Introduzione
Nelle moderne procedure chirurgiche, l'unità elettrochirurgica ad alta frequenza (HFESU) è diventata uno strumento indispensabile. Le sue applicazioni abbracciano un'ampia gamma di campi chirurgici, dalla chirurgia generale alla microchirurgia altamente specializzata. Generando correnti elettriche ad alta frequenza, può tagliare efficacemente i tessuti, coagulare i vasi sanguigni per controllare il sanguinamento e persino eseguire procedure di ablazione. Ciò non solo riduce significativamente i tempi dell'intervento, ma migliora anche la precisione dell'operazione, offrendo maggiori speranze di recupero dei pazienti.
Tuttavia, parallelamente al suo ampio utilizzo, è gradualmente emerso il problema delle ustioni causate dagli apparecchi elettrochirurgici ad alta frequenza. Queste ustioni possono variare da lievi danni ai tessuti a lesioni gravi che possono portare a complicazioni a lungo termine per i pazienti, come infezioni, cicatrici e, nei casi più gravi, danni agli organi. Il verificarsi di queste ustioni non solo aumenta il dolore del paziente e la durata del ricovero in ospedale, ma rappresenta anche un potenziale rischio per il successo dell'intervento.
Pertanto, è di grande importanza esplorare le cause più comuni di ustioni durante l'uso di apparecchi elettrochirurgici ad alta frequenza e le relative misure preventive. Questo articolo mira a fornire una comprensione completa di questo problema al personale medico, agli operatori di apparecchiature chirurgiche e a coloro che sono interessati alla sicurezza chirurgica, in modo da ridurre l'incidenza di tali ustioni e garantire la sicurezza e l'efficacia delle procedure chirurgiche.
Principio di funzionamento ad alta frequenza dell'unità elettrochirurgica
L'unità elettrochirurgica ad alta frequenza funziona secondo il principio della conversione dell'energia elettrica in energia termica. Il meccanismo di base prevede l'uso di corrente alternata ad alta frequenza (di solito nell'intervallo da 300 kHz a 3 MHz), che è molto al di sopra della gamma di frequenza che può stimolare le cellule nervose e muscolari (la frequenza di risposta nervosa e muscolare del corpo umano è generalmente inferiore a 1000 Hz). Questa caratteristica ad alta frequenza garantisce che la corrente elettrica utilizzata dall'unità elettrochirurgica possa riscaldare e tagliare i tessuti senza causare contrazioni muscolari o stimolazioni nervose, che sono problemi comuni con le correnti elettriche a bassa frequenza.
Quando l'unità elettrochirurgica ad alta frequenza viene attivata, viene creato un circuito elettrico. Il generatore nell'unità elettrochirurgica produce una corrente elettrica ad alta frequenza. Questa corrente viaggia quindi attraverso un cavo fino all'elettrodo attivo, che è la parte dello strumento chirurgico che entra direttamente in contatto con il tessuto durante l'operazione. L'elettrodo attivo è progettato in varie forme a seconda delle esigenze chirurgiche, come un elettrodo a lama per il taglio o un elettrodo a sfera per la coagulazione.
Una volta che la corrente raggiunge l'elettrodo attivo, incontra il tessuto. I tessuti del corpo umano hanno una certa resistenza elettrica. Secondo la legge di Joule (dove è il calore generato, è la corrente, è la resistenza, e è il tempo), quando la corrente ad alta frequenza attraversa il tessuto con resistenza, l'energia elettrica viene convertita in energia termica. La temperatura nel punto di contatto tra l'elettrodo attivo e il tessuto aumenta rapidamente.
Per la funzione di taglio, l'alta temperatura generata sulla punta dell'elettrodo attivo (che di solito raggiunge temperature intorno ai 300 - 1000 °C) vaporizza le cellule dei tessuti in un tempo molto breve. L'acqua all'interno delle cellule si trasforma in vapore, provocando la rottura e la separazione delle cellule l'una dall'altra, ottenendo così l'effetto di taglio dei tessuti. Questo processo è altamente preciso e può essere controllato regolando la potenza e la frequenza dell'unità elettrochirurgica, nonché la velocità di movimento dell'elettrodo attivo.
Per quanto riguarda la funzione emostatica, viene solitamente utilizzata un'impostazione di potenza inferiore rispetto alla modalità di taglio. Quando l'elettrodo attivo tocca i vasi sanguigni sanguinanti, il calore generato coagula le proteine nel sangue e nel tessuto circostante. Questa coagulazione forma un coagulo che blocca il vaso sanguigno, fermando l'emorragia. Il processo di coagulazione è legato anche alla capacità dei tessuti di assorbire calore. Tessuti diversi hanno resistenze elettriche e capacità di assorbimento del calore diverse, che devono essere prese in considerazione durante l'intervento per garantire un'emostasi efficace senza danni eccessivi al tessuto normale circostante.
In sintesi, l'unità elettrochirurgica ad alta frequenza utilizza l'effetto termico generato dalla corrente elettrica ad alta frequenza che passa attraverso i tessuti con resistenza per eseguire il taglio dei tessuti e l'emostasi, che è una tecnologia fondamentale e cruciale nelle moderne procedure chirurgiche.
Cause comuni di ustione
Ustioni correlate alla placca
Le ustioni legate alle piastre sono uno dei tipi più comuni di ustioni causate da unità elettrochirurgiche ad alta frequenza. La ragione principale di questo tipo di ustione è l'eccessiva densità di corrente nell'area della piastra. Secondo gli standard di sicurezza, la densità di corrente sulla piastra dovrebbe essere inferiore a . Quando si calcola in base alla potenza massima e si lavora sotto il carico nominale, l'area minima della piastra è , che è il valore limite più basso dell'area della piastra. Se l'area di contatto effettiva tra la piastra e il paziente è inferiore a questo valore, si verifica il rischio di ustioni della piastra.
Esistono diversi fattori che possono portare ad una riduzione dell’area di contatto effettiva tra la placca e il paziente. Ad esempio, il tipo di piastra dell'elettrodo è importante. Le piastre degli elettrodi metallici sono dure e hanno una scarsa compliance. Durante l'operazione, fanno affidamento sul peso corporeo del paziente per premere la placca. Quando il paziente si muove, è difficile garantire l'effettiva area di contatto della placca ed è probabile che si verifichino ustioni. Le piastre degli elettrodi in gel conduttivo richiedono l'applicazione di pasta conduttiva prima dell'uso. Quando il gel conduttivo sulla piastra negativa si secca o viene posizionato su una zona umida della pelle, potrebbe ustionare il paziente. Sebbene le piastre degli elettrodi avvolte in adesivo monouso abbiano una buona conformità e una forte adesione, che può garantire l'area di contatto durante l'operazione, l'uso improprio come l'uso ripetuto o la scadenza può comunque causare problemi. L'uso ripetuto può causare lo sporco della piastra, con accumulo di peli, capelli e grasso, con conseguente scarsa conduttività. Le piastre scadute potrebbero avere proprietà adesive e conduttive ridotte, aumentando il rischio di ustioni.
Inoltre, anche la posizione di posizionamento della placca influisce sull'area di contatto. Se la piastra viene posizionata su una parte del corpo con peli eccessivi, i capelli possono fungere da isolante, aumentando l'impedenza e la densità di corrente nell'area della piastra, ostacolando la normale conduzione della corrente, generando un fenomeno di scarica e portando potenzialmente a ustioni termiche. Anche il posizionamento della placca su una prominenza ossea, un'articolazione, una cicatrice o altre aree in cui è difficile garantire un'area di contatto ampia e uniforme può causare problemi. Le protuberanze ossee difficilmente garantiscono un'area di contatto sufficiente e influiscono sull'uniformità del contatto. La pressione sulla prominenza ossea è relativamente elevata e la densità di corrente che la attraversa è relativamente elevata, aumentando il rischio di ustioni.
Ustioni non correlate alla placca
Radiazioni ad alta frequenza
Le ustioni da radiazioni ad alta frequenza si verificano quando il paziente trasporta o i suoi arti entrano in contatto con oggetti metallici durante l'operazione. Gli apparecchi elettrochirurgici ad alta frequenza generano forti campi elettromagnetici ad alta frequenza durante il funzionamento. Quando un oggetto metallico è presente in questo campo elettromagnetico, si verifica l'induzione elettromagnetica. Secondo la legge di Faraday sull'induzione elettromagnetica ( , dove è la forza elettromotrice indotta, è il numero di spire della bobina ed è la velocità di variazione del flusso magnetico), nell'oggetto metallico viene generata una corrente indotta. Questa corrente indotta può causare un riscaldamento locale dell'oggetto metallico e del tessuto circostante.
Ad esempio, se un paziente indossa una collana o un anello di metallo durante l'operazione, o se uno strumento chirurgico di metallo tocca accidentalmente il corpo del paziente, si forma un circuito chiuso tra l'oggetto metallico e il corpo del paziente. La corrente ad alta frequenza nel campo elettromagnetico scorre attraverso questo circuito e, a causa della sezione trasversale relativamente piccola del punto di contatto tra l'oggetto metallico e il tessuto, la densità di corrente in questo punto è molto elevata. Secondo la legge di Joule ( ), in breve tempo viene generata una grande quantità di calore che può causare gravi ustioni ai tessuti del paziente.
Cortocircuito
I cortocircuiti possono provocare ustioni anche durante l'utilizzo di apparecchi elettrochirurgici ad alta frequenza. Se prima di utilizzare l'apparecchio l'operatore non verifica l'integrità di ciascuna linea, potrebbero verificarsi dei problemi. Ad esempio, lo strato isolante esterno del cavo potrebbe danneggiarsi a causa dell'uso prolungato, di una conservazione impropria o di forze esterne, esponendo i fili interni. Quando i fili esposti entrano in contatto tra loro o con altri oggetti conduttori, si verifica un cortocircuito.
Inoltre, quando si utilizza una piastra rigida, se la materia organica superficiale non viene rimossa in tempo, può influire sulla conduttività elettrica e sulle prestazioni di isolamento della piastra. Con il tempo ciò può portare alla formazione di un percorso conduttivo tra la piastra e le altre parti del circuito, provocando un cortocircuito. Fondamentale è anche la manutenzione regolare da parte di una persona dedicata. Senza un'ispezione e una manutenzione regolari, potenziali problemi nel circuito potrebbero non essere scoperti in tempo, come collegamenti allentati, invecchiamento dei componenti, ecc., che possono aumentare il rischio di cortocircuiti.
Quando si verifica un cortocircuito, la corrente nel circuito aumenta improvvisamente. Secondo la legge di Ohm ( , dove è la corrente, è la tensione e è la resistenza), quando la resistenza nella parte in cortocircuito diminuisce bruscamente, la corrente aumenterà in modo significativo. Questo improvviso aumento di corrente può causare il surriscaldamento dei fili e dei componenti del circuito e, se il calore non può essere dissipato in tempo, si trasferirà al corpo del paziente attraverso gli elettrodi, provocando ustioni.
Scintille a bassa frequenza
Le scintille a bassa frequenza sono causate principalmente da due situazioni comuni. Uno è quando il cavo coltello-testa è rotto. Si suppone che la corrente ad alta frequenza nell'apparecchio elettrochirurgico fluisca stabilmente attraverso il cavo intatto fino alla testa del coltello. Tuttavia, quando il cavo si rompe, il percorso della corrente viene interrotto. All'estremità rotta del cavo la corrente cerca di trovare un nuovo percorso che porta alla formazione di scintille. Queste scintille generano correnti a bassa frequenza.
L'altra situazione è quando l'unità elettrochirurgica viene utilizzata troppo frequentemente. Ad esempio, se il chirurgo avvia e arresta rapidamente l'unità elettrochirurgica, ad esempio facendo clic ripetutamente sul pulsante di attivazione in un breve periodo, ogni attivazione e disattivazione può causare la generazione di una piccola scintilla. Sebbene ogni scintilla possa sembrare piccola, se accumulata nel tempo può causare un certo grado di bruciatura a bassa frequenza.
Il danno delle scintille a bassa frequenza è significativo. A differenza delle ustioni indotte dalla corrente ad alta frequenza che di solito si verificano in superficie, le ustioni indotte dalla corrente a bassa frequenza possono essere più pericolose in quanto possono colpire gli organi interni. Ad esempio, quando la corrente a bassa frequenza entra nel corpo attraverso un cavo rotto o scintille indotte da un funzionamento frequente, può influenzare direttamente il cuore. Il cuore è molto sensibile ai segnali elettrici e correnti anomale a bassa frequenza possono interferire con il normale sistema di conduzione elettrica del cuore, provocando aritmie e, nei casi più gravi, arresto cardiaco.
Contatto con liquidi infiammabili
Nell'ambiente della sala operatoria sono spesso presenti alcuni liquidi infiammabili utilizzati per la disinfezione, come la tintura di iodio e l'alcol. Gli apparecchi elettrochirurgici ad alta frequenza generano scintille durante il funzionamento. Quando queste scintille entrano in contatto con liquidi infiammabili, può verificarsi una reazione di combustione.
L'alcol, ad esempio, ha un punto di infiammabilità basso. Quando la garza disinfettante imbevuta di alcol viene lasciata con troppo alcol e bagna il telo disinfettante o c'è eccessivo alcol residuo nell'area operativa e l'unità elettrochirurgica viene attivata per produrre scintille, il vapore di alcol nell'aria può incendiarsi. Una volta acceso, l'incendio può propagarsi rapidamente, provocando non solo ustioni alla pelle del paziente ma mettendo a repentaglio la sicurezza dell'intera sala operatoria. Il processo di combustione può essere descritto dalla formula di reazione chimica della combustione dell'alcol: . Durante questo processo viene rilasciata una grande quantità di calore che può causare gravi ustioni ai tessuti circostanti e causare danni agli strumenti chirurgici e alle strutture della sala operatoria.
Misure di prevenzione
Precauzioni relative al paziente
Prima che il paziente entri in sala operatoria, è necessario effettuare una valutazione preoperatoria completa. Innanzitutto, tutti gli oggetti metallici sul paziente, come gioielli (collane, anelli, orecchini), occhiali con montatura in metallo e qualsiasi accessorio contenente metallo, devono essere rimossi. Questi oggetti metallici possono fungere da conduttori nel campo elettromagnetico ad alta frequenza generato dall'unità elettrochirurgica, portando alla generazione di correnti indotte e potenziali ustioni, come descritto nella sezione sulle ustioni da radiazioni ad alta frequenza.
Durante l'intervento è fondamentale garantire che il corpo del paziente non venga a contatto con parti metalliche del tavolo operatorio o altre apparecchiature a base metallica. Se il paziente ha una storia di impianti metallici, come articolazioni artificiali, placche metalliche per la fissazione di fratture o impianti dentali, l'équipe chirurgica deve essere a conoscenza della loro posizione. In questi casi si può prendere in considerazione l’utilizzo di un’unità elettrochirurgica bipolare anziché unipolare. Le unità elettrochirurgiche bipolari hanno un circuito di corrente più piccolo, che può ridurre il rischio che la corrente passi attraverso l'impianto metallico e causi ustioni. Ad esempio, negli interventi ortopedici in cui sono presenti impianti metallici nel corpo del paziente, l'uso dell'elettrochirurgia bipolare può ridurre al minimo il danno potenziale causato dalla corrente ad alta frequenza che interagisce con il metallo.
Precauzioni relative alla piastra degli elettrodi
La selezione della piastra dell'elettrodo appropriata è il primo passo. Diversi tipi di piastre per elettrodi hanno le proprie caratteristiche. Per i pazienti adulti è necessario scegliere una piastra elettrodica di dimensioni adulte, mentre per bambini e neonati sono necessarie piastre di dimensioni pediatriche corrispondenti. La dimensione della piastra dell'elettrodo dovrebbe essere sufficiente a garantire che la densità di corrente nell'area della piastra rientri nell'intervallo di sicurezza (inferiore a ). Le piastre degli elettrodi avvolte in adesivo monouso sono preferite per la loro buona aderenza e forte adesione. Prima dell'utilizzo è tuttavia necessario verificare attentamente l'integrità del gel conduttivo presente sulla piastra, assicurandosi che non siano presenti crepe, zone secche o impurità. È severamente vietato l'uso delle piastre degli elettrodi scadute, poiché le loro proprietà conduttive e adesive potrebbero essersi deteriorate.
Anche il corretto posizionamento della piastra degli elettrodi è di grande importanza. La placca deve essere posizionata su un'area ricca di muscoli e priva di peli, come la coscia, i glutei o la parte superiore del braccio. È necessario evitare di posizionarlo su prominenze ossee, articolazioni, cicatrici o zone con peli eccessivi. Ad esempio, se la placca è posizionata su una prominenza ossea come il gomito o il ginocchio, l’area di contatto potrebbe essere irregolare e la pressione in questo punto è relativamente elevata. Secondo il principio della densità di corrente ( , dove è la densità di corrente, è la corrente e è l'area), un'area di contatto più piccola porterà ad una densità di corrente più elevata, aumentando il rischio di ustioni. Inoltre, la placca deve essere posizionata il più vicino possibile al sito chirurgico per ridurre la lunghezza del percorso della corrente all'interno del corpo del paziente, ma allo stesso tempo deve essere ad almeno 15 cm di distanza dall'incisione chirurgica per evitare interferenze con l'operazione chirurgica.
Precauzioni relative all'apparecchiatura e al funzionamento
Ispezione dell'attrezzatura
Prima dell'intervento è necessario effettuare un'ispezione dettagliata dell'unità elettrochirurgica ad alta frequenza e delle linee ad essa associate. Controllare lo strato isolante esterno del cavo per eventuali segni di danni, come crepe, tagli o abrasioni. Se lo strato isolante è danneggiato, i cavi interni potrebbero essere esposti, aumentando il rischio di cortocircuiti e ustioni. Ad esempio, un cavo che è stato piegato troppo spesso o che è stato schiacciato da oggetti pesanti potrebbe avere uno strato isolante danneggiato. Inoltre, testare la funzionalità dell'unità elettrochirurgica eseguendo una funzione di autotest, se disponibile. Ciò può aiutare a rilevare potenziali problemi nel generatore, nel pannello di controllo e in altri componenti.
Durante il funzionamento, controllare periodicamente l'apparecchiatura per eventuali suoni anomali, vibrazioni o generazione di calore. Suoni anomali possono indicare problemi meccanici nel dispositivo, mentre un'eccessiva generazione di calore può essere un segno di sovracorrente o di guasto di un componente. Ad esempio, se l'unità elettrochirurgica emette un suono sibilante acuto durante il funzionamento, potrebbe essere un segno di un malfunzionamento della ventola nel sistema di raffreddamento, che potrebbe portare al surriscaldamento del dispositivo e potenziali ustioni al paziente.
Dopo l'operazione pulire e disinfettare l'attrezzatura secondo le istruzioni del produttore. Ispezionare nuovamente l'apparecchiatura per assicurarsi che non vi siano danni causati durante l'operazione. Verificare la presenza di eventuali residui di sangue, tessuto o altri contaminanti sugli elettrodi e sui cavi, poiché queste sostanze possono compromettere le prestazioni e la sicurezza dell'apparecchiatura se non rimosse in modo tempestivo.
Specifiche di funzionamento
Gli operatori delle unità elettrochirurgiche ad alta frequenza devono essere ben addestrati e avere familiarità con le procedure operative. Quando si imposta la potenza dell'unità elettrochirurgica, iniziare con una potenza bassa e aumentarla gradualmente in base alle effettive esigenze dell'intervento. Ad esempio, in un intervento chirurgico minore, un'impostazione di potenza inferiore può essere sufficiente per il taglio dei tessuti e l'emostasi. Impostazioni di potenza inutilmente elevate possono causare un'eccessiva generazione di calore, con conseguenti danni ai tessuti più gravi e un aumento del rischio di ustioni.
Durante l'operazione, l'elettrodo attivo (coltello - testa) deve essere tenuto saldamente per garantire un taglio e una coagulazione accurati. Evitare di posizionare l'elettrodo attivo a contatto con tessuti non bersaglio quando non è in uso. Ad esempio, quando il chirurgo deve interrompere temporaneamente l'operazione, la testa del coltello deve essere collocata in una posizione sicura, come in un supporto speciale, piuttosto che lasciata sul telo chirurgico dove potrebbe toccare accidentalmente il corpo del paziente e causare ustioni.
Considerazioni ambientali
L'ambiente della sala operatoria svolge un ruolo fondamentale nella prevenzione delle ustioni causate da apparecchi elettrochirurgici ad alta frequenza. Innanzitutto, assicurarsi che nella sala operatoria non siano presenti gas o liquidi infiammabili. Sostanze infiammabili come disinfettanti a base alcolica, etere (sebbene meno comunemente utilizzato nell'anestesia moderna) e alcuni gas anestetici volatili possono accendersi a contatto con le scintille generate dall'unità elettrochirurgica. Prima di utilizzare l’unità elettrochirurgica, assicurarsi che l’area operativa sia asciutta e che eventuali disinfettanti infiammabili siano completamente evaporati.
Controllare la concentrazione di ossigeno nella sala operatoria. Gli ambienti ad alta concentrazione di ossigeno aumentano il rischio di incendio. Nelle aree in cui viene utilizzata l'unità elettrochirurgica, soprattutto in prossimità delle vie aeree del paziente, la concentrazione di ossigeno deve essere mantenuta a un livello sicuro. Ad esempio, quando si eseguono interventi chirurgici nella cavità orale o nasale, è necessario prestare particolare attenzione per garantire che la portata del flusso di ossigeno sia regolata correttamente e che non vi siano perdite di ossigeno ad alta concentrazione vicino al sito chirurgico in cui viene utilizzata l'unità elettrochirurgica.
Conclusione
In conclusione, le unità elettrochirurgiche ad alta frequenza sono strumenti essenziali e potenti nelle moderne procedure chirurgiche, ma non si può trascurare il rischio di ustioni durante il loro utilizzo.
Per prevenire queste ustioni, è necessario adottare una serie di misure globali. Il personale medico, gli operatori delle apparecchiature chirurgiche e tutti coloro che sono coinvolti nelle procedure chirurgiche devono avere una profonda conoscenza di queste cause di ustione e delle misure preventive. Seguendo rigorosamente le strategie preventive, l'incidenza delle ustioni causate dagli apparecchi elettrochirurgici ad alta frequenza può essere ridotta significativamente. Ciò non solo garantisce la sicurezza dei pazienti durante l’intervento chirurgico, ma contribuisce anche al regolare svolgimento delle procedure chirurgiche, migliorando la qualità complessiva e l’efficacia dei trattamenti chirurgici. In futuro, si prevede che la ricerca continua e il miglioramento nella progettazione e nell'uso delle unità elettrochirurgiche ad alta frequenza miglioreranno ulteriormente la sicurezza chirurgica e i risultati per i pazienti.
