Zavedení
V moderních chirurgických zákrocích se vysokofrekvenční elektrochirurgická jednotka (HFESU) stala nepostradatelným nástrojem. Jeho aplikace pokrývají širokou škálu chirurgických oborů, od všeobecných chirurgií až po vysoce specializované mikrochirurgie. Generováním vysokofrekvenčních elektrických proudů může účinně prořezávat tkáň, koagulovat krevní cévy a kontrolovat krvácení a dokonce provádět ablační procedury. To nejen výrazně zkracuje dobu operace, ale také zlepšuje přesnost operace a přináší větší naději na uzdravení pacientů.
Spolu s jeho rozsáhlým používáním se však postupně objevil problém popálenin způsobených vysokofrekvenčními elektrochirurgickými jednotkami. Tyto popáleniny se mohou pohybovat od mírného poškození tkáně až po těžká poranění, která mohou pro pacienty vést k dlouhodobým komplikacím, jako jsou infekce, zjizvení a v závažných případech poškození orgánů. Výskyt těchto popálenin nejen zvyšuje bolestivost pacienta a délku hospitalizace, ale představuje také potenciální riziko pro úspěšnost operace.
Proto je velmi důležité prozkoumat běžné příčiny popálenin při používání vysokofrekvenčních elektrochirurgických jednotek a odpovídajících preventivních opatření. Tento článek si klade za cíl poskytnout komplexní porozumění této problematice pro zdravotnický personál, obsluhu chirurgických zařízení a zájemce o chirurgickou bezpečnost tak, aby se snížil výskyt takových popálenin a byla zajištěna bezpečnost a účinnost chirurgických zákroků.
Princip činnosti vysokofrekvenční elektrochirurgické jednotky
Vysokofrekvenční elektrochirurgická jednotka pracuje na principu přeměny elektrické energie na energii tepelnou. Základní mechanismus spočívá v použití vysokofrekvenčního střídavého proudu (obvykle v rozsahu 300 kHz až 3 MHz), který je daleko nad frekvenčním rozsahem, který může stimulovat nervové a svalové buňky (frekvence odezvy nervů a svalů lidského těla je obecně pod 1000 Hz). Tato vysokofrekvenční charakteristika zajišťuje, že elektrický proud používaný elektrochirurgickou jednotkou může zahřívat a řezat tkáň, aniž by způsoboval svalové kontrakce nebo nervovou stimulaci, což jsou běžné problémy s nízkofrekvenčními elektrickými proudy.
Při aktivaci vysokofrekvenční elektrochirurgické jednotky se vytvoří elektrický obvod. Generátor v elektrochirurgické jednotce produkuje vysokofrekvenční elektrický proud. Tento proud pak prochází kabelem k aktivní elektrodě, což je část chirurgického nástroje, která se během operace přímo dotýká tkáně. Aktivní elektroda je navržena v různých tvarech v závislosti na chirurgických potřebách, jako je lopatková elektroda pro řezání nebo kuličková elektroda pro koagulaci.
Jakmile proud dosáhne aktivní elektrody, narazí na tkáň. Tkáně v lidském těle mají určitý elektrický odpor. Podle Jouleova zákona ( , kde je vytvářené teplo, je proud, je odpor a je čas) se při průchodu vysokofrekvenčního proudu tkání s odporem elektrická energie přemění na tepelnou energii. Teplota v místě kontaktu mezi aktivní elektrodou a tkání rychle stoupá.
Pro funkci řezání vysoká teplota generovaná na špičce aktivní elektrody (obvykle dosahující teplot kolem 300 - 1000 °C) odpaří tkáňové buňky ve velmi krátké době. Voda v buňkách se mění na páru, která způsobuje prasknutí a oddělení buněk od sebe, čímž se dosáhne efektu řezání tkáně. Tento proces je vysoce přesný a lze jej řídit úpravou výkonu a frekvence elektrochirurgické jednotky a také rychlosti pohybu aktivní elektrody.
Pokud jde o funkci hemostázy, obvykle se používá nastavení nižšího výkonu oproti režimu řezání. Když se aktivní elektroda dotkne krvácejících cév, vytvořené teplo koaguluje proteiny v krvi a okolní tkáni. Tato koagulace tvoří sraženinu, která blokuje krevní cévu a zastavuje krvácení. Proces koagulace souvisí také se schopností tkáně absorbovat teplo. Různé tkáně mají různé elektrické odpory a tepelně absorpční schopnosti, které je třeba při operaci zohlednit, aby byla zajištěna účinná hemostáza bez nadměrného poškození okolní normální tkáně.
Stručně řečeno, vysokofrekvenční elektrochirurgická jednotka využívá tepelného efektu generovaného vysokofrekvenčním elektrickým proudem procházejícím tkáněmi s odporem k provádění řezání tkáně a hemostázy, což je základní a klíčová technologie moderních chirurgických postupů.
Běžné příčiny popálenin
Popáleniny související s talířem
Popáleniny související s dlahou jsou jedním z běžných typů popálenin způsobených vysokofrekvenčními elektrochirurgickými jednotkami. Hlavním důvodem tohoto druhu popálení je nadměrná proudová hustota v oblasti desky. Podle bezpečnostních norem by hustota proudu na desce měla být menší než . Při výpočtu na základě maximálního výkonu a práci při jmenovité zátěži je minimální plocha desky , což je nejnižší mezní hodnota plochy desky. Pokud je skutečná kontaktní plocha mezi dlahou a pacientem menší než tato hodnota, hrozí nebezpečí popálení dlahy.
Existuje několik faktorů, které mohou vést ke snížení efektivní kontaktní plochy mezi dlahou a pacientem. Záleží například na typu elektrodové desky. Kovové elektrodové desky jsou tvrdé a špatně poddajné. Při operaci spoléhají na to, že dlahu přitlačí tělesná hmotnost pacienta. Když se pacient pohybuje, je obtížné zajistit účinnou kontaktní plochu dlahy a pravděpodobně dojde k popálení. Desky vodivých gelových elektrod vyžadují před použitím nanesení vodivé pasty. Když vodivý gel na negativní desce vyschne nebo se umístí na vlhkou oblast kůže, může také pacienta popálit. Přestože jednorázové lepicí obalené elektrodové desky mají dobrou poddajnost a silnou adhezi, která může zajistit kontaktní plochu během operace, nesprávné použití, jako je opakované použití nebo exspirace, může stále vést k problémům. Opakované použití může způsobit znečištění desky s nahromaděnými lupy, vlasy a mastnotou, což má za následek špatnou vodivost. Desky s prošlou dobou použitelnosti mohou mít snížené lepicí a vodivé vlastnosti, což zvyšuje riziko popálení.
Kromě toho umístění desky ovlivňuje také kontaktní plochu. Pokud je destička umístěna na části těla s nadměrným ochlupením, mohou vlasy působit jako izolant, zvyšovat impedanci a hustotu proudu v oblasti destičky, bránit normálnímu vedení proudu, generovat jev výboje a potenciálně vést k tepelným popáleninám. Problémy může způsobit i umístění dlahy na kostěný výčnělek, kloub, jizvu nebo jiná místa, kde je obtížné zajistit velkou a jednotnou kontaktní plochu. Kostěné výběžky těžko zajišťují dostatečnou kontaktní plochu a ovlivňují rovnoměrnost kontaktu. Tlak v kostěném výběžku je poměrně vysoký a proudová hustota procházející skrz je poměrně velká, což zvyšuje riziko popálení.
Popáleniny, které se netýkají desky
Vysokofrekvenční záření
K popáleninám vysokofrekvenčním zářením dochází, když pacient nosí nebo se jeho končetiny dostanou během operace do kontaktu s kovovými předměty. Vysokofrekvenční elektrochirurgické jednotky generují během provozu silná vysokofrekvenční elektromagnetická pole. Když je v tomto elektromagnetickém poli přítomen kovový předmět, dochází k elektromagnetické indukci. Podle Faradayova zákona elektromagnetické indukce ( , kde je indukovaná elektromotorická síla, je počet závitů cívky a je rychlost změny magnetického toku) je v kovovém předmětu generován indukovaný proud. Tento indukovaný proud může způsobit lokální zahřívání kovového předmětu a okolní tkáně.
Například, pokud má pacient během operace na sobě kovový náhrdelník nebo prsten nebo pokud se kovový chirurgický nástroj náhodně dotkne těla pacienta, vytvoří se mezi kovovým předmětem a tělem pacienta uzavřený okruh. Tímto obvodem protéká vysokofrekvenční proud v elektromagnetickém poli a vzhledem k relativně malé ploše průřezu kontaktního bodu mezi kovovým předmětem a tkání je hustota proudu v tomto místě velmi vysoká. Podle Jouleova zákona ( ) vzniká během krátké doby velké množství tepla, které může způsobit vážné popáleniny pacientovy tkáně.
Circuit Short - Circuit
Zkraty obvodu mohou také vést k popáleninám při použití vysokofrekvenčních elektrochirurgických jednotek. Pokud obsluha před použitím zařízení nezkontroluje, zda je každá linka neporušená, mohou nastat problémy. Vnější izolační vrstva kabelu může být například poškozena dlouhodobým používáním, nesprávným skladováním nebo vnějšími silami, které obnažují vnitřní vodiče. Když se obnažené vodiče dostanou do vzájemného kontaktu nebo s jinými vodivými předměty, dojde ke zkratu.
Navíc, pokud se při použití tvrdé desky včas neodstraní povrchová organická hmota, může to ovlivnit elektrickou vodivost a izolační vlastnosti desky. Časem to může vést k vytvoření vodivé cesty mezi deskou a ostatními částmi obvodu, což způsobí zkrat. Důležitá je také pravidelná údržba specializovanou osobou. Bez pravidelné kontroly a údržby nemusí být včas odhaleny potenciální problémy v obvodu, jako jsou uvolněné spoje, stárnutí součástí atd., což vše může zvýšit riziko zkratu.
Když dojde ke zkratu, proud v obvodu se náhle zvýší. Podle Ohmova zákona ( , kde je proud, je napětí a je odpor) při prudkém poklesu odporu ve zkratové části proud výrazně stoupne. Toto náhlé zvýšení proudu může způsobit přehřátí vodičů a součástek v okruhu, a pokud se teplo nepodaří včas odvést, přenese se přes elektrody do těla pacienta, což má za následek popáleniny.
Nízkofrekvenční jiskry
Nízkofrekvenční jiskry jsou způsobeny především dvěma běžnými situacemi. Jedním z nich je, když se přeruší kabel nože - hlavy. Vysokofrekvenční proud v elektrochirurgické jednotce má stabilně protékat neporušeným kabelem k hlavě nože. Když je však kabel přerušen, proudová cesta je narušena. Na přerušeném konci kabelu se proud snaží najít novou cestu, což vede ke vzniku jisker. Tyto jiskry generují nízkofrekvenční proudy.
Jiná situace je, když je elektrochirurgická jednotka provozována příliš často. Například, pokud chirurg spustí a zastaví elektrochirurgickou jednotku rychle, jako je opakované kliknutí na aktivační tlačítko v krátké době, každá aktivace a deaktivace může způsobit výskyt malé jiskry. I když se každá jiskra může zdát malá, při nahromadění v průběhu času může způsobit určitý stupeň nízkofrekvenčního hoření.
Škody způsobené nízkofrekvenčními jiskrami jsou značné. Na rozdíl od popálenin vyvolaných vysokofrekvenčním proudem, které jsou obvykle na povrchu, mohou být popáleniny vyvolané nízkofrekvenčním proudem nebezpečnější, protože mohou postihnout vnitřní orgány. Například, když se nízkofrekvenční proud dostane do těla přes přerušený kabel nebo časté provozování - indukované jiskry, může to přímo ovlivnit srdce. Srdce je velmi citlivé na elektrické signály a abnormální nízkofrekvenční proudy mohou interferovat s normálním systémem elektrického vedení srdce, což vede k arytmiím a v těžkých případech k zástavě srdce.
Kontakt s hořlavými kapalinami
V prostředí operačního sálu se často k dezinfekci používají některé hořlavé kapaliny, jako je jódová tinktura a alkohol. Vysokofrekvenční elektrochirurgické jednotky generují během provozu jiskry. Když se tyto jiskry dostanou do kontaktu s hořlavými kapalinami, může dojít ke spalovací reakci.
Nízký bod vzplanutí má například alkohol. Když v alkoholem nasáklé dezinfekční gáze zůstane příliš mnoho alkoholu a ten navlhčí dezinfekční roušku nebo je v operačním prostoru nadměrný zbytkový alkohol a elektrochirurgická jednotka je aktivována za vzniku jisker, může dojít ke vznícení alkoholových výparů ve vzduchu. Po vznícení se oheň může rychle rozšířit a způsobit nejen popáleniny na kůži pacienta, ale také ohrozit bezpečnost celého operačního sálu. Spalovací proces lze popsat vzorcem chemické reakce spalování alkoholu: . Během tohoto procesu se uvolňuje velké množství tepla, které může způsobit vážné popáleniny okolní tkáně a může také způsobit poškození chirurgických nástrojů a zařízení operačního sálu.
Preventivní opatření
Bezpečnostní opatření týkající se pacienta
Před vstupem pacienta na operační sál by mělo být provedeno komplexní předoperační vyšetření. Nejprve musí být na pacientovi odstraněny všechny kovové předměty, jako jsou šperky (náhrdelníky, prsteny, náušnice), brýle s kovovým rámem a veškeré doplňky obsahující kov. Tyto kovové předměty mohou působit jako vodiče ve vysokofrekvenčním elektromagnetickém poli generovaném elektrochirurgickou jednotkou, což vede ke generování indukovaných proudů a potenciálních popálenin, jak je popsáno v části o popáleninách vysokofrekvenčním zářením.
Během operace je důležité zajistit, aby tělo pacienta nepřišlo do kontaktu s žádnými kovovými částmi operačního stolu nebo jiného kovového zařízení. Pokud má pacient v anamnéze kovové implantáty, jako jsou umělé klouby, kovové dlahy pro fixaci zlomeniny nebo zubní implantáty, měl by chirurgický tým znát jejich umístění. V takových případech lze zvážit použití bipolární elektrochirurgické jednotky namísto unipolární. Bipolární elektrochirurgické jednotky mají menší proudovou smyčku, což může snížit riziko, že proud projde kovovým implantátem a způsobí popáleniny. Například v ortopedických ordinacích, kde jsou v těle pacienta existující kovové implantáty, může použití bipolární elektrochirurgie minimalizovat potenciální poškození způsobené vysokofrekvenčním proudem interagujícím s kovem.
Elektrodová deska – bezpečnostní opatření
Výběr vhodné elektrodové desky je prvním krokem. Různé typy elektrodových desek mají své vlastní charakteristiky. Pro dospělé pacienty by měla být vybrána elektrodová destička velikosti pro dospělé, zatímco pro děti a kojence jsou vyžadovány destičky odpovídající pediatrické velikosti. Velikost elektrodové desky by měla být dostatečná, aby zajistila, že proudová hustota v oblasti desky bude v bezpečném rozsahu (méně než ). Upřednostňují se jednorázové lepicí obalené elektrodové desky kvůli jejich dobré poddajnosti a silné adhezi. Před použitím je však nutné pečlivě zkontrolovat neporušenost vodivého gelu na destičce, zda na ní nejsou žádné praskliny, zaschlá místa nebo nečistoty. Desky elektrod s prošlou dobou použitelnosti by měly být přísně zakázány, protože jejich vodivé a adhezivní vlastnosti se mohly zhoršit.
Velký význam má také správné umístění elektrodové desky. Destička by měla být umístěna na oblasti bohaté na svaly a bez chloupků, jako je stehno, hýždě nebo nadloktí. Je nutné se vyvarovat umístění na kostnaté výčnělky, klouby, jizvy nebo místa s nadměrným ochlupením. Například, pokud je dlaha umístěna na kostěném výběžku, jako je loket nebo koleno, kontaktní plocha může být nerovnoměrná a tlak v tomto bodě je relativně vysoký. Podle principu proudové hustoty ( , kde je proudová hustota, je proud a je plocha) povede menší kontaktní plocha k vyšší proudové hustotě, což zvyšuje riziko popálení. Kromě toho by dlaha měla být umístěna co nejblíže k místu chirurgického zákroku, aby se zkrátila délka dráhy proudu v těle pacienta, ale zároveň by měla být vzdálena alespoň 15 cm od chirurgického řezu, aby se zabránilo interferenci s chirurgickým zákrokem.
Bezpečnostní opatření související se zařízením a provozem
Kontrola zařízení
Před operací by měla být provedena podrobná kontrola vysokofrekvenční elektrochirurgické jednotky a jejích souvisejících linek. Zkontrolujte vnější izolační vrstvu kabelu, zda nevykazuje známky poškození, jako jsou praskliny, řezy nebo oděrky. V případě poškození izolační vrstvy může dojít k obnažení vnitřních vodičů, což zvyšuje riziko zkratu a popálení. Například kabel, který byl příliš často ohýbán nebo byl přimáčknut těžkými předměty, může mít poškozenou izolační vrstvu. Kromě toho otestujte funkčnost elektrochirurgické jednotky spuštěním funkce autotestu, pokud je k dispozici. To může pomoci odhalit potenciální problémy v generátoru, ovládacím panelu a dalších součástech.
Během provozu pravidelně kontrolujte zařízení, zda nevykazuje abnormální zvuky, vibrace nebo tvorbu tepla. Abnormální zvuky mohou naznačovat mechanické problémy v zařízení, zatímco nadměrné vyvíjení tepla může být známkou nadproudu nebo selhání součásti. Pokud například elektrochirurgická jednotka během provozu vydává vysoký zvuk, může to být známka nefunkčního ventilátoru v chladicím systému, což může vést k přehřátí zařízení a potenciálnímu popálení pacienta.
Po operaci zařízení vyčistěte a vydezinfikujte podle pokynů výrobce. Znovu zkontrolujte zařízení, abyste se ujistili, že během provozu nedošlo k žádnému poškození. Zkontrolujte, zda na elektrodách a kabelech nejsou zbytky krve, tkáně nebo jiných nečistot, protože tyto látky mohou ovlivnit výkon a bezpečnost zařízení, pokud nebudou včas odstraněny.
Provozní specifikace
Operátoři vysokofrekvenčních elektrochirurgických jednotek by měli být dobře vyškoleni a seznámeni s operačními postupy. Při nastavování výkonu elektrochirurgické jednotky začínejte s nízkým výkonem a postupně jej zvyšujte podle aktuální potřeby operace. Například při menším chirurgickém zákroku může být nastavení nižšího výkonu dostatečné pro řezání tkáně a hemostázu. Zbytečně vysoké nastavení výkonu může způsobit nadměrné vytváření tepla, což vede k vážnějšímu poškození tkáně a zvýšenému riziku popálenin.
Během operace by měla být aktivní elektroda (nůž - hlava) pevně držena, aby bylo zajištěno přesné řezání a koagulace. Neumisťujte aktivní elektrodu do kontaktu s necílovými tkáněmi, když se nepoužívá. Například, když chirurg potřebuje dočasně zastavit operaci, měla by být hlava nože umístěna v bezpečné poloze, například ve speciálním držáku, spíše než být ponechána na chirurgické roušce, kde by se mohla náhodně dotknout těla pacienta a způsobit popáleniny.
Ohledy na životní prostředí
Prostředí operačního sálu hraje zásadní roli v prevenci popálenin způsobených vysokofrekvenčními elektrochirurgickými jednotkami. Nejprve se ujistěte, že na operačním sále nejsou žádné hořlavé plyny nebo kapaliny. Hořlavé látky, jako jsou dezinfekční prostředky na bázi alkoholu, éter (i když méně běžně používaný v moderní anestezii) a některé těkavé anestetické plyny se mohou vznítit při kontaktu s jiskrami generovanými elektrochirurgickou jednotkou. Před použitím elektrochirurgické jednotky se ujistěte, že operační prostor je suchý a že se veškeré hořlavé dezinfekční prostředky zcela odpařily.
Kontrolujte koncentraci kyslíku na operačním sále. Prostředí s vysokou koncentrací kyslíku zvyšuje riziko požáru. V oblastech, kde se používá elektrochirurgická jednotka, zejména v blízkosti dýchacích cest pacienta, by měla být koncentrace kyslíku udržována na bezpečné úrovni. Například při provádění operací v dutině ústní nebo nosní je třeba věnovat zvýšenou pozornost tomu, aby bylo zajištěno správné nastavení průtoku kyslíku a aby nedocházelo k úniku kyslíku o vysoké koncentraci v blízkosti chirurgického místa, kde se elektrochirurgická jednotka používá.
Závěr
Závěrem lze konstatovat, že vysokofrekvenční elektrochirurgické jednotky jsou nezbytnými a výkonnými nástroji moderních chirurgických postupů, ale nelze přehlédnout možnost popálení při jejich použití.
Aby se těmto popáleninám zabránilo, je třeba přijmout řadu komplexních opatření. Zdravotnický personál, operátoři chirurgických zařízení a všichni, kdo se podílejí na chirurgických zákrocích, musí těmto příčinám popálenin a preventivním opatřením dobře rozumět. Přísným dodržováním preventivních strategií lze výrazně snížit výskyt popálenin způsobených vysokofrekvenčními elektrochirurgickými jednotkami. To nejen zajišťuje bezpečnost pacientů během operace, ale také přispívá k hladkému průběhu chirurgických výkonů, zlepšuje celkovou kvalitu a efektivitu chirurgických výkonů. V budoucnu se očekává, že neustálý výzkum a zlepšování designu a používání vysokofrekvenčních elektrochirurgických jednotek dále zvýší bezpečnost chirurgického zákroku a výsledky pacientů.
