Как мы видели, принципы закона Ома вместе с правилами «электричество должно замыкать цепь, иначе не будет подачи энергии», «электричество уходит в землю» и «электричество следует по пути наименьшего сопротивления» создают основу для использования радиочастотной энергии в хирургии.
Однако эти же принципы иллюстрируют потенциальную опасность незапланированных путей движения энергии. Осложнения возникают при непонимании принципов электрохирургии и неправильной настройке или использовании приборов. Частота травмы от электрохирургических устройств находится в диапазоне от 2,2 до 5 на 1000.
Следует отметить, что эти повреждения не всегда распознаются во время операции; электрохирургические повреждения часто дают осложнения в период от 3 до 7 дней после операции. Считается, что существует большее количество нераспознанных травм, некоторые из них не становятся существенными и поэтому пациентки о них не сообщают.
Непреднамеренное термическое повреждение тканей может быть связано со многими факторами, включая прямое и косвенное применение энергии. Здесь мы приводим примеры наиболее распространенных источников незапланированного применения энергии, которое может привести к травме пациентки.
а) Открытая активация. Намеренно активируя активный электрод до контакта с тканью (открытая активация), хирург может создать эффект фульгурации (обсуждалось ранее). Возможно, лучшим примером этого является использование шарикового электрода для фульгурации при процедуре петлевого электрохирургического иссечения (Loop Electrosurgical Excision Procedure — LEEP).
Хотя в некоторых случаях это может быть намеренным приемом, потенциальная опасность возникает тогда, когда активный электрод находится на достаточном расстоянии от ткани-мишени (например, активация радиочастотной энергии в лапаротомном разрезе, когда активный электрод находится на расстоянии нескольких дюймов от мишени). Заряд энергии накапливается на кончике электрода, когда он сталкивается с очень высоким сопротивлением воздуха.
При достаточной мощности электродвижущая сила (напряжение) может вызвать разряд радиочастотной энергии через сопротивление изолятора к ближайшему участку, потенциально создавая паразитные токи и непреднамеренное повреждение тканей. Кроме того, если в поле присутствует металл, энергия может направиться к нему по пути наименьшего сопротивления.
б) Кондуктивная связь. Кондуктивная связь происходит, когда активный электрод вступает в контакт с проводящим инструментом, который направляет радиочастотную энергию на другой участок (ткань), с которым он находится в контакте. Намеренным использованием этого принципа является прохождение тока от активного электрода через щипцы или зажим, захватывающий сосуд в месте операции.
Приближение кончика излучателя к ткани и активация его после контакта, избегая открытой активации, обеспечивает более тщательное обезвоживание. Кроме того, человек, держащий зажим или щипцы, должен поддерживать хороший и равномерный контакт с тканями, чтобы избежать концентрации тока и возможного ожога, когда инструменты становятся путем наименьшего сопротивления по мере высыхания тканей.
Распространенный пример ненаправленного прямого соединения при лапароскопии возникает, когда активированные монополярные ножницы касаются соседних захватов кишечника, вызывая прямую передачу радиочастотной энергии в незапланированное место (кишечник). Или же это может произойти, когда активный электрод касается лапароскопа, который находится в контакте с кишечником.
в) Нарушение изоляции. Этот тип блуждающей энергии, возможно, чаще встречается при лапароскопии, чем при лапаротомии. Он часто остается нераспознанным из-за того, что при использовании видеокамеры и лапароскопа обычно видно <15% операционного поля. Лапароскопические инструменты покрыты изоляционным материалом для защиты окружающих тканей.
Разрыв изоляции, покрывающей внешний тубус, может произойти в результате различных механизмов, таких как многократное перемещение инструмента через троакар или при очистке и обработке для повторного использования, что потенциально может привести к разряду радиочастотной энергии через эти разрывы с эффектами, подобными описанным при открытой активации. Кишечник является часто поражаемой мишенью блуждающей радиочастотной энергии из-за нарушения изоляции.
Обычно происходит побледнение стенки сигмовидной кишки (или других тканей), и хирург понимает, что разрушение тканей происходит глубже, чем это видно. Такой тип повреждения тканей (побледнение) имеет большую вероятность перфорации в будущем. При таком повреждении кишечника обычной стратегией лечения является резекция кишечника с последующим восстановлением. При нераспознанной травме кишечника смертность составляет 3%.
г) Емкостная связь. Емкость относится к способности объекта накапливать электрический заряд. Емкостная связь может возникать, когда два проводника, расположенных в непосредственной близости друг от друга, разделены изолятором. Лучше всего она описывается как механизм, при котором электрический ток в активном электроде индуцирует ток в другом близлежащем проводнике (нецеленаправленно), несмотря на неповрежденную изоляцию.
Например, при использовании операционного лапароскопа изолированный активный электрод (например, ножницы) проходит через канал внутри инструмента. Это создает идеальную ситуацию для емкостной связи лапароскопа с активным электродом (рис. 1).
Рисунок 1. Емкостная связь — это индукция электрического тока между двумя проводниками, разделенными изолятором. Активный электрод проводит активный ток и индуцирует отдельный ток в соседнем проводнике
Некоторая степень емкостной связи возникает при использовании всех стандартных монополярных электрохирургических инструментов, но оно редко представляет опасность. Вызывает ли блуждающая энергия емкостной связи клинические повреждения, зависит:
1) от общего количества передаваемого тока;
2) способности предотвратить дуговой разряд накопленной энергии на незапланированную тканевую мишень;
3) концентрации тока (то есть плотности тока) по мере его возвращения к рассеивающему электроду.
Изменение напряжения или частоты может создавать емкостную связь. В низковольтном режиме рассечения емкостная связь меньше, чем в режиме коагуляции. Тонкая изоляция уменьшает эффективное отделение электрода от окружающего проводника и увеличивает величину индуцированного тока.
Существуют распространенные условия, когда емкостная связь может продуцировать ток, достаточный для получения травмы. Когда используется металлический троакар, он может быть емкостно связан с активным электродом. Кроме того, когда обычный изолированный электрод проходит через металлический отсасывающий ирригатор, приблизительно 70% тока может быть индуцировано в отсасывающем ирригаторе. Такая же ситуация может возникнуть при прохождении активного электрода через рабочий канал лапароскопа.
Цельнометаллическая канюля рассеивает блуждающий ток через брюшную стенку, так как радиочастотная энергия разряжается на большей площади поверхности на пути к рассеивающему электроду с минимальным или нулевым эффектом.
Однако, если металлический троакар закреплен пластиковой манжетой в первом примере или если используется пластиковый троакар, радиочастотная энергия может накапливаться до тех пор, пока она не преодолеет сопротивление окружающего воздуха и не попадет по пути наименьшего сопротивления в часто незапланированную тканевую мишень.
Другой частый пример — когда провод монополярного электрохирургического инструмента обматывается вокруг зажима, прикрепленного к операционному белью для стабилизации (рис. 2). При длительном использовании электрохирургического инструмента зажим может зарядиться за счет емкостной связи, и эта электрическая энергия может разрядиться в поисках земли по пути наименьшего сопротивления, вызывая возгорание белья или ожог пациентки.
Рисунок 2. Иллюстрация распространенной ошибки. Закрепление провода электрохирургического инструмента на белье с помощью зажима создает возможность для емкостной связи и разряда накопленной энергии, что может привести к возгоранию белья или ожогу пациента. Это представляет проблему, которую следует избегать
д) Система мониторинга с помощью активных электродов. Риск травмы от емкостных токов во время монополярной электрохирургии может быть либо снижен при понимании биофизики, либо устранен полностью с помощью систем мониторинга использования активных электродов, которые «собирают» блуждающий ток и ограничивают емкостную связь с хирургическим инструментом.
На рынке имеется такое устройство, которое устраняет риск возникновения емкости независимо от типа используемой манжеты троакара (Encision, Inc., Boulder, СО). Это устройство состоит из защитного чехла над штоком активного электрода, который отводит весь ток, связанный с емкостью, через возвратный электрод обратно в электрохирургический блок, что позволяет избежать непреднамеренного разряда радиочастотной энергии.
Кроме того, если в изоляции активного электрода имеется какое-либо нарушение, которое может способствовать прямому соединению с другими металлическими инструментами или прилегающими тканями, хирург предупреждается звуковым сигналом (рис. 3).
Рисунок 3. Система Encision (ранее — ElectroShield) устраняет угрозу травмы от емкостного тока при использовании монополярных инструментов во время лапароскопии, возвращая вызванный емкостью ток обратно в генератор. Если происходит повреждение изоляции, хирург получает предупреждение с помощью звукового сигнала
