空化效应)能够切割组织。
组织凝固:超声刀在切割的同时,由于产生的热量,可以使切割边缘的血管封闭,实现止血。这种凝固作用减少了手术中的出血量。
消融作用:在某些应用中,超声刀可以用于消融病变组织,如肿瘤。通过调节超声波的功率和作用时间,可以使组织温度升高到足以破坏细胞结构的程度。
控制和监测:医生通过脚踏开关控制超声刀的工作,同时可以通过监测设备来观察超声波的作用效果,确保手术的精确性和安全性。
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