Электронож

В начале XVIII века, после открытия тепловых свойств электричества, Беккерель изобрел электронож (нагретый конец проволоки для прижигания тканей).

В 1875 г. Боттини разработал технику гальванокаутеризации (нагревающее устройство постоянного тока) для простатэктомии.
В 1892 г. французский физиолог д`Арсонваль открыл, что переменный ток высокой частоты (10 кГц) при прохождении через живые ткани оказывает только тепловое воздействие.
В 1905 г. чешский врач Цейнек применил тепло, образующееся при прохождении тока, для электрокоагуляции.
В 1907 г. американец Форест сконструировал аппарат для рассечения тканей с помощью переменного тока высокой частоты. Регулировка глубины воздействия при этом была затруднительной — поверхностные слои обугливались раньше, чем разогревались более глубокие.

Рассечение тканей с помощью электрического тока («электроножа») успешно выполнил в 1910 г. Черни. В России электрохирургический метод для лечения опухолей начал использовать В. Н. Шамов в клинике С. П. Федорова в 1910-1911 гг.

Механизм электрохирургического воздействия на ткани.

Тканевые эффекты электрохирургии основаны на преобразовании электрической энергии в тепловую:

— повышение температуры до 45 "С не оказывает повреждающего действия на хорошо кровоснабжаемые ткани;
— при температуре 46-70 °С степень повреждения прямо пропорционально зависит от времени воздействия;
— при 71 -100 °С происходит денатурация коллагена и гибель клеток;
— при превышении температуры воздействия до 100 °С внутриклеточная жидкость начинает испаряться, разрывая межклеточные соединения;
— при воздействии выше 200 °С вещество клетки распадается до неорганических соединений.

Механизм электрорассечения любой биологической ткани стандартен и состоит из нескольких этапов:

1. При подаче в биологическую ткань электрической энергии происходит разогревание прилежащего к электроду клеточного массива с обратимым разрушением клеток.
2. При превышении температуры 49 °С отмечается необратимое разрушение клеток с трансформацией полисахаридов в глюкозу.
3. При дальнейшем повышении температуры возможна быстрая диссекция клеточного пласта с формированием лоскута дегидратированной ткани, характеризующейся высоким удельным сопротивлением электрическому току.

На этом этапе «электрорассечение» включает механическое разрушение ткани режущим электродом.

4. При дальнейшем увеличении мощности подаваемой электрической энергии разъединение прилежащего участка биологической ткани происходит взрывообразно. Формируются пузырьки перегретого пара, разрушающего как клеточные, так и тканевые структуры (резание с легкостью «писчего пира»).

Для работы в режиме коагуляции применяют одулированный (импульсный) электрический ток высокой частоты.

Для работы в режиме «резания» используют ие-модулированный (синусоидальный) переменный ток низкого напряжения (до 500 В). Эффект «резания» оптимален, когда кончик электрода находится в непосредственной близости от тканей, но не касается их. При соприкосновении электрода с тканями или значительном удалении от них эффект «резания» ослабевает. Рассечение тканей более эффективно, если электрод имеет острый край. Это обеспечивает максимальную концентрацию энергии, определяемую отношением силы тока к площади ткани.

Таким образом, увеличения плотности (концентрации) энергии можно добиться либо увеличением мощности, либо уменьшением площади воздействия па ткани.

Основной принцип электрохирургии основан на термическом эффекте электротока, проходящего через проводник минимального сечения. Все виды воздействия осуществляются колебаниями электротока различной частоты и амплитуды. Для электрохирургических целей используют переменный ток трех значений радиочастоты — около 500 кГц, 900 кГц и 1,8 мГц.

Высокочастотные электрохирургические аппараты работают в контактном и бесконтактном режимах, объединенных в одну конструкцию или функционирующих раздельно. За высокочастотными электрохирургическими аппаратами до настоящего времени не закрепилось определенного названия. Поэтому синонимами понятия «электрохирургия» являются следующие термины:

— ЭХВЧ;
— электрокоагулятор;
— радионож;
— радиоскальпель.

Факторы, влияющие на условия работы и определяющие результаты оперативного вмешательства при использовании электрохирургического метода, представлены в табл. 1.

Как видно из представленных данных, в значительной степени трудность подбора оптимального режима коагуляции и рассечения тканей связана с обратно пропорциональным соотношением факторов, определяемых хирургом и не зависящих от него.

Таблица 1
Сочетания факторов, определяющих условия работы и результаты оперативного вмешательства

Факторы,определяемые хирургом

Особенностисостояния больного

1. Площадь рабочейчас­ ти инструмента, воздей­ ствующей на ткани 2. Величина мощности, подаваемая на элект­ род 3. Время воздействия

1. Возраст больного 2. Соматотип пациента (соотноше­ ние мышечной, костной ткани и жировой клетчатки) 3. Исходные показатели физиоло­ гических функций пациента 4. Величина кровопотери (степень кровоснабжения органов) 5. Характер рассекаемой ткани (кожа, подкожная жировая клет­ чатка, мышечная ткань) 6. Особенности строения сосудов и их калибр (артерии, вены, лим­ фатические сосуды) 7. Вид анестезии (местная анесте­ зия, наркоз)

Большинство комбинаций, возникающих по ходу операции, требуют от хирурга разумного сочетания:

— опыта;
— интуиции;
— импровизации;
— знаний (технических и топографо-анатомических).

Электрохирургическое воздействие на ткани может быть осуществлено в следующих вариантах (режимах):

1) монополярном;
2) биполярном;
3) триполярном (интегрированные свойства одного инструмента для реализации первых двух режимов).

Монополярный режим

При монополярном режиме образуется следующая электрическая цепь:

— электрохирургический генератор;
— пластина пациента (пассивный электрод);
— ткани;
— рабочий инструмент (активный электрод);
— заземление операционного стола и электрохирургического генератора.

Монополярный режим в электрохирургии применяют наиболее часто как для рассечения тканей, так и для коагуляции.

Конструктивные особенности электродов

Для электрокоагуляции и электродиссекции в монополярном режиме чаще используют крючки различной формы:

— L-образный;
— J-образный;
— шнателеобразный;
— игольчатый;
— петлевидный;
— дисковый (ориентированный перпендикулярно держателю и под углом);
— шарообразный;
— полостной.

Различная форма активных электродов представлена на рис. 36,

Выбор формы рабочих частей электродов зависит от особенностей оперативных действий.

Для проведения иссечения тканей применяют электроды:

— иглообразной формы;
— в форме ножа;
— в форме копья;
— в форме косы.


Рис. 36. Некоторые виды монополярных электродов (по: Medicon Instruments, 1986 [7]):
а, б, в — стилетообразные; г — игольчатый; д, е, ж — петлевидный; з — шарообразный.


Для удаления плоских элементов или образований используют электроды в форме «петли».

Наконечники в форме «шара» или «площадки» служат для выполнения коагуляции (рис. 37).


Рис. 37. Различные формы наконечников электродов, предназначенных для коагуляции (по: Medicon Instruments, 1986 [7]).


Меры для предотвращения ожога кожи за счет уменьшения площади контакта пластины пассивного электрода с телом пациента:

1. Не следует прикладывать пластину к старому послеоперационному или ожоговому рубцу.
2. Запрещается располагать пластину вблизи металлических протезов или костных выступов.
3. Не рекомендуется накладывать пластину на интенсивно потеющие участки тела.
4. Следует избегать затекания жидкости под пластину.
5. Важно предотвращать высыхание марли, покрывающей пластину.

Преимущества режима:

1) легкость и точность регулировки подаваемой мощности;
2) возможность выполнения коагуляции не только в контактном, но и в бесконтактном режимах; кроме того, можно получить эффект «чистого» резания и «смешанного» резания, сочетаемого с коагуляцией.

Относительный недостаток: потенциальная опасность при несоблюдении правил техники безопасности.

Особенности применения монополярного режима

Резание

Высокая концентрация синусоидального высокочастотного тока приводит к быстрому нагреванию и испарению внутриклеточной жидкости с «резанием» тканей без гемостаза.

Оптимальная форма электрода — игольчатая, обеспечивающая максимальное выделение энергии. Начинать рассечение тканей игольчатым электродом следует с минимальной мощности, постепенно ее увеличивая.

При использовании лезвия нужно при поступательном движении поворачивать его то одним, то другим боком, уменьшая площадь контакта лезвия с тканями.

Использование смешанного режима (резание — коагуляция) достигается при последовательном блочном сочетании высокочастотных синусоидальных колебаний (60% времени) для резания тканей с 40% временными паузами для «высушивания» тканей (коагуляции).

Контактная низковольтная коагуляция

Этот режим обеспечивается последовательными блоками высокочастотного переменного тока постепенно уменьшающейся амплитуды с паузами между импульсами. В этом случае нагрев внутриклеточной жидкости не доходит до кипения, клеточные мембраны не разрушаются, а клетки при высушивании спадаются.

Лучшая форма электрода для коагуляции — шарообразная. — Эффект коагуляции обеспечивается при низкой мощности прибора. При этом зона некроза и карбонизации невелика.Критерий правильности выбора режима — образование струпа серого цвета.

— При резком повышении мощности режим коагуляции может перейти в режим резания с образованием струпа на здоровых тканях.

В случае выбора неоправданно высокой мощности происходит выраженная карбонизация тканей — струп становится черным. При отрыве такого струпа может развиться повторное кровотечение.

Бесконтактная коагуляция (фульгурация, от лат. fulgu r — молния)

Этот эффект обеспечивается высокоамплитудными высоковольтными импульсами, занимающими между паузами около 5% времени. Напряжение достигает 8 000 В. При этом происходит пробой воздуха (диэлектрика) искрой, как молнией. Образовавшаяся «молния» (искра) направлена на участок ткани, обладающий наименьшим сопротивлением, то есть на кровоточащие сосуды.

Бесконтактная коагуляция в струе аргона (спрей-коагуляция)

Пробой аргона наступает при значительно меньших значениях напряжения, чем пробой воздуха. Вследствие этого воздействие более эффективно и безопасно. Кроме того, использование аргона обеспечивает и другие преимущества:

— дыма значительно меньше, чем при обычной коагуляции;
— налипание тканей на электрод выражено незначительно;
— зона некроза значительно уже;
— при незначительной глубине воздействия площадь коагуляции больше.

Указанные особенности позволяют применить метод бесконтактной коагуляции в атмосфере аргона в ране печени, селезенки, почки с множественными кровоточащими сосудами.

Режим «заваривания сосудов»

Эффективный гемостаз из тканей с сосудами диаметром до 7 мм может быть достигнут при сочетании следующих параметров:

— высокочастотный переменный ток (до 470 кГц);
— напряжение 120 В;
— сила тока 4 А;
— мощность до 150 Вт.

Подаваемый ток имеет циклический характер (циклы подачи тока чередуются с паузами до момента белковой денатурации и коллагенизации). Весь процесс занимает около 5 секунд. Обязательным условием является сдавление тканей брашнами инструмента для их «заваривания».

Действие разряда электрического тока избирательное. В ране, значительная площадь которой залита кровью, искра как бы растекается, не вызывая коагуляцию.


Особенности применения биполярной методики

При биполярной методике оба активных электрода соединены с выходами электрогенератора. В этом случае тепловое воздействие осуществляется на ограниченном пространстве между двумя электродами.

Электрохирургическое воздействие направлено на пространство между двумя электродами. При этом оба электрода имеют примерно одинаковые размеры, а расстояние между электродами приблизительно соответствует их диаметру.

Биполярные электроды:

1. Биполярный пинцет.
2. Биполярный полостной электрод.
3. Биполярный электрод для поверхностной коагуляции.
4. Биполярный электрод для внутривенной коагуляции и др. (рис. 38).

Наиболее распространены окончатые бранши с захватом, позволяющие не только фиксировать ткани, но и разъединять их. Стандартной формой рабочих браншей является плоская. Биполярные ножницы имеют режущие кромки для сочетания механического разъединения тканей с коагуляцией.

Пинцеты для биполярной коагуляции имеют следующие конструктивные особенности:

1. Рабочие части могут иметь разную форму:

— прямую;
— изогнутую по плавной дуге;
— изогнутую под углом.

2. Бранши на границе с рукоятками могут быть:

— прямыми;
— изогнутыми под тупым углом;
— изогнуты штыкообразно.

3. Вблизи рабочих частей помещены ограничительные площадки круглой формы.

Требования к качеству поверхности сопрягаемых частей биполярных электродов:

1. Отсутствие рифлений.

2. Гладкая поверхность.

3. Отсутствие острых кромок и резких изгибов.


Рис. 38. Некоторые конструкции биполярных электродов с изолирующими ручками (по: Medicon Instruments, 1986 [7]):
а — полостной электрод; б — пинцет; в — ножницы.


4. Малая поверхностная пористость исходного материала.

При работе с электродами следуют соблюдать определенные правила:

1. Необходимо периодически очищать их рабочую поверхность влажной салфеткой, не царапая.
2. Режущая кромка электрода должна быть слегка притуплена.
3. Нерабочая часть электрода должна быть абсолютно безопасна (покрыта электроизолирующим материалом).

Правила техники безопасности при применении электрохирургического метода у больных с водителем сердечного ритма.

Необходимо иметь в операционной дефибриллятор с функцией кардиостимулятора.

На корпусе коагулятора могут быть два значка:

1. Знак в виде «заштрихованного сердца в квадрате» означает, что при дефибрилляции необходимо убрать из-под больного пластину во избежание повреждения коагулятора.
2. Наличие знака в виде «сердца с приложенными Т-образными электродами» позволяет при дефибрилляции не отключать коагулятор и не отсоединять пластину от пациента.

При электрохирургическом воздействии у больного с водителем ритма нужно соблюдать следующие правила:

1. Кардиостимулятор необходимо установить в режиме «фиксированной частоты».
2. Электрокоагуляция должна производиться в минимальном объеме.
3. Необходимо применять коагуляцию в биполярном режиме.
4. Пластина пациента должна находиться ближе к операционному полю и дальше от кардиостимулятора.
5. Если оба блока работают с заземленными нейтральными электродами, заземляющий кабель кардиомонитора должен быть соединен с нейтральным электродом электрохирургического блока.
6. Активный электрод нельзя размещать вблизи электродов кардиомонитора (минимальное расстояние 15 см).
7. Не рекомендуется использование игольчатых электродов или металлических инфузионных канюль.
8. Нельзя оставлять металлические инструменты на коже пациента. Это же касается кабелей кардиомонитора.
9. Необходимо отвести мочу катетером.

Запрещается:

1. Производить электрокоагуляцию в непосредственной близости к кардиостимулятору.
2. Использовать режим бесконтактной коагуляции (фульгурацию).

Основные принципы безопасности при применении электрохирургического метода

1. Педалью коагулятора управляет только хирург.
2. Пластину пациента необходимо накладывать на поверхность хорошо кровоснабжаемых мышечных массивов максимально близко к зоне операции.
3. Пластину пациента целесообразно смазывать электрогелем, а не использовать влажную постепенно высыхающую марлевую прокладку.
4. Важно тщательно заземлять операционный стол и коагулятор.
5. Не следует сворачивать кольцами шнур электрода во избежание пробоя изоляции при достижении максимальной мощности. При этом возможно развитие «трансформаторного эффекта» с ожогом тела пациента.

Электропровода, направляющиеся к пациенту, должны расходиться, а не перекрашиваться. Длинна электропровода должна быть оптимальной (чем. длиннее провод, тем больше «токутечки»).

Чем дальше электроном расположен от других приборов, тем меньше помехи от «наводки».

6. Нельзя закреплять электрошнур кожно-бельевой цапкой (зажимом) из-за опасности повреждения изоляции.
7. Ни в коем случае нельзя прокладывать шнур под пациентом (при микротрещинах возможен пробой изоляции).
8. Не следует использовать электрические кабели с заведомо поврежденной изоляцией.
9. Вначале следует установить регулятор на заведомо низкую мощность, а затем плавно осуществлять подбор этого показателя по принципу «от минимума к оптимуму».

Распространенным является мнение, что для улучшения диссекции или коагуляции необходимо увеличивать силу тока.

Однако надо иметь в виду, что различные ткани имеют неодинаковое сопротивление:

— маловаскуляризованные ткани (например, жировая клетчатка) обладают относительно высоким тканевым сопротивлением, поэтому для их рассечения необходима большая мощность генератора электрического тока;
— для рассечения тканей с хорошим кровоснабжением (мышцы, паренхима) достаточно минимальной мощности.

Воздействие большой силой тока может привести к глубокому некрозу рассекаемых тканей. Кроме того, образуется большое облако дыма, требующее аспирации и создающее риск ятрогенных повреждений.

При внезапной утрате инструментом режущих свойств необходимо тщательно проверить всю электрическую цепь, а не активизировать электронож за счет резкого повышения мощности.

Неправильной является длительная активация электрода. Движения руки хирурга при рассечении тканей должны быть короткими и быстрыми.

Общие правила электродиссекции

1. Во избежание ожога рук работать следует только в медицинских перчатках.
2. Спирт и смоченные им салфетки нельзя использовать при проведении электрохирургической операции во избежание возгорания.
3. Разрез оперативным электродом следует производить достаточно быстро, но так, чтобы не повредить окружающие ткани.

Оптимальная скорость движения электрода в режиме резания составляет 5-10 мм/с:

— слишком медленное продвижение электрода может способствовать выраженному гемостазу на фоне сильного ожога тканей вплоть до образования грубого рубца;
— электротомию следует проводить плавно и равномерно, исключая толчки и девиацию наконечника.

Общие правила электрокоагуляции

Электрокоагуляция обычно используется для остановки кровотечения из мелких сосудов.

При проведении этого действия следует избегать термической деструкции здоровых тканей.

Порядок действий при этой манипуляции в моноиолярном режиме следующий:

1. Необходимо переключить аппарат в режим коагуляции.
2. В ручку активного электрода необходимо вставить шариковый наконечник.
3. Анатомическим пинцетом (кровоостанавливающим зажимом) необходимо захватить ткани в месте кровотечения.
4. Нужно непосредственно прикоснуться шариковым электродом к одной из браншей пинцета (кровоостанавливающего зажима).
5. Только после этого можно включить электрохирургический аппарат.

Экспозиция должна составлять не более 2-3 секунд.

6. На фоне небольшого ожога тканей произойдет коагуляция.

При наличии биполярного пинцета (кровоостанавливающего зажима) порядок действий следующий:

1. Браншами пинцета (кровоостанавливающего зажима) щипковым движением захватывают ткани в месте кровотечения.
2. Время фиксации браншей, достаточное для коагуляции, обычно составляет 2-3 секунды.

На поверхности раны пинцетом вначале захватывают ткань, а только потом начинают электровоздействие (нажимают на педаль).

Глубокое погружение концов пинцета в ткани должно происходить на фоне уменьшения мощности. Экспозицию при этом следует увеличить.

Г. М. Семенов
Современные хирургические инструменты