引言與背景（INTRODUCTION AND BACKGROUND）
定義（Definition）
現代電外科涵蓋一組技術，藉由將高頻交流電施加於活體組織，以達成淺表凝固、深層凝固或皮膚切割。由於活體組織是不良導電體，電流的流動受到阻礙並在施用部位累積。此對電流流動的阻力導致其轉換為熱。使用不同種類的電外科電流，每一種皆以獨特波形為特徵，會產生獨特的生物學結果，包括受治療皮膚的乾燥（desiccation）、凝固（coagulation）或切割（section）。
Electrocautery
現代電外科的前身是 electrocautery（源自希臘文 kauterion，烙鐵）。在 1875 年發明的 electrocautery 中，金屬線因對直流電流動的阻力而被加熱，如同電烤麵包機一般。以 electrocautery 可達成止血（即使在潮濕的術野中），但所造成的三度燒傷可能導致癒合時間延長，並可能造成較差的美觀結果。
值得注意的是，具有熾熱元件的 electrocautery（圖 140.1）與現代電外科不同，後者是經由未加熱的電極施加高頻交流電。Electrocautery 機組對於裝有植入式心臟整流去顫器（implantable cardioverter-defibrillators, ICDs）的手術病人在提供止血上具有價值，因為外部電磁場可能損及這些裝置的功能；以現代的永久性心律調節器而言，後者主要是在距離裝置 5 cm 內執行電外科時才需顧慮。目前生產多款 electrocautery 機組；其中包括 Geiger TCU Thermal Cautery Unit。亦有拋棄式電池供電的 electrocautery 器械，但在與組織接觸期間，所需溫度可能下降。
歷史面向（Historical Aspects）
雖然多數皮膚科醫師每天都在使用，但若電學知識未曾發生數項重大進展，高頻電外科便無法發展出來。為使交流電得以用於醫療用途，必須先能產生高頻電流。1889 年由 Thompson 開發出可提供此種電流的產生器，他注意到當雙手浸於生理食鹽水溶液中而電流通過雙手時，其手腕會發熱。Jacques Arsène d’Arsonval 於 1891 年進行的實驗確立了：在人體受試者身上施加頻率高於每秒 10 000 週（10 KHz）的電流，不會引起神經肌肉刺激與相關的強直反應（tetanic response）。同樣在 1890 年代，Oudin 在對 d’Arsonval 的設備做了一些改良後，得以產生一束火花噴射，造成淺表組織破壞。
在二十世紀之交，Rivière 構想出使用非常小的治療電極以集中電流密度的概念。這將使人能以電火花治療皮膚病灶。Walter de Keating-Hart 與 Pozzi 於 1907 年引入「fulguration」一詞（源自拉丁文 fulgur，閃電），指的是使用 Oudin 線圈的火花治療皮膚時所造成的淺表碳化。他們宣稱此模式是治療皮膚癌的理想方式，且火花可藉由干擾腫瘤細胞的營養來源而選擇性地摧毀之。
1909 年，Doyen 引入「electrocoagulation」一詞（源自拉丁文 coagulare，使凝結）以描述另一種形式的電外科，其中以治療電極直接接觸組織，並在電路中加入一個中性電極（indifferent electrode）。中性電極使進入病人體內的電得以被直接移除，並使其流回電外科裝置。藉由移除此靜電能量的累積，可避免外科醫師與其他旁人遭受電擊。電流強度（amperage）實質上增加，同時電流的「再循環」使得可使用較低的電壓。以此雙端（biterminal）配置產生的電流，比 fulguration 穿透得更深，並直接凝固組織，而非僅造成表面碳化。Doyen 宣稱這種穿透較深的電流更可能有效破壞腫瘤細胞。
William Clark 於 1911 年報告使用一種電外科輸出，其造成組織脫水而不在表面產生碳化。他在單端（monoterminal）Oudin 電流產生器中，以多重火花間隙取代通常的單一火花間隙
。這提供了較平順的電流，產生細緻的火花，而非 electrofulguration 所見的長而粗的火花。Clark 使用「desiccation」一詞（源自拉丁文 desiccare，使乾燥）來描述此作用。
電外科發展的下一項重大事件發生於 1923 年，當時知名的腫瘤外科醫師 George A. Wyeth 醫師使用電外科來切割組織。他的裝置被他稱為「endotherm knife」（希臘文 endo，內部；thérmē，熱），使用熱離子真空管而非火花間隙。Wyeth 稱此技術為「electrothermic endothermy」。他相信此技術特別適用於腫瘤手術，因為它不僅封閉較小的血管，也封閉了原本可能造成轉移性疾病播散的淋巴管。
哈佛物理學家 William Bovie 博士，或許對電外科的發展做出了最重要的貢獻。在辛辛那提 Liebel-Flarsheim 公司的財務協助下，他建造了一台同時提供凝固與切割電流的手術室電外科裝置。傑出的神經外科醫師 Harvey Cushing 醫師對這些技術產生了濃厚興趣，並在 Bovie 操控機器的情況下，於 1926 年在 Peter Bent Brigham Hospital 的外科手術中開始使用電外科來控制出血與切割組織。Cushing 醫師對電外科的正面印象，確保了外科界對此技術的接受。Bovie 的機器隨後對醫學的影響如此之大，以致「bovie」一詞至今仍常被泛用為名詞以指稱電外科裝置，甚至用作動詞來描述執行電外科的動作。
電外科裝置與輸出（Electrosurgical Devices and Outputs）
所有電外科器械的電路都共有某些設計特徵，這些特徵是產生適合電外科之電輸出所必需。標準的家用電流首先通過一個變壓器，改變電壓，提供該器械各種電路功能所
需的準位與特性。電流接著通過一個振盪電路，該電路可能採用火花間隙、熱離子真空管或固態電晶體來提高電頻率。最後，這股經過改變的電能被輸送至治療電極。
每一種電外科電流都產生其獨有的波狀電流流動模式，即波形（waveform）。依所使用振盪電路的類型而定，後者可能是阻尼（damped）或非阻尼（undamped）的。一般而言，阻尼波形提供 electrodesiccation 與 electrofulguration，而施加中度阻尼與非阻尼電流則分別產生 electrocoagulation 與切割電流（圖 140.2）。火花間隙產生器產生阻尼波，由一連串能量爆發構成，其中連續的波幅逐漸回歸至零。此現象是由於間隙對能量流動所形成的阻力所致。
使用熱離子真空管會產生較均一的輸出。閥管電路能夠中和造成火花間隙電路中阻尼效應的內部電阻，因此輸出的振幅維持不變。依所使用的電路而定，輸出可為中度阻尼（部分整流）或輕度阻尼（完全整流）。經濾波、完全整流的輸出基本上是連續而均一的，類似非阻尼波。不同類型的波形各自產生不同的生物學結果，因此用於不同的電外科操作。
術語：Monopolar、Bipolar、Monoterminal 與 Biterminal（Terminology: Monopolar, Bipolar, Monoterminal, and Biterminal）
monopolar 與 bipolar 這兩個詞代表手術電極末端接觸組織的尖端數目。當手術電極末端只有一個突出的尖端時，它是 monopolar 電極。若有兩個尖端，則是 bipolar 電極。因此，電外科鑷（插入電外科裝置上的兩個插孔）被視為 bipolar，相對於尖頭電極則是 monopolar（且插入裝置上的一個插孔）。
Monoterminal 是指使用治療電極而不使用中性或分散電極（「接地板」ground plate）。Biterminal 則表示治療電極與中性電極兩者皆使用（見圖 140.1）。electrocoagulation 與 electrosection 即屬此類，其中使用中性板雖然在技術上並非機器運作所必需，但確實會提升電外科裝置的效率。在雙端電外科應用中，能量會「再循環」：能量從治療電極輸出、通過病人，然後再經由中性電極從病人身上移除。Electrodesiccation 及其變異型 electrofulguration 是單端操作，其中的中性電極沒有作用，且在多數情況下甚至不會連接到病人身上。
一個簡單的視覺化方式，是把從機器伸出的電線想成端子（terminals）。若只有一條電線（電極的手持件）連接至機器，則該應用本質上是 monoterminal。若此外還使用了「接地板」，需要第二條電線連接至機器，則該操作即為 biterminal（見圖 140.6）。
當使用球形電極對出血血管進行 electrocoagulate 時，即是在使用 biterminal、monopolar 的電外科。至於 bipolar 鑷子，其電極同時連接至主動電極端與分散電極端，此時我們使用的是 bipolar 模式。
圖 140-1：Electrocautery、電解與不同類型的電外科。
Fig. 140.1 Electrocautery, electrolysis, and different types of electrosurgery. AC, alternating current; DC, direct current; e−, electron; H+, proton; OH−, hydroxide ion.
圖 140-2：不同波形在電外科中的應用。
Fig. 140.2 Applications of different waveforms in electrosurgery.
圖 140-6：電外科機組（AC）與所附的電外科筆。
Fig. 140.6 Electrosurgical unit (AC) with attached electrosurgery pencil. Monopolar 筆用於 electrodesiccation 與 electrofulguration。當與接地板併用時，它以 biterminal 模式用於 electrocoagulation。或者，此機組可與 bipolar 鑷子併用，以提供針點式 electrocoagulation 來止血。Bipolar electrocoagulation 亦建議用於裝有心臟植入式電子裝置的病人。AC, alternating current.