Электротермические эффекты высокочастотного тока

Видео: Высокочастотный трансформатор тока на двух транзисторах IRFP254A

Электрохирургическое воздействие на ткани по форме электрического тока разделяют на три вида: резание и два вида коагуляции - фульгурация и десиккация.

Для резания используют непрерывный переменный ток с низким напряжением (рис. 2.6). Механизм резания можно описать следующим образом. Воздействие тока инициирует резкое усиление движения ионов внутри клетки, что, в свою очередь, приводит к повышению температуры и выпариванию внутриклеточной жидкости. Происходит «взрыв» - разрушение клеточной оболочки, воспринимаемое нами как резание.

Образованная теплота уходит на испарение газов, что, таким образом, предупреждает перегревание более глубоких слоев тканей. При рассечении происходит незначительная теплопередача с образованием минимальной зоны некроза. Поверхностная коагуляция в этом режиме электровоздействия обусловливает незначительный гемостатический эффект.


Резание наиболее эффективно, когда электрод приближают к ткани, но не касаются ее. Пар способствует образованию высокой концентрации ионов между электродом и тканями, что обеспечивает протекание тока. В противном случае, если электрод соприкасается с тканями или находится на большом расстоянии от них, эффекта резания не будет. «Молния» от электрода к ткани является основным моментом в электрохирургическом резании.

Общей проблемой для хирургов, использующих электрохирургические методы, является «прилипание» тканей к электроду. Существует несколько способов для того, чтобы этого избежать. Во-первых, для концентрации тока и минимизации площади соприкосновения используйте наиболее тонкие электроды. Во-вторых, для того чтобы обеспечить быстрое и гладкое резание, держите электрод над объектом, не касаясь тканей. Хирург должен помнить, что интуитивное давление электродом на ткань не приводит к более глубокому разрезанию. В-третьих, при необходимости предельно точного разделения тканей старайтесь резать медленным продвижением электрода, иначе спровоцируете «высушивание», и наконечник электрода будет в нагаре.

Наконец, как и при резании скальпелем, ткани, при их рассечении электродом, следует держать в натяжении. Они легко разойдутся по мере «выпаривания» клеток.

Следует ли применять электровоздействие для рассечения кожи? Этот вопрос до настоящего времени остается предметом дискуссий. Сторонники традиционного способа разрезания сетуют на обширную площадь воздействия при электрохирургии, что существенно осложняет постоперационный период. Оппоненты утверждают, что при использовании тонких игольчатых электродов зона повреждения минимальна и не влияет на заживление раны. Целесообразность электрорассечения кожи определяется каждым хирургом индивидуально, учитывая его опыт и намечаемый объем вмешательства.

Практически все хирурги сходятся во мнении, что рассечение подкожной жировой клетчатки следует производить скальпелем. Дело в том, что жировой ткани свойственно высокое сопротивление и она плохо поддается электрохирургическому воздействию. Поэтому пересеченные сосуды приходится коагулировать отдельно.
Рассечение фасций и мышц с успехом производят при помощи электрохирургического воздействия. При работе с мышечной тканью, богатой сосудами, движение электрода должно быть особенно медленным и плавным для обеспечения полноценного гемостаза.

Для коагуляции используют импульсный переменный ток с высоким напряжением. Это обеспечивает всплеск электрической активности с последующим постепенным ее затуханием. Нагревание тканей происходит не так быстро, как при резании, а в перерывах между импульсами происходит их остывание. Короткий всплеск высокого напряжения приводит к деваскуляризации ткани, но не выпариванию, как в случае резания.

Во время паузы происходит «высушивание» клеток. К моменту следующего пика электрического импульса «сухие клетки» обладают возросшим сопротивлением, приводящим к большему рассеиванию тепла. Поэтому объектом атаки становятся шары клеток, расположенных более глубоко. В целом, это обеспечивает минимальное рассечение с максимальным проникновением энергии в глубину тканей, денатурацией белка и образованием тромбов в сосудах (рис. 2.7). По мере «высушивания» ткани ее сопротивление возрастает до тех пор, пока дальнейшая коагуляция оказывается неэффективной.


В то же время необходимо помнить, что, несмотря на локальное воздействие, при коагуляции происходит боковое распространение тепла, обусловленное теплопроводностью тканей. Температура, достаточная для возникновения некроза тканей, может быть зарегистрирована в пределах 2 см от точки коагуляции. Поэтому, например, для рассечения спаек в брюшной полости во время лапароскопического вмешательства предпочтение следует отдавать биполярной коагуляции как более безопасной. Коагулировать спайки можно на расстоянии, не меньшем 2-3 мм от стенки кишки, а при монополярной коагуляции - не меньшем 5-7 мм, поскольку на это расстояние может распространиться термическое поражение от видимой зоны коагуляции.

При бесконтактной spray-коагуляции, или фульгурации, электрод не контактирует с тканями. Энергия распределяется в виде пучка искр по поверхности ткани. В этом случае, учитывая небольшую плотность тока, происходит поверхностное местное воздействие с минимальной глубиной поражения (рис. 2.8). Это удобно для остановки неглубокого диффузного капиллярного кровотечения как из мягких тканей, так и из паренхиматозных органов.


В отличие от резания и фульгурации, коагуляционного эффекта достигают при непосредственном соприкосновении электрода и тканей. При этом участок поражения невелик по площади, но значителен по глубине, что определяет потенциальную опасность при работе в зоне расположения жизненно важных структур. В том случае, когда электрод касается ткани, происходит более глубокое «высушивание» - десиккация.

При работе в режиме «коагуляция» мощность не должна превышать 40 Вт, т.е. она должна быть меньше, чем в режиме «резание», так как напряжение при коагуляции больше.



Кроме плотности мощности тока, которая может регулироваться хирургом, необходимо учитывать и определенные характеристики тканей, особенно жидкой составляющей. Тепловая проводимость тканей меняется в зависимости от их влагосодержания и других физических свойств. Чем выше содержание жидкости в ткани (например, при кровоточивости или при отечной воспалительной инфильтрации в зоне действия энергии), тем ниже вызываемый коагуляционный эффект.

Часто во время операции необходимо произвести резание с одновременной коагуляцией. Для этого используют смешанные электрические потоки. Смешанный ток (пульсовой с амплитудной модуляцией) оказывает выраженное режущее действие с варьирующей коагуляцией. Смешанные электрические потоки образуются при напряжении большем, чем при режиме резания, но меньшем, чем при режиме коагуляции. Большее число невыпадающих импульсов обеспечивает «высушивание» прилегающих тканей (коагуляцию) с одновременным резанием (рис. 2.9). Можно пользоваться несколькими смешанными режимами с различным соотношением обоих эффектов.


Таким образом, единственной изменяемой величиной, обусловливающей разделение функций разных волн (одна волна режет, а другая коагулирует ткань), является количество производимого тепла. Этот фактор определяется типом применяемого тока. Эмпирические исследования показывают, что немодулированный синусоидальный высокочастотный ток (непрерывная форма волны) вызывает только режущий эффект. Большое количество теплоты, произведенное быстро, дает резание, т.е. «выпаривание» тканей.

Модулированный ток с высоким подъемом к пиковому вольтажу лишь коагулирует. Небольшое количество теплоты, произведенное медленно, создает «высушивание», т.е. коагуляцию.

На практике коагуляцию можно осуществить одним из трех методов: 1. Захват и коагуляция сосуда при помощи биполярного пинцета. Это безопасный, надежный и наименее травматичный способ, требующий, однако, смены инструмента и режима воздействия по ходу вмешательства.

2. Гемостаз через инструмент: захватив сосуд хирургическим пинцетом или зажимом и слегка приподняв инструмент, хирург прикасается к нему монополярным электродом, коагулируя конец зажатого сосуда (рис. 2.10). Площадь коагуляции будет несколько больше, чем в биполярном режиме. Поэтому, сосуд желательно захватывать с минимальным количеством окружающих тканей. Чем обширнее площадь захвата ткани, тем больше коагулят. Эта методика, к сожалению, небезопасна. Именно с ней связано наибольшее количество ожогов и ударов током при электрохирургическом вмешательстве.


Дотрагиваясь до пациента, хирург, удерживающий зажим, может включиться в электрическую цепь. По мере «высушивания» захваченной ткани сопротивление ее будет возрастать, и наступит момент, когда рука хирурга может стать для тока проводником с наименьшим сопротивлением. Возникнет аномальная цепь.

Контакт электрода и зажима может вызвать разряд между двумя металлическими поверхностями. Особенно это опасно, если электрод хирурга активируют в воздухе, а затем прикладывают к металлическому зажиму.

Перечислим меры безопасности:
- зажим следует обхватывать (держать) всей кистью, так как при этом обеспечивается большая площадь соприкосновения. Последнее условие необходимо для предотвращения концентрации тока;
- касаться электродом той части зажима, которая находится ближе к раневой поверхности (ниже уровня кисти). Это снизит вероятность движения тока по аномальному пути через руку хирурга. Низкие электропротекторные свойства резиновых перчаток не предохраняют хирурга от электрического разряда и получения ожога;
- в момент коагуляции нельзя дотрагиваться до пациента и стола.

Наличие в теле пациента металлических предметов может спровоцировать нежелательную концентрацию электрического тока в процессе операции. Поэтому металлические скобки, скрепки, штифты, имплантированные кардиостимуляторы исключают применение электрохирургического воздействия.

3. Сосуд коагулируют монополярным электродом, используя движение навстречу, вдоль его оси (рис. 2.11). Гемостаз менее надежен, но выполняется быстро. Следует помнить, что после рассечения тканей сосуды нередко сокращаются и «ускользают» с поверхности разреза вглубь тканей. Поэтому прогревание тканей должно быть достаточно глубоким и выполнено полноценно. Интересно заметить, что артерии, благодаря толщине стенки и возможности циркулярного сокращения, легче поддаются коагуляции, чем вены.


Все электрохирургические инструменты должны использоваться только в сухом операционном поле. Скопление значительного количества крови приводит к нарушению и даже полному прекращению проводимости среды. Поэтому, проводить коагуляцию следует только после предварительной аспирации.

Как при традиционном хирургическом вмешательстве, так и при лапароскопическом, следует с особой осторожностью применять электровоздействие в зоне расположения магистральных сосудов и других жизненно важных структур (желчный и семявыносящие протоки, мочеточник). Вначале следует захватить ткань, отвести ее от других образований и только затем включить напряжение. При этом мощность, установленная на панели электрогенератора, должна быть минимальной, но обеспечивающей требуемое качество резания и гемостаза.

В таблице 1, в зависимости от области применения электровоздействия, приведена рекомендуемая мощность, которая определяется сопротивлением тканей. Так, сопротивление жировой ткани колеблется в пределах 800-1000 Ом, здоровой мышцы — 300-500 Ом, нервной ткани — только 100-250 Ом. Понятно, что при разрезании мышцы хирург должен использовать меньшую мощность, чем при разрезании жировой ткани, и еще меньшую - для «высушивания» ткани головного или спинного мозга.


Области применения высокочастотной электрохирургии определяются глубиной понимания происходящих процессов и опытом хирурга. Несомненно, гармоничное объединение этих двух составных позволит более широко и творчески использовать электрохирургическое воздействие в повседневной практической деятельности.

Для приобретения опыта рекомендуем сначала освоить простейшие электрохирургические вмешательства, например, эндоскопическую полипэктомию.

Можно использовать следующие варианты хирургической техники:
- коагулирование ножки полипа с последующим механическим удалением опухоли;
- коагулирование ножки полипа с последующим электрохирургическим удалением опухоли;
- одномоментное электрохирургическое отсечение опухоли.

Операцию коагулирования ножки полипа с последующим механическим удалением опухоли начинают с фиксации (обвивания) ножки петлей электрода. После плотного затягивания включают напряжение. На этом этапе действуют поверхностно небольшой мощностью электрохирургического генератора (10-30 Вт). По мере воздействия ткань полипа белеет.

Недостаточное «высушивание» при отсечении полипа сопровождается впоследствии кровотечением. Наоборот, излишнее электровоздействие приводит к уплотнению тканей и осложнению последующего пересечения. Необходимо помнить, что по мере затягивания петли плотность тока возрастает. Поэтому, для поддержания постоянной плотности тока, хирург должен постепенно снижать мощность на протяжении всей фазы «высушивания».

Направление коагуляции определяется расположением пластины пациента. Необходимо помнить, что возможны ситуации, в которых ток пойдет к верхушке полипа и может воздействовать на противоположную стенку кишки (особенно в случаях удаления крупных полипов). При этом существует большая вероятность ее перфорации (рис. 2.12).


Поэтому, приступая к электрохирургическому воздействию, необходимо рассчитать направление протекания тока.
Для механического срезания полипа после предварительной коагуляции хирург затягивает петлевой электрод. В это время можно включить смешанный ток, который «докоагулирует» ткани в центре ножки.

При втором варианте электрохирургического удаления полипа для отсечения ножки после коагуляции хирург должен распустить петлю и перевести электрод в режим резания.

Хирург может выполнить полипэктомию одномоментно. Для этого необходимо затянуть петлю на ножке полипа и одновременно включить режим резания и коагуляции. По мере затягивания петли происходит постепенное срезание ножки. Показатели мощности для оптимального отсечения зависят от размера полипа, диаметра петли и толщины проволоки ее образующей. Меньший диаметр петли, тонкий провод позволяют получить высокую плотность электрохирургического тока, что требует меньшей мощности генератора.

Нычик А.3.