超声外科手术所使用的仪器或设备通常被称为“超声刀”，这是由于它被应用于开放型外科手术的功能及作用所决定的。所谓超声外科手术就是用超声刀代替普通手术刀来粉碎、分离及切除人体的病变组织或器官，以达到手术治疗的目的。与其他医学超声不同，超声外科手术的设备所用的驱动频率范围(在20kHz至60kHz之间)相对较低，功率较强；以专用的超声手持治疗头聚集和输出的超声能量，用于外科手术中粉碎、分离及切除人体的病变组织或器官。 在外科学的发展历史中，切割组织的手术刀很早在手术中就得到应用，与之相伴的术中出血也是妨碍外科学发展的重要因素之一，寻求手术止血的技术或方法始终贯穿于外科学的发展过程。因此研究和开发更为先进实用的新型手术器械或技术一直是医学界和工程技术人员所共同关注的热点。上世纪80年代以来欧美等发达国家和地区相继开发并在临床上使用了超声外科手术装置(亦称超声刀)，取得了很好的临床效果，其显著特点是：手术部位或手术断面周围组织损伤小，术中出血量少；手术视野清晰，手术风险小，安全性高；感染少，术后恢复快；操作简便，应用范围广。超声外科手术装置多种优点使得其在临床上应用十分广泛，超声外科手术技术发展迅速。如今，超声外科手术及其仪器设备几乎已进入外科手术的各个(专科)领域，并成为外科技术进步的标志之一。 本文对超声外科基本原理进行了系统地研究，以超声生物效应的基本理论和作用现象为手段，以功率超声的基本原理和工程技术为工具，设计和研制成功一台多功能超声外科手术装置。并在此基础上，针对临床手术的多样性和复杂性，从应用于临床外科手术的功率超声对生物组织的作用效应入手，通过本装置在动物实验和临床上常见的几种外科手术中的应用，研究超声外科手术装置的作用效果，并对研究结果进行了分析讨论。与此同时，在学科发展前沿，探索超声诱导微泡试剂导致微小血管血栓形成，以切断肿瘤组织的血流供应，使瘤体坏死，达到治疗肿瘤的目的。据此开展了低功率超声辐射LEVOVIST试剂致微血管栓塞的动物实验研究。 本项研究工作主要有以下几方面的内容： 首先，系统地研究讨论了超声生物效应和低频功率超声基本原理，并在此基础上研制出一种多功能超声外科手术装置。在这一新型装置的研制中，我们应用负载反馈控制原理结合微机技术，在19～35kHz信号频率范围内，通过自适应技术的应用，自动识别各类超声手持治疗头(负载)的不同驱动频率，实现宽频带高精度超声功率输出，使各类手持治疗头获得最大位移振幅，以满足各实验研究和临床应用研究的要求。在功率超声组件(即手持治疗头)的设计中，我们应用1/4波长振子设计原理和广义变幅器中的“局部共振工具系统理论”，简化了外科手术用超声手持治疗头声学组件设计和加工制造的复杂性，研制成功了不同驱动频率或不同用途外科手术用超声手持治疗头组件，并应用于本项目的实验研究和临床应用研究。此项研究设计经江苏省医学情报所查新检索，尚未见国内外相同文献报道。 功率超声与医学相结合的研究目的之一是在于为临床手术提供更加安全有效的手术设备器械，因而本项研究的工作重点之一就是动物实验研究和临床应用研究。我们应用自行研制的新型多功能超声手术装置进行动物实验研究，观察了本装置对生物组织的作用效果，验证其安全性，有效性和可靠性。在动物实验成功的基础上，我们应用这种新型多功能超声手术装置进行超声切肝术、超声脑叶切除术和超声去脂减肥术等多项临床试验研究，并取得了满意的疗效。 当前，介入手术和微创手术技术是外科技术发展的方向，相应的新型医疗器械、技术和方法研究和开发也十分活跃。因此，在本项研究中，我们分析和应用超声空化作用致生物组织产生声孔效应的原理，结合超声微泡试剂的使用，设计开展了低功率超声联合LEVOVIST微泡试剂作用于动物肝脏，选择性诱导形成微小血管栓塞的研究；提出了在腔镜下由镜内B超定位对治疗部位镜下行低频超声辐射，配合超声微泡试剂的作用，增强空化致声孔效应，可导致直径小于7 μ m的微血管及毛细血管的破裂，在治疗范围内阻断肿瘤的血供，达到治疗目的。在微小血管栓塞的动物实验研究中取得了血管栓塞率约90％的实验结果，远高于单纯超声辐射作用(血管栓塞率约34％)和单纯超声微泡试剂作用(血管栓塞率约为0)的结果，为肿瘤栓塞疗法的发展提供了一种全新的技术手段。此项研究设计和动物实验研究结果经江苏省医学情报所查新检索，尚未见国内外相同文献报道。