文章发表于《Facts Views Vis Obgyn》期刊2024年第16卷第3期，文章类型为综述与专家观点，旨在为外科医生阐明电外科手术的基本原理。作者为P.R. Koninckx及其团队，其隶属机构包括比利时鲁汶大学、英国牛津大学、意大利罗马天主教大学、俄罗斯莫斯科国立大学以及Gruppo Italo Belga、阿联酋Latifa医院、德国Bowa-electronic GmbH & Co. KG、奥地利Keckstein子宫内膜异位症中心、德国乌尔姆大学、德国慕尼黑大学医院、俄罗斯V. I. Kulakov妇产科学与围产医学研究中心和法国斯特拉斯堡大学等。
本文的核心议题是电外科手术中电压（voltage）、电流（current）与阻抗（impedance）如何转化为组织效应，以及外科医生应如何理解电外科设备（electrosurgical units）的设置。开篇即指出，在手术实践中，外科医生对于这些物理量如何影响组织效果普遍存在困惑。
文章首先阐述了电外科手术的基础电学原理。作为背景知识，手术用电频率必须高于100,000赫兹（通常为250,000赫兹至4兆赫），以避免细胞膜去极化、肌肉收缩或神经刺激。基础定律包括欧姆定律（Ohm’s law）（I=V/R），描述了电流强度随电压和阻抗变化的关系；瓦特定律（Watt’s law）（功率= I*V），说明能量输出与电流和电压的关系；以及焦耳定律（Joule’s law），阐述热量产生与功率和时间的关系。文中特别强调了库仑定律（Coulomb’s law）在电外科中的关键作用，即当电场强度足够高时，会在空气或二氧化碳等绝缘介质中产生电离的导电通道，这便是火花，若能量供给充足则可维持为电弧。
接下来，文章重点论述了电压、占空比与组织效应之间的核心关系，这是全文最关键的论点。电压是决定组织效应的首要因素。当电压低于200伏时，电流加热组织直至水沸腾产生的蒸汽因阻抗升高而阻断电流，此过程实现凝固。加热越慢或接触面积越大，热量扩散越充分，凝固深度就越深。当电压高于200伏且占空比（duty cycle，即通电时间的百分比）大于50%时（通常对应黄色脚踏板），火花转变为电弧，其高温（>1000°C）使表层细胞发生汽化性爆炸，从而实现切割。若进一步提高电压，则切割的同时伴随边缘凝固作用，即所谓的混合电流（blended current）。而当电压极高（可达5000伏）但占空比降至10%以下（通常低于6%）时，虽然产生高压火花，但不足以维持电弧，这就实现了强制凝固（forced coagulation，对应蓝色脚踏板）。文章批判了临床术语的模糊性，指出“切割波”、“凝固波”等称谓是具有误导性的，因为高频交流电的波形始终是正弦波，变化的仅仅是电压和占空比。
文章另一个重要论点是关于恒定电压电外科设备与现代能量控制策略。新一代电外科设备多配备电压稳定器，能够提供恒定电压并限制最大能量输出（最大瓦特数）。在此类设备中，当手术器械与组织的接触面积较小时，电流强度低，仅使用可用功率的一小部分；当接触面积增大，电流强度随之增加，直至达到预设的最大输出功率。若接触面积继续增大，电流强度进一步上升，但此时由于I*V值超出预设上限，电压会被迫下降，遵循等瓦特曲线（iso-watt curve）原理。然而，制造商通常不以具体电压值，而是以抽象的“切割力”或“凝固效果”（如柔和、强制、喷凝）等级别来标示设备设置，这种不透明性对外科医生的充分理解构成了障碍。因此，外科医生必须清楚该电外科设备是控制电压还是控制输出功率，才能安全、精准地调控手术效果。
针对凝固作用，文章提出了“慢凝固即深凝固”的关键见解。由于组织加热后，当表面温度达到100°C时产生的蒸汽会形成绝缘层并中断电流，因此，较慢的加热速率能让热量有更多时间向深层组织扩散，从而实现更深的凝固。同理，更大的接触面积也会因加热了更大体积的组织而产生更深的凝固效果。这一理论解释了在需要保护深层脆弱组织（如仅1.5至3毫米厚的结肠壁或卵巢）的手术中，应如何选择和使用器械与参数。文章特别指出，在卵巢内膜异位症囊肿剔除或直肠深部子宫内膜异位症病灶切除时，使用尖端细微的双极器械，在持续冲洗冷却下进行短促的凝固，可以精准止血并最大限度减少对卵母细胞或肠壁的热损伤。
对于切割作用，文章明确其为一种“非接触式”手术操作。外科医生需在接触组织前激活能量，利用电极尖端与组织之间产生的电弧进行汽化切割。纯切割的理想状态是使用200伏的电弧，此时侧向热损伤极小（仅约2微米）。但由于小幅度电流波动很容易导致电压超过预设最大输出，维持完美的纯切割在实践中有一定难度。切割的速度与深度由外科医生手动控制，但受到设备最大输出功率的限制。文章还讨论了双极模式的特殊性，其电流仅在器械两尖端之间流动，加热更均匀，适用于水下凝固或局部精细止血，并构成了现代高级封闭器械（基于胶原蛋白在约80°C及适当压力下重组融合的机制）的基础。
在手术安全性部分，文章论证了电容耦合（capacitive coupling）的危险性。这是一个众所周知的但直观上难以理解的风险。当腹腔镜手术中，金属穿刺套管被塑料固定器与腹壁绝缘时，它可能与内部带电的手术器械形成电容的两极，从而在不直接接触的情况下传导交流电，导致意外烧伤。文章还指出了单孔腹腔镜手术中多器械近距离并行可能带来的新风险，以及机器人手术中器械尖端间可能的电容耦合。此外，文章提及约20%的可重复使用器械存在绝缘故障，且无法仅通过肉眼检查发现，这是构成术中直接耦合风险的重要原因。
此文的价值在于为妇科外科医生提供了一个从第一性原理出发理解电外科手术的系统框架。它通过阐释电压、电流、占空比与组织加热、汽化、凝固效应之间的量化关系，消除了因设备制造商模糊不清的术语所造成的知识壁垒，帮助外科医生从被动使用设备预设程序，转变为主动理解并控制手术能量，从而能够根据不同组织特性和手术需求，选择最佳的技术参数和操作手法，最终提升手术的安全性和精准性。