Въведение
В съвременните хирургични процедури високочестотната електрохирургична единица (HFESU) се превърна в незаменим инструмент. Приложенията му обхващат широк спектър от хирургични области, от общи хирургии до високоспециализирани микрохирургии. Чрез генериране на високочестотни електрически токове, той може ефективно да прорязва тъкан, да коагулира кръвоносните съдове, за да контролира кървенето и дори да извършва процедури за аблация. Това не само значително съкращава времето за операция, но и подобрява прецизността на операцията, което дава повече надежда за възстановяване на пациентите.
Въпреки това, заедно с широкото му използване, постепенно се появи проблемът с изгарянията, причинени от високочестотни електрохирургични апарати. Тези изгаряния могат да варират от леко увреждане на тъканите до тежки наранявания, които могат да доведат до дългосрочни усложнения за пациентите, като инфекции, белези и в тежки случаи увреждане на органи. Появата на тези изгаряния не само увеличава болката на пациента и продължителността на хоспитализацията, но също така представлява потенциален риск за успеха на операцията.
Поради това е от голямо значение да се изследват често срещаните причини за изгаряния по време на използването на високочестотни електрохирургични единици и съответните превантивни мерки. Тази статия има за цел да предостави цялостно разбиране на този проблем за медицинския персонал, операторите на хирургично оборудване и тези, които се интересуват от хирургическата безопасност, така че да се намали честотата на такива изгаряния и да се гарантира безопасността и ефективността на хирургичните процедури.
Принцип на работа на високочестотен електрохирургичен апарат
Високочестотният електрохирургичен апарат работи на принципа на преобразуване на електрическата енергия в топлинна. Основният механизъм включва използването на високочестотен променлив ток (обикновено в диапазона от 300 kHz до 3 MHz), който е далеч над честотния диапазон, който може да стимулира нервните и мускулните клетки (честотата на отговор на нервите и мускулите на човешкото тяло обикновено е под 1000 Hz). Тази високочестотна характеристика гарантира, че електрическият ток, използван от електрохирургичния модул, може да загрява и реже тъкан, без да причинява мускулни контракции или нервни стимулации, които са често срещани проблеми с нискочестотните електрически токове.
Когато високочестотният електрохирургичен модул се активира, се установява електрическа верига. Генераторът в електрохирургичния блок произвежда високочестотен електрически ток. След това този ток преминава през кабел към активния електрод, който е частта от хирургическия инструмент, която директно контактува с тъканта по време на операцията. Активният електрод е проектиран в различни форми в зависимост от хирургическите нужди, като електрод с форма на острие за рязане или електрод с форма на топка за коагулация.
След като токът достигне активния електрод, той се сблъсква с тъканта. Тъканите в човешкото тяло имат определено електрическо съпротивление. Съгласно закона на Джаул (където е генерираната топлина, е токът, е съпротивлението и е времето), когато високочестотният ток преминава през тъканта със съпротивление, електрическата енергия се преобразува в топлинна енергия. Температурата в контактната точка между активния електрод и тъканта се повишава бързо.
За функцията на рязане, високата температура, генерирана на върха на активния електрод (обикновено достигаща температури около 300 - 1000 °C) изпарява тъканните клетки за много кратко време. Водата в клетките се превръща в пара, което кара клетките да се спукат и отделят една от друга, като по този начин се постига ефектът на разрязване на тъканите. Този процес е много прецизен и може да се контролира чрез регулиране на мощността и честотата на електрохирургичния модул, както и скоростта на движение на активния електрод.
Що се отнася до функцията за хемостаза, обикновено се използва настройка на по-ниска мощност в сравнение с режима на рязане. Когато активният електрод докосне кървящите кръвоносни съдове, генерираната топлина коагулира протеините в кръвта и околната тъкан. Тази коагулация образува съсирек, който блокира кръвоносния съд, спирайки кървенето. Процесът на коагулация също е свързан със способността на тъканта да абсорбира топлина. Различните тъкани имат различно електрическо съпротивление и способности за абсорбиране на топлина, които трябва да се имат предвид по време на операцията, за да се осигури ефективна хемостаза без прекомерно увреждане на околната нормална тъкан.
В обобщение, високочестотният електрохирургичен модул използва термичния ефект, генериран от високочестотен електрически ток, преминаващ през тъканите с устойчивост, за да извърши разрязване на тъкани и хемостаза, което е основна и решаваща технология в съвременните хирургични процедури.
Често срещани причини за изгаряне
Изгаряния, свързани с плочи
Изгарянията, свързани с пластини, са един от често срещаните видове изгаряния, причинени от високочестотни електрохирургични модули. Основната причина за този вид изгаряне е прекомерната плътност на тока в областта на плочата. Съгласно стандартите за безопасност, плътността на тока на плочата трябва да бъде по-малка от . При изчисляване въз основа на максималната мощност и работа при номинално натоварване, минималната площ на плочата е , което е най-ниската гранична стойност на площта на плочата. Ако действителната контактна площ между плочата и пациента е по-малка от тази стойност, ще възникне риск от изгаряне на плочата.
Има няколко фактора, които могат да доведат до намаляване на ефективната контактна площ между пластината и пациента. Например, видът на електродната плоча има значение. Металните електродни пластини са твърди и имат лошо съответствие. По време на операцията те разчитат на телесното тегло на пациента да притисне плочата. Когато пациентът се движи, е трудно да се осигури ефективната контактна площ на пластината и има вероятност да се появят изгаряния. Проводимите гел електродни плочи изискват нанасяне на проводима паста преди употреба. Когато проводящият гел върху отрицателната плоча изсъхне или се постави върху влажна област на кожата, той също може да изгори пациента. Въпреки че плочите с опаковани електроди с лепило за еднократна употреба имат добро съответствие и силна адхезия, което може да осигури контактната зона по време на операцията, неправилната употреба, като многократна употреба или изтичане на срока на годност, все още може да доведе до проблеми. Повтарящата се употреба може да доведе до замърсяване на плочата с натрупан пърхот, косми и мазнини, което води до лоша проводимост. Плочите с изтекъл срок на годност може да имат намалени адхезивни и проводими свойства, което увеличава риска от изгаряния.
В допълнение, местоположението на плочата също влияе върху контактната зона. Ако плочата се постави върху част от тялото с прекомерно окосмяване, косата може да действа като изолатор, увеличавайки импеданса и плътността на тока в областта на плочата, възпрепятствайки нормалното провеждане на тока, генерирайки феномен на разряд и потенциално водещо до термични изгаряния. Поставянето на пластината върху костна изпъкналост, става, белег или други области, където е трудно да се осигури голяма и еднаква контактна площ, също може да причини проблеми. Костните изпъкналости трудно осигуряват достатъчна контактна площ и влияят върху равномерността на контакта. Налягането при изпъкналостта на костта е сравнително високо и плътността на тока, преминаващ през него, е сравнително голяма, което увеличава риска от изгаряния.
Изгаряния, несвързани с пластини
Високочестотна радиация
Високочестотни радиационни изгаряния възникват, когато пациентът носи или крайниците му влизат в контакт с метални предмети по време на операцията. Високочестотните електрохирургични модули генерират силни високочестотни електромагнитни полета по време на работа. Когато метален предмет присъства в това електромагнитно поле, възниква електромагнитна индукция. Съгласно закона на Фарадей за електромагнитната индукция ( , където е индуцираната електродвижеща сила, е броят на навивките на намотката и е скоростта на промяна на магнитния поток), в металния обект се генерира индуциран ток. Този индуциран ток може да причини локално нагряване на металния предмет и околната тъкан.
Например, ако пациентът носи метална огърлица или пръстен по време на операцията или ако метален хирургически инструмент случайно докосне тялото на пациента, между металния предмет и тялото на пациента се образува затворена верига. Високочестотният ток в електромагнитното поле протича през тази верига и поради сравнително малката площ на напречното сечение на контактната точка между металния обект и тъканта, плътността на тока в тази точка е много висока. Според закона на Джаул ( ) за кратко време се генерира голямо количество топлина, което може да причини тежки изгаряния на тъканите на пациента.
Късо съединение
Късо съединение може също да доведе до изгаряния по време на използване на високочестотни електрохирургични модули. Преди да използвате устройството, ако операторът не провери дали всяка линия е непокътната, могат да възникнат проблеми. Например, външният изолационен слой на кабела може да бъде повреден поради продължителна употреба, неправилно съхранение или външни сили, излагащи вътрешните проводници. Когато оголените проводници влязат в контакт един с друг или с други проводящи предмети, възниква късо съединение.
Освен това, когато се използва твърда плоча, ако повърхностната органична материя не бъде отстранена навреме, това може да повлияе на електрическата проводимост и изолационните характеристики на плочата. С течение на времето това може да доведе до образуване на проводяща пътека между пластината и други части на веригата, причинявайки късо съединение. Редовната поддръжка от специално лице също е от решаващо значение. Без редовна проверка и поддръжка потенциалните проблеми във веригата може да не бъдат открити навреме, като разхлабени връзки, стареене на компоненти и т.н., което може да увеличи риска от късо съединение.
Когато възникне късо съединение, токът във веригата ще се увеличи внезапно. Според закона на Ом (където е токът, е напрежението и е съпротивлението), когато съпротивлението в частта на късо съединение намалее рязко, токът ще се повиши значително. Това внезапно увеличаване на тока може да причини прегряване на проводниците и компонентите във веригата и ако топлината не може да бъде разсеяна навреме, тя ще се прехвърли към тялото на пациента през електродите, което ще доведе до изгаряния.
Нискочестотни искри
Нискочестотните искри се причиняват главно от две често срещани ситуации. Единият е, когато кабелът на ножа и главата е скъсан. Високочестотният ток в електрохирургичния модул трябва да тече стабилно през непокътнатия кабел към главата на ножа. Въпреки това, когато кабелът е скъсан, пътят на тока се нарушава. В счупения край на кабела токът се опитва да намери нов път, което води до образуването на искри. Тези искри генерират нискочестотни токове.
Другата ситуация е, когато електрохирургичният модул се работи твърде често. Например, ако хирургът стартира и спре електрохирургичния модул бързо, като многократно щракване върху бутона за активиране за кратък период от време, всяко активиране и деактивиране може да предизвика малка искра. Въпреки че всяка искра може да изглежда малка, когато се натрупат с течение на времето, те могат да причинят известна степен на нискочестотно изгаряне.
Вредата от нискочестотните искри е значителна. За разлика от изгарянията, предизвикани от високочестотен ток, които обикновено са на повърхността, изгарянията, предизвикани от нискочестотен ток, могат да бъдат по-опасни, тъй като могат да засегнат вътрешните органи. Например, когато нискочестотният ток навлезе в тялото чрез скъсан кабел или честа работа - индуцирани искри, той може директно да засегне сърцето. Сърцето е много чувствително към електрически сигнали и анормалните нискочестотни токове могат да попречат на нормалната система за електрическа проводимост на сърцето, което води до аритмии и в тежки случаи до сърдечен арест.
Контакт със запалими течности
В операционната зала често има някои запалими течности, използвани за дезинфекция, като йодна тинктура и алкохол. Високочестотните електрохирургични модули генерират искри по време на работа. Когато тези искри влязат в контакт със запалими течности, може да възникне реакция на горене.
Алкохолът например има ниска точка на възпламеняване. Когато напоената с алкохол дезинфекционна марля остане с твърде много алкохол и тя намокри дезинфекционното покривало или има прекомерно количество остатъчен алкохол в областта на операцията и електрохирургичният модул се активира, за да произведе искри, алкохолните пари във въздуха могат да се възпламенят. Веднъж възпламенен, огънят може да се разпространи бързо, като не само причинява изгаряния по кожата на пациента, но и застрашава безопасността на цялата операционна зала. Процесът на горене може да се опише с формулата на химичната реакция на изгаряне на алкохол: . По време на този процес се отделя голямо количество топлина, което може да причини сериозни изгаряния на околната тъкан и може също да причини повреда на хирургическите инструменти и оборудването на операционната зала.
Мерки за превенция
Предпазни мерки, свързани с пациента
Преди пациентът да влезе в операционната зала, трябва да се извърши цялостна предоперативна оценка. Първо, всички метални предмети върху пациента, като бижута (гердани, пръстени, обеци), очила в метални рамки и всякакви аксесоари, съдържащи метал, трябва да бъдат отстранени. Тези метални предмети могат да действат като проводници във високочестотното електромагнитно поле, генерирано от електрохирургичния модул, което води до генериране на индуцирани токове и потенциални изгаряния, както е описано в раздела за изгаряния с високочестотно лъчение.
По време на операцията е изключително важно тялото на пациента да не влиза в контакт с метални части на операционната маса или друго метално оборудване. Ако пациентът има анамнеза за метални импланти, като например изкуствени стави, метални пластини за фиксиране на фрактури или зъбни импланти, хирургичният екип трябва да е наясно с тяхното местоположение. В такива случаи може да се обмисли използването на биполярна електрохирургична единица вместо еднополюсна. Биполярните електрохирургични модули имат по-малка токова верига, което може да намали риска от преминаване на ток през металния имплант и причиняване на изгаряния. Например, в ортопедични операции, където има метални импланти в тялото на пациента, използването на биполярна електрохирургия може да сведе до минимум потенциалната вреда, причинена от високочестотния ток, взаимодействащ с метала.
Предпазни мерки, свързани с електродна плоча
Изборът на подходяща електродна плоча е първата стъпка. Различните видове електродни плочи имат свои собствени характеристики. За възрастни пациенти трябва да се избере електродна плоча с размер за възрастен, докато за деца и кърмачета са необходими съответните педиатрични плочи с размер. Размерът на електродната плоча трябва да е достатъчен, за да гарантира, че плътността на тока в областта на плочата е в безопасния диапазон (по-малко от ). Лепилото за еднократна употреба - опакованите електродни пластини са предпочитани поради добрата им еластичност и силна адхезия. Въпреки това, преди употреба е необходимо внимателно да проверите целостта на проводящия гел върху плочата, като се уверите, че няма пукнатини, сухи зони или замърсявания. Използването на електродни плочи с изтекъл срок на годност трябва да бъде строго забранено, тъй като техните проводими и адхезивни свойства може да са се влошили.
Правилното поставяне на електродната пластина също е от голямо значение. Плочата трябва да се постави върху богата на мускули и свободна от косми област, като например бедрото, задните части или горната част на ръката. Необходимо е да се избягва поставянето му върху костни изпъкналости, стави, белези или места с прекомерно окосмяване. Например, ако пластината е поставена върху костна изпъкналост като лакътя или коляното, контактната зона може да е неравна и натискът в тази точка е сравнително висок. Съгласно принципа на плътността на тока ( , където е плътността на тока, е токът и е площта), по-малка контактна площ ще доведе до по-висока плътност на тока, увеличавайки риска от изгаряния. Освен това, плочата трябва да бъде поставена възможно най-близо до мястото на операцията, за да се намали дължината на пътя на тока в тялото на пациента, но в същото време трябва да е на разстояние най-малко 15 cm от хирургическия разрез, за да се избегне смущение при хирургическата операция.
Предпазни мерки, свързани с оборудването и работата
Проверка на оборудването
Преди операцията трябва да се извърши подробна проверка на високочестотния електрохирургичен модул и свързаните с него линии. Проверете външния изолационен слой на кабела за признаци на повреда, като пукнатини, порязвания или ожулвания. Ако изолационният слой е повреден, вътрешните проводници могат да бъдат изложени, увеличавайки риска от късо съединение и изгаряния. Например кабел, който е бил огъван твърде често или е бил притискан от тежки предмети, може да има повреден изолационен слой. Освен това тествайте функционалността на електрохирургичния модул, като стартирате функция за самотест, ако е налична. Това може да помогне за откриване на потенциални проблеми в генератора, контролния панел и други компоненти.
По време на работа периодично проверявайте оборудването за необичайни звуци, вибрации или генериране на топлина. Необичайните звуци може да показват механични проблеми в устройството, докато прекомерното генериране на топлина може да е признак за свръхток или повреда на компонент. Например, ако електрохирургичният модул издава висок хленчещ звук по време на работа, това може да е признак за неизправност на вентилатора в охладителната система, което може да доведе до прегряване на устройството и потенциални изгаряния на пациента.
След операцията почистете и дезинфекцирайте оборудването според инструкциите на производителя. Проверете отново оборудването, за да се уверите, че няма повреди, причинени по време на операцията. Проверете за остатъчна кръв, тъкан или други замърсители по електродите и кабелите, тъй като тези вещества могат да повлияят на работата и безопасността на оборудването, ако не бъдат отстранени навреме.
Операционни спецификации
Операторите на високочестотни електрохирургични апарати трябва да са добре обучени и запознати с оперативните процедури. Когато настройвате мощността на електрохирургичния модул, започнете с ниска мощност и постепенно я увеличавайте според действителните нужди на операцията. Например, при малка хирургична процедура, по-ниска настройка на мощността може да е достатъчна за рязане на тъкан и хемостаза. Ненужно високите настройки на мощността могат да причинят прекомерно генериране на топлина, което води до по-сериозно увреждане на тъканите и повишен риск от изгаряния.
По време на операцията активният електрод (нож - глава) трябва да се държи стабилно, за да се осигури точно срязване и коагулация. Избягвайте поставянето на активния електрод в контакт с неприцелни тъкани, когато не се използва. Например, когато хирургът трябва временно да спре операцията, главата на ножа трябва да се постави на безопасно място, като например в специален държач, вместо да се оставя върху хирургическата покривка, където може случайно да докосне тялото на пациента и да причини изгаряния.
Екологични съображения
Средата в операционната зала играе жизненоважна роля за предотвратяване на изгаряния, причинени от високочестотни електрохирургични модули. Първо се уверете, че в операционната няма запалими газове или течности. Запалими вещества като дезинфектанти на алкохолна основа, етер (макар и по-рядко използвани в съвременната анестезия) и някои летливи анестетични газове могат да се запалят при контакт с искрите, генерирани от електрохирургичния модул. Преди да използвате електрохирургичния модул, уверете се, че операционната зона е суха и че всички запалими дезинфектанти са се изпарили напълно.
Контролирайте концентрацията на кислород в операционната зала. Среди с висока концентрация на кислород увеличават риска от пожар. В зоните, където се използва електрохирургичният модул, особено в близост до дихателните пътища на пациента, концентрацията на кислород трябва да се поддържа на безопасно ниво. Например, когато се извършват операции в устната или носната кухина, трябва да се положат допълнителни грижи, за да се гарантира, че скоростта на кислородния поток е правилно регулирана и че няма изтичане на кислород с висока концентрация в близост до мястото на операцията, където се използва електрохирургичният модул.
Заключение
В заключение, високочестотните електрохирургични единици са основни и мощни инструменти в съвременните хирургични процедури, но не може да се пренебрегне потенциалът от изгаряния по време на тяхната употреба.
За да се предотвратят тези изгаряния, е необходимо да се предприемат редица комплексни мерки. Медицинският персонал, операторите на хирургично оборудване и всички, които участват в хирургически процедури, трябва да имат задълбочено разбиране за тези причини за изгаряне и превантивните мерки. Чрез стриктно спазване на превантивните стратегии, случаите на изгаряния, причинени от високочестотни електрохирургични модули, могат да бъдат значително намалени. Това не само гарантира безопасността на пациентите по време на операцията, но също така допринася за гладкото протичане на хирургичните процедури, като подобрява общото качество и ефективност на хирургичните лечения. Очаква се в бъдеще непрекъснатите изследвания и подобрения в дизайна и използването на високочестотни електрохирургични единици допълнително да подобрят хирургическата безопасност и резултатите за пациентите.
