Введение
В современных хирургических вмешательствах незаменимым инструментом стал высокочастотный электрохирургический аппарат (ВЧЭСУ). Его применение охватывает широкий спектр хирургических областей: от общей хирургии до узкоспециализированной микрохирургии. Генерируя высокочастотные электрические токи, он может эффективно разрезать ткани, коагулировать кровеносные сосуды для остановки кровотечения и даже выполнять процедуры абляции. Это не только значительно сокращает время операции, но и повышает точность операции, давая больше надежды на выздоровление пациентов.
Однако вместе с его широким применением постепенно возникла проблема ожогов, вызванных высокочастотными электрохирургическими аппаратами. Эти ожоги могут варьироваться от легкого повреждения тканей до тяжелых травм, которые могут привести к долгосрочным осложнениям для пациентов, таким как инфекции, рубцы, а в тяжелых случаях - к повреждению органов. Возникновение этих ожогов не только увеличивает боль пациента и продолжительность госпитализации, но также представляет потенциальный риск для успеха операции.
Поэтому большое значение имеет изучение распространенных причин ожогов при использовании высокочастотных электрохирургических установок и соответствующих мер профилактики. Целью данной статьи является предоставление всестороннего понимания этого вопроса медицинскому персоналу, операторам хирургического оборудования и всем, кто интересуется хирургической безопасностью, чтобы снизить частоту таких ожогов и обеспечить безопасность и эффективность хирургических процедур.
Принцип работы высокочастотного электрохирургического аппарата
Высокочастотный электрохирургический аппарат работает по принципу преобразования электрической энергии в тепловую. Основной механизм предполагает использование высокочастотного переменного тока (обычно в диапазоне от 300 кГц до 3 МГц), который намного превышает диапазон частот, который может стимулировать нервные и мышечные клетки (частота реакции нервов и мышц человеческого тела обычно ниже 1000 Гц). Эта высокочастотная характеристика гарантирует, что электрический ток, используемый электрохирургическим аппаратом, может нагревать и разрезать ткани, не вызывая мышечных сокращений или стимуляции нервов, что является распространенной проблемой при использовании низкочастотных электрических токов.
При активации высокочастотного электрохирургического аппарата устанавливается электрическая цепь. Генератор электрохирургического аппарата вырабатывает электрический ток высокой частоты. Затем этот ток проходит по кабелю к активному электроду, который является частью хирургического инструмента, непосредственно контактирующей с тканью во время операции. Активный электрод имеет различную форму в зависимости от хирургических потребностей, например, электрод в форме лезвия для резки или электрод в форме шара для коагуляции.
Как только ток достигает активного электрода, он сталкивается с тканью. Ткани человеческого тела обладают определенным электрическим сопротивлением. Согласно закону Джоуля ( , где – выделяемое тепло, – ток, – сопротивление, – время), при прохождении высокочастотного тока через ткань с сопротивлением электрическая энергия преобразуется в тепловую энергию. Температура в месте контакта активного электрода с тканью быстро повышается.
При выполнении функции резки высокая температура, создаваемая на кончике активного электрода (обычно достигающая температуры около 300–1000 °C), испаряет клетки ткани за очень короткое время. Вода внутри клеток превращается в пар, в результате чего клетки лопаются и отделяются друг от друга, таким образом достигается эффект разрезания тканей. Этот процесс отличается высокой точностью, и его можно контролировать, регулируя мощность и частоту электрохирургического аппарата, а также скорость движения активного электрода.
Что касается функции гемостаза, то обычно используется более низкая мощность по сравнению с режимом резки. Когда активный электрод касается кровоточащих кровеносных сосудов, выделяющееся тепло коагулирует белки в крови и окружающих тканях. В результате коагуляции образуется сгусток, который блокирует кровеносный сосуд, останавливая кровотечение. Процесс коагуляции также связан со способностью ткани поглощать тепло. Разные ткани имеют разное электрическое сопротивление и способность теплопоглощения, что необходимо учитывать во время операции, чтобы обеспечить эффективный гемостаз без чрезмерного повреждения окружающих нормальных тканей.
Таким образом, высокочастотный электрохирургический аппарат использует тепловой эффект, создаваемый высокочастотным электрическим током, проходящим через ткани с сопротивлением, для выполнения разреза тканей и гемостаза, что является фундаментальной и важной технологией в современных хирургических процедурах.
Распространенные причины ожогов
Пластина, связанная с ожогами
Ожоги пластинами являются одним из распространенных видов ожогов, вызванных высокочастотными электрохирургическими аппаратами. Основной причиной такого рода ожогов является чрезмерная плотность тока в зоне пластины. По нормам безопасности плотность тока на пластине должна быть менее . При расчете на основе максимальной мощности и работе с номинальной нагрузкой минимальная площадь пластины равна , что является нижним предельным значением площади пластины. Если фактическая площадь контакта между пластиной и пациентом меньше этого значения, возникает риск ожога пластины.
Существует несколько факторов, которые могут привести к уменьшению эффективной площади контакта между пластиной и пациентом. Например, имеет значение тип электродной пластины. Металлические электродные пластины твердые и имеют плохую податливость. Во время операции они опираются на вес тела пациента, чтобы прижать пластину. При движении пациента сложно обеспечить эффективную площадь контакта пластины, возможны ожоги. Перед использованием пластин с проводящими гелевыми электродами необходимо нанести проводящую пасту. Когда проводящий гель на отрицательной пластине высыхает или попадает на влажный участок кожи, он также может обжечь пациента. Хотя одноразовые электродные пластины с клейкой оберткой обладают хорошей податливостью и прочной адгезией, что может обеспечить площадь контакта во время операции, неправильное использование, такое как повторное использование или истечение срока годности, все равно может привести к проблемам. Повторное использование может привести к загрязнению пластины скопившейся перхотью, волосами и жиром, что приведет к ухудшению проводимости. Пластины с истекшим сроком годности могут иметь пониженные адгезионные и проводящие свойства, что увеличивает риск ожогов.
Кроме того, на площадь контакта влияет и место размещения пластины. Если пластину разместить на участке тела с чрезмерным количеством волос, волосы могут действовать как изолятор, увеличивая импеданс и плотность тока в области пластины, препятствуя нормальному проведению тока, создавая явление разряда и потенциально приводя к термическим ожогам. Размещение пластины на костном выступе, суставе, рубце или других участках, где трудно обеспечить большую и равномерную площадь контакта, также может вызвать проблемы. Костные выступы затрудняют обеспечение достаточной площади контакта и влияют на равномерность контакта. Давление на костном выступе относительно велико, а плотность проходящего через него тока относительно велика, что увеличивает риск ожогов.
Ожоги, не связанные с пластинами
Высокочастотное излучение
Ожоги высокочастотного излучения возникают при переноске или контакте больного с металлическими предметами во время операции. Высокочастотные электрохирургические аппараты во время работы генерируют сильные высокочастотные электромагнитные поля. Когда металлический предмет находится в этом электромагнитном поле, возникает электромагнитная индукция. Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея ( , где – наведенная электродвижущая сила, – число витков катушки, – скорость изменения магнитного потока) в металлическом предмете возникает наведенный ток. Этот индуцированный ток может вызвать локальный нагрев металлического предмета и окружающих тканей.
Например, если пациент во время операции носит металлическое ожерелье или кольцо или если металлический хирургический инструмент случайно касается тела пациента, между металлическим предметом и телом пациента образуется замкнутая цепь. По этой цепи течет высокочастотный ток в электромагнитном поле, и из-за сравнительно небольшой площади поперечного сечения места контакта металлического предмета с тканью плотность тока в этой точке очень велика. Согласно закону Джоуля ( ), за короткое время выделяется большое количество тепла, что может вызвать сильные ожоги тканей пациента.
Короткое замыкание
Короткие замыкания также могут привести к ожогам при использовании высокочастотных электрохирургических аппаратов. Если перед использованием устройства оператор не проверит исправность каждой линии, могут возникнуть проблемы. Например, внешний изоляционный слой кабеля может быть поврежден в результате длительного использования, неправильного хранения или внешних сил, обнажающих внутренние провода. Когда оголенные провода соприкасаются друг с другом или с другими токопроводящими объектами, происходит короткое замыкание.
Кроме того, если при использовании твердой пластины не удалить поверхностные органические вещества вовремя, это может повлиять на электропроводность и изоляционные характеристики пластины. Со временем это может привести к образованию токопроводящей дорожки между пластиной и другими частями схемы, вызывающей короткое замыкание. Регулярное обслуживание, выполняемое специально обученным человеком, также имеет решающее значение. Без регулярного осмотра и технического обслуживания потенциальные проблемы в цепи могут быть не обнаружены вовремя, например, ослабление соединений, старение компонентов и т. д., что может увеличить риск коротких замыканий.
При возникновении короткого замыкания ток в цепи резко возрастает. По закону Ома ( , где – ток, – напряжение, – сопротивление), при резком уменьшении сопротивления в части короткого замыкания ток значительно возрастет. Такое внезапное увеличение тока может вызвать перегрев проводов и компонентов схемы, и если тепло не удастся вовремя рассеять, оно перейдет в тело пациента через электроды, что приведет к ожогам.
Низкочастотные искры
Низкочастотные искры возникают в основном в двух распространенных ситуациях. Во-первых, когда трос нож-головка сломан. Ток высокой частоты в электрохирургическом аппарате должен стабильно протекать по неповреждённому кабелю к ножевой головке. Однако при разрыве кабеля путь тока нарушается. На оборванном конце кабеля ток пытается найти новый путь, что приводит к образованию искр. Эти искры генерируют токи низкой частоты.
Другая ситуация возникает, когда электрохирургический аппарат используется слишком часто. Например, если хирург быстро запускает и останавливает электрохирургический аппарат, например, неоднократно нажимая кнопку активации в течение короткого периода времени, каждое включение и выключение может вызвать возникновение небольшой искры. Хотя каждая искра может показаться маленькой, но, накапливаясь с течением времени, она может вызвать определенную степень низкочастотного ожога.
Вред низкочастотных искр значителен. В отличие от ожогов, вызванных током высокой частоты, которые обычно возникают на поверхности, ожоги, вызванные током низкой частоты, могут быть более опасными, поскольку они могут поражать внутренние органы. Например, когда низкочастотный ток попадает в организм через обрыв кабеля или частую эксплуатацию - индуцированные искры, это может напрямую повлиять на сердце. Сердце очень чувствительно к электрическим сигналам, а аномальные низкочастотные токи могут нарушать нормальную систему электропроводности сердца, приводя к аритмиям, а в тяжелых случаях — к остановке сердца.
Контакт с легковоспламеняющимися жидкостями
В операционной комнате для дезинфекции часто используются легковоспламеняющиеся жидкости, такие как настойка йода и спирт. Высокочастотные электрохирургические аппараты во время работы генерируют искры. При контакте этих искр с легковоспламеняющимися жидкостями может возникнуть реакция горения.
Например, алкоголь имеет низкую температуру вспышки. Если в пропитанной спиртом дезинфицирующей марле осталось слишком много спирта, и она смачивает дезинфекционную салфетку или в рабочей зоне слишком много остаточного спирта, а электрохирургический аппарат активируется для образования искр, пары спирта в воздухе могут воспламениться. После возгорания огонь может быстро распространиться, вызывая не только ожоги кожи пациента, но и ставя под угрозу безопасность всей операционной. Процесс горения можно описать формулой химической реакции горения спирта: . Во время этого процесса выделяется большое количество тепла, что может вызвать серьезные ожоги окружающих тканей, а также привести к повреждению хирургических инструментов и оборудования операционной.
Меры профилактики
Меры предосторожности, связанные с пациентом
Прежде чем пациент попадет в операционную, необходимо провести комплексное предоперационное обследование. Во-первых, необходимо снять с пациента все металлические предметы, такие как украшения (ожерелья, кольца, серьги), очки в металлической оправе и любые металлические аксессуары. Эти металлические предметы могут действовать как проводники высокочастотного электромагнитного поля, генерируемого электрохирургическим аппаратом, что приводит к образованию наведенных токов и возможным ожогам, как описано в разделе об ожогах высокочастотным излучением.
Во время операции крайне важно следить за тем, чтобы тело пациента не соприкасалось с металлическими частями операционного стола или другого металлического оборудования. Если у пациента в анамнезе были металлические имплантаты, такие как искусственные суставы, металлические пластины для фиксации переломов или зубные имплантаты, хирургическая бригада должна знать их местонахождение. В таких случаях можно рассмотреть возможность использования биполярного электрохирургического аппарата вместо униполярного. Биполярные электрохирургические аппараты имеют меньшую токовую петлю, что позволяет снизить риск прохождения тока через металлический имплантат и возникновения ожогов. Например, в ортопедических операциях, где в организме пациента имеются металлические имплантаты, использование биполярной электрохирургии позволяет минимизировать потенциальный вред, причиняемый высокочастотным током, взаимодействующим с металлом.
Меры предосторожности, связанные с электродной пластиной
Выбор подходящей электродной пластины – это первый шаг. Различные типы электродных пластин имеют свои особенности. Для взрослых пациентов следует выбирать электродную пластину взрослого размера, а для детей и младенцев требуются соответствующие пластины педиатрического размера. Размер электродной пластины должен быть достаточным для обеспечения того, чтобы плотность тока на площади пластины находилась в безопасном диапазоне (менее ). Предпочтительны одноразовые электродные пластины с клейкой оберткой из-за их хорошей податливости и прочной адгезии. Однако перед использованием необходимо тщательно проверить целостность токопроводящего геля на пластине, убедиться в отсутствии трещин, пересохших участков и загрязнений. Категорически запрещается использовать электродные пластины с истекшим сроком годности, так как могут ухудшиться их проводящие и клеящие свойства.
Большое значение также имеет правильное размещение электродной пластины. Пластину следует размещать на богатых мышцами и свободных от волос участках, таких как бедро, ягодицы или плечо. Необходимо избегать размещения его на выступах костей, суставах, шрамах или участках с чрезмерным оволосением. Например, если пластина размещена на костном выступе, таком как локоть или колено, область контакта может быть неравномерной, а давление в этой точке будет относительно высоким. Согласно принципу плотности тока ( , где – плотность тока, – ток, – площадь), меньшая площадь контакта приведет к большей плотности тока, увеличивая риск ожогов. Кроме того, пластину следует располагать как можно ближе к операционному полю, чтобы уменьшить длину пути тока внутри тела пациента, но в то же время она должна находиться на расстоянии не менее 15 см от хирургического разреза во избежание помех хирургической операции.
Меры предосторожности, связанные с оборудованием и эксплуатацией
Проверка оборудования
Перед операцией следует провести детальный осмотр высокочастотного электрохирургического аппарата и связанных с ним линий. Проверьте внешний изоляционный слой кабеля на наличие каких-либо признаков повреждения, таких как трещины, порезы или потертости. Если изоляционный слой поврежден, внутренние провода могут оголиться, что увеличивает риск короткого замыкания и ожогов. Например, кабель, который слишком часто сгибался или сжимался тяжелыми предметами, может иметь поврежденный изоляционный слой. Кроме того, проверьте работоспособность электрохирургического аппарата, запустив функцию самотестирования, если она доступна. Это может помочь обнаружить потенциальные проблемы в генераторе, панели управления и других компонентах.
Во время работы периодически проверяйте оборудование на наличие посторонних звуков, вибраций или выделения тепла. Необычные звуки могут указывать на механические проблемы в устройстве, а чрезмерное выделение тепла может быть признаком перегрузки по току или неисправности компонента. Например, если электрохирургический аппарат во время работы издает пронзительный воющий звук, это может быть признаком неисправности вентилятора в системе охлаждения, что может привести к перегреву аппарата и возможным ожогам пациента.
После операции очистите и продезинфицируйте оборудование в соответствии с инструкциями производителя. Еще раз осмотрите оборудование, чтобы убедиться в отсутствии повреждений, причиненных во время работы. Проверьте наличие остатков крови, тканей и других загрязнений на электродах и кабелях, поскольку эти вещества могут повлиять на работу и безопасность оборудования, если их не удалить своевременно.
Технические характеристики эксплуатации
Операторы высокочастотных электрохирургических аппаратов должны быть хорошо обучены и знакомы с процедурами работы. При настройке мощности электрохирургического аппарата начните с низкой мощности и постепенно увеличивайте ее в соответствии с фактическими потребностями операции. Например, при небольшой хирургической процедуре более низкой мощности может быть достаточно для разрезания тканей и гемостаза. Неоправданно высокие настройки мощности могут вызвать чрезмерное выделение тепла, что приведет к более серьезному повреждению тканей и повышенному риску ожогов.
Во время операции активный электрод (нож – головка) следует держать устойчиво, чтобы обеспечить точное разрезание и коагуляцию. Избегайте контакта активного электрода с нецелевыми тканями, когда он не используется. Например, когда хирургу необходимо временно прекратить операцию, головку ножа следует поместить в безопасное положение, например, в специальный держатель, а не оставлять на хирургической простыне, где она может случайно коснуться тела пациента и вызвать ожоги.
Экологические соображения
Условия в операционной играют жизненно важную роль в предотвращении ожогов, вызванных высокочастотными электрохирургическими аппаратами. Во-первых, убедитесь, что в операционной нет легковоспламеняющихся газов или жидкостей. Легковоспламеняющиеся вещества, такие как дезинфицирующие средства на спиртовой основе, эфир (хотя он реже используется в современной анестезии) и некоторые летучие анестезирующие газы, могут воспламениться при контакте с искрами, генерируемыми электрохирургическим аппаратом. Перед использованием электрохирургического аппарата убедитесь, что рабочая зона сухая и все легковоспламеняющиеся дезинфицирующие средства полностью испарились.
Контролируйте концентрацию кислорода в операционной. Среда с высокой концентрацией кислорода увеличивает риск возгорания. В зонах использования электрохирургического аппарата, особенно вблизи дыхательных путей пациента, концентрация кислорода должна поддерживаться на безопасном уровне. Например, при выполнении операций в полости рта или носа следует проявлять особую осторожность, чтобы обеспечить правильную регулировку скорости потока кислорода и отсутствие утечек кислорода высокой концентрации вблизи места хирургического вмешательства, где используется электрохирургический аппарат.
Заключение
В заключение отметим, что высокочастотные электрохирургические аппараты являются важными и мощными инструментами в современных хирургических процедурах, но нельзя упускать из виду возможность ожогов во время их использования.
Чтобы предотвратить эти ожоги, необходимо принять ряд комплексных мер. Медицинский персонал, операторы хирургического оборудования и все, кто участвует в хирургических процедурах, должны иметь глубокое понимание причин ожогов и мер профилактики. Строго соблюдая профилактические меры, можно значительно снизить частоту ожогов, вызванных высокочастотными электрохирургическими аппаратами. Это не только обеспечивает безопасность пациентов во время операции, но и способствует плавному протеканию хирургических процедур, повышая общее качество и эффективность хирургического лечения. Ожидается, что в будущем непрерывные исследования и совершенствование конструкции и использования высокочастотных электрохирургических устройств еще больше повысят хирургическую безопасность и результаты лечения пациентов.
