Криохирургические инструменты

Местное применение холода с анальгезирующей, гемостатической и лечебной целями известно с древних времен.

К середине XX века были четко сформулированы основные законы криобиологии, послужившие теоретической базой для разработки криохирургического метода лечения ряда заболеваний.

Криохирургический метод находит широкое применение в нейрохирургии, офтальмологии, урологии, оториноларингологии.

Механизм действия

Механизм действия криохирургических инструментов основан на быстром локальном замораживании криоагентом патологического образования.

Указанное действие может быть произведено в двух режимах:

1) контактном — с последующим удалением (извлечением) патологического очага;
2) бесконтактном — при распылении (напылении) криоагента над патологическим очагом.

Криоагентами служат следующие вещества:

— жидкий азот, температура кипения которого составляет -196°С:
— фреон-12 (температура кипения -29,8 С при давлении 1 атм.); фреон-22 (температура кипения -40,9° при давлении 1 атм.);
— двуокись углерода в виде сухого льда или снега;
— закись азота (температура кипения -89 °С при давлении 1 атм.).

Выделены следующие фазы деструкции клеток и разрушения межклеточных связей под местным действием криоагента:

1. Дегитратация с резким нарушением концентрации электролитов.
2. Разрушение клеточных мембран острыми кристаллами льда.
3. Денатурация фосфолипидов в клеточных мембранах.
4. Прекращение кровообращения в зоне замораживания, сопровождающееся развитием ишемического некроза.

Основой криодеструкции является быстрое замораживание тканей со скоростью более 50 С в 1 минуту.

Повторные циклы замораживания и оттаивания повышают эффективность разрушения межклеточных связей.

Глубина промораживания тканей при понижении температуры от -10 °С до -180 °С пропорционально возрастает от 1-3 мм до 30-50 мм.

При анализе процесса локального замораживания целесообразно всю воду, содержащуюся в тканях, разделить на три условных типа:

1. «Свободную воду», которая превращается в лед в диапазоне температур от 0 до -0,5 °С.
2. «Связанную слабо» воду, превращающуюся в лед в диапазоне отрицательных температур от -15 до -40 °С.
3. « Связанную прочно» незамерзающую воду, которая не превращается в лед при самых низких температурах.

В результате приобретения водой различных свойств при высокой скорости охлаждения в тканях возникают термомеханические напряжения:

— появляются трещины, наиболее выраженные по краям патологического очага;
— наблюдаются выраженные смещения тканевых структур из-за разной степени эластичности;
— происходит отделение замороженной зоны от здоровых тканей с образованием относительно широкой пограничной щели;
— замороженная зона может быть удалена в виде своеобразного «шара».

В процессе охлаждения образуются динамически изменяющиеся зоны:

1. Зона замораживания, в которой кровоток и метаболические процессы практически отсутствуют.
2. Зона гипотермии со сниженным кровотоком и метаболизмом.

Конструкции аппаратов для локального криовоздействия предназначены для выполнения различных функций.
В набор инструментов для криохирургии обычно входит:

— криоаппликатор;
— криодеструктор;
— криокаутер;
— криоманипулятор;
— криофак;
— криоэкстрактор.

Способы доставки хладагента к патологическому очагу

Аппараты для криодеструкции представляют собой устройства, предназначенные для доставки хладагента к наконечникам для ограниченного по площади воздействия на ткани.

Автономные криоаппликаторы

Выделяют следующие особенности:

1. Отсутствие дистанционных связей при работе аппарата.
2. Отсутствие данных о температурном режиме.

Заправка хладагентом такого аппарата производится непосредственно перед операцией. Подача сухого льда, спрессованного снега или жидкого азота в наконечник осуществляется по цилиндру шприца с помощью поршня.

Аппараты, автономно связанные с криоаппликатором

В таких аппаратах наконечник связан с накопителем хладагента термоизолирующей канюлей. Подача хладагента может производиться автоматически с помощью насоса или вручную при надавливании на поршень шприца.

Эти аппараты имеют следующие особенности:

1. Температурный режим в наконечнике дистанционно контролируется и регулируется.
2. Время работы аппарата ограничено запасом хладагента.
3. Циркуляция дистанционно подаваемого хладагента обеспечивается насосом.

Аппараты с дистанционной подачей хладагента

Аппараты с дистанционной подачей хладагента отличают:

1. Возможность управления температурой хладагента с помощью электронагревателя или электронасоса.
2. Перспектива увеличения времени воздействия хладагента при смене баллона.

Такие аппараты за счет вариабельности мощности насоса и высокой степени точности управления электронагревателем отличаются возможностью контроля глубины воздействия на ткани.

Аппараты с управляемым генератором холода

Эти конструкции имеют следующие технические особенности:

1. Неограниченное время работы.
2. Возможность управления температурным режимом с высокой точностью.

Прецизионность воздействия на ткани и постоянный контроль позволяют использовать эти аппараты во многих областях хирургии.

Рабочие наконечники для криохирургии

Рабочей частью аппаратов для криохирургии являются быстро охлаждаемые наконечники:

— Для локального криовоздействия на открытые и поверхностно расположенные объекты применяют непосредственную аппликацию хладагента (жидкого азота, сухого льда или снега) или используют аппараты с канюлей без термоизоляции, или только с частичной термоизоляцией.
— Для доставки хладагента к патологическим очагам, расположенным внутри органа или полости, применяют аппараты с наконечниками, имеющими полную термоизоляцию.

Возможны следующие варианты охлаждения тканей через наконечники:

1. Наконечником через хладопровод от аккумулятора холода.
2. Наконечником через хладопровод от хладагента в твердом или жидком состоянии.
3. Наконечником без дна от хладагента в жидком состоянии.
4. Наконечником без дна с помощью циркулирующего в нем жидкого хладагента.
5. Наконечником без дна, соединенным через хладопровод с термоэлектрическим элементом.
6. Наконечником с доставкой жидкого хладагента под давлением.
7. Наконечником с доставкой газа под давлением.
8. Через полый наконечник с доставкой жидкого хладагента под давлением.
9. Через полый наконечник с циркулирующим по канюле хладоагентом в парожидком состоянии.
10. Через полый наконечник с конвекционно циркулирующим по канюле хладоагентом (рис. 39).




Рис. 39. Способы доставки холода (хладагента) ктканям с помощью наконечника:
а — наконечником (1) через хладопровод (2) от аккумулятора холода (3);
б — наконечником (1) через хладопровод (2) хладоагент (3) в твердом или жидком состоянии;
в — твердым хладоагентом (1);
г — полым наконечником (1) через канюлю (2) хладоагент (3) в твердом или жидком состоянии.
д — наконечником (1) без дна от хладагента (2) в жидком состоянии;
е — наконечником (1) без дна от циркулирующего по канюле (2) хладагента в жидком или парожидкостном состоянии;
ж — наконечником (1) через хладопровод (2) от термоэлектрического элемента (3);
з — из наконечника (1) под давлением жидким или газообразным хладоагентом(2).
и — через полый наконечник (1) газом под давлением из трубки (2) — эффект Томсона — Джоуля и газом, циркулирующим по канюле (3);
к — через полый наконечник (1) жидким хладоагентом под давлением из трубки (2) — с фазовым переходом жидкости в газ и эффектом Томсона—Джоуля и хладоагентом, циркулирующим по канюле (3);
л — через полый наконечник (1) хладоагентом в парожидкостном состоянии, циркулирующем по канюле (2);
м — через полый наконечник (1) конвекционно хладоагентом, циркулирующим по канюле (2).


Основные правила криодеструкции

Технология криодеструкции в значительной степени определяется глубиной расположения удаляемого объекта.

Для удаления поверхностных образований (вульгарных и плоских бородавок, остроконечных кондилом, пигментных пятен, гипертрофических рубцов) действия выполняют в следующей последовательности:

1. Кожу перед процедурой обрабатывают 70% спиртом.
2. Аппликатор прикладывают к удаляемому объекту с экспозицией 10-30 секунд.
3. При необходимости эту процедуру повторяют несколько раз.

В первую минуту после окончания процедуры появляется резко выраженный отек тканей; через 6-24 ч образуется эпидермальный пузырь с серозным или гемморагическим содержимым; через 3-7 сут происходит подсыхание оболочки пузыря; через 9-10 сут оболочка пузыря отторгается.

Локальное замораживание является одним из основных методов деструкции в стереотаксической нейрохирургии. При этом используют следующие модификации:

1. Криодеструкция опухоли без ее последующего удаления (при подкорковых разветвленных глиомах). Замороженная часть опухоли сначала некротизируется, а затем рассасывается.

Этапы операции:

— Определение координат патологического процесса.
— Расчет глубины и направления подведения наконечника с хладоагентом.
— Наложение фрезерного отверстия в своде черепа (краниотомия).
— Закрепление стереотаксического аппарата.
— Управляемое введение наконечника криодеструктора в центральную часть опухоли.
— Контроль замораживания и оттаивания опухоли.
— Извлечение наконечника.

2. Криоэкстирпация — замораживание опухоли мозга до твердого состояния с последующим тотальным удалением.

Этапы операции:

— Определение топографии (координат) патологического процесса.
— Выполнение костнопластической трепанации для доступа кратчайшим путем к патологическому очагу.
— Введение наконечника криодеструктора в центр опухоли.
— Замораживание опухоли до твердого состояния.
— Извлечение опухоли вместе с криодеструктором.
— Закрытие раны.

3. Комбинированный вариант:

— центральную часть опухоли замораживают и удаляют;
— периферическая часть при этом некротизируется и рассасывается.

Г. М. Семенов
Современные хирургические инструменты