вступ
У сучасних хірургічних процедурах високочастотний електрохірургічний апарат (HFESU) став незамінним інструментом. Його застосування охоплює широкий діапазон хірургічних областей, від загальної хірургії до високоспеціалізованої мікрохірургії. Завдяки генеруванню високочастотних електричних струмів він може ефективно розрізати тканини, коагулювати кровоносні судини, щоб зупинити кровотечу, і навіть виконувати процедури абляції. Це не тільки значно скорочує час операції, але й підвищує точність операції, дає більше надії на одужання пацієнтів.
Однак, разом з його широким використанням, поступово виникла проблема опіків високочастотних електрохірургічних установок. Ці опіки можуть варіюватися від легкого пошкодження тканин до важких травм, які можуть призвести до довготривалих ускладнень для пацієнтів, таких як інфекції, рубці, а у важких випадках – пошкодження органів. Виникнення цих опіків не тільки посилює біль пацієнта та тривалість госпіталізації, але й створює потенційний ризик для успіху операції.
Тому дуже важливо вивчити загальні причини опіків при використанні високочастотних електрохірургічних установок і відповідні профілактичні заходи. Ця стаття має на меті забезпечити повне розуміння цього питання для медичного персоналу, операторів хірургічного обладнання та тих, хто зацікавлений у хірургічній безпеці, щоб зменшити частоту таких опіків і забезпечити безпеку та ефективність хірургічних процедур.
Принцип роботи високочастотної електрохірургічної установки
Електрохірургічний високочастотний апарат працює за принципом перетворення електричної енергії в теплову. Основний механізм передбачає використання змінного струму високої частоти (зазвичай у діапазоні від 300 кГц до 3 МГц), який значно перевищує частотний діапазон, який може стимулювати нервові та м’язові клітини (частота нервової та м’язової відповіді людського тіла зазвичай нижче 1000 Гц). Ця високочастотна характеристика гарантує, що електричний струм, який використовується електрохірургічним апаратом, може нагрівати та розрізати тканини, не спричиняючи скорочення м’язів або нервової стимуляції, що є типовою проблемою для електричних струмів низької частоти.
При активації високочастотної електрохірургічної установки встановлюється електричне коло. Генератор в електрохірургічній установці виробляє електричний струм високої частоти. Потім цей струм проходить через кабель до активного електрода, який є частиною хірургічного інструменту, який безпосередньо контактує з тканиною під час операції. Активний електрод має різні форми залежно від хірургічних потреб, наприклад електрод у формі леза для різання або електрод у формі кулі для коагуляції.
Як тільки струм досягає активного електрода, він стикається з тканиною. Тканини в організмі людини мають певний електричний опір. Відповідно до закону Джоуля ( де – виділене тепло, – струм, – опір, – час), коли струм високої частоти проходить через тканину з опором, електрична енергія перетворюється на теплову. Температура в точці контакту між активним електродом і тканиною швидко підвищується.
Для функції різання висока температура, що створюється на кінчику активного електрода (зазвичай досягає температури близько 300–1000 °C), випаровує клітини тканини за дуже короткий час. Вода всередині клітин перетворюється на пару, в результаті чого клітини лопаються і відокремлюються одна від одної, таким чином досягаючи ефекту розрізання тканини. Цей процес є високоточним, і його можна контролювати, регулюючи потужність і частоту електрохірургічної установки, а також швидкість руху активного електрода.
Що стосується функції гемостазу, зазвичай використовується нижча потужність порівняно з режимом різання. Коли активний електрод торкається кровоточивих кровоносних судин, вироблене тепло коагулює білки в крові та навколишніх тканинах. Ця коагуляція утворює тромб, який блокує кровоносну судину, зупиняючи кровотечу. Процес коагуляції також пов'язаний зі здатністю тканин поглинати тепло. Різні тканини мають різний електричний опір і теплопоглинальну здатність, що необхідно враховувати під час операції, щоб забезпечити ефективний гемостаз без надмірного пошкодження навколишніх нормальних тканин.
Таким чином, високочастотний електрохірургічний апарат використовує тепловий ефект, створюваний високочастотним електричним струмом, що проходить через тканини з опором, для виконання розрізання тканини та гемостазу, що є фундаментальною та важливою технологією в сучасних хірургічних процедурах.
Поширені причини опіків
Пластина пов'язана з опіками
Опіки, пов’язані з пластиною, є одним із поширених типів опіків, спричинених високочастотними електрохірургічними установками. Основною причиною такого опіку є надмірна щільність струму в області пластини. Відповідно до стандартів безпеки, щільність струму на пластині повинна бути менше . При розрахунку на основі максимальної потужності та роботи під номінальним навантаженням мінімальна площа пластини становить , що є найменшим граничним значенням площі пластини. Якщо фактична площа контакту між пластиною та пацієнтом менша за це значення, виникне ризик опіків пластини.
Є кілька факторів, які можуть призвести до зменшення ефективної площі контакту між пластиною та пацієнтом. Наприклад, тип електродної пластини має значення. Металеві електродні пластини тверді та мають погану податливість. Під час операції вони спираються на вагу тіла пацієнта, щоб натиснути на пластину. Коли пацієнт рухається, важко забезпечити ефективну площу контакту пластини, і велика ймовірність опіків. Провідні гелеві електродні пластини потребують нанесення електропровідної пасти перед використанням. Коли провідний гель на негативній пластині висихає або наноситься на вологу ділянку шкіри, він також може обпалити пацієнта. Хоча одноразові клейкі обгорнуті електродні пластини мають хорошу податливість і міцну адгезію, що може забезпечити контактну площу під час операції, неправильне використання, наприклад повторне використання або закінчення терміну придатності, все одно може призвести до проблем. Повторне використання може призвести до забруднення пластини, накопичення лупи, волосся та жиру, що призведе до поганої електропровідності. Прострочені пластини можуть мати знижені адгезійні та електропровідні властивості, що підвищує ризик опіків.
Крім того, місце розташування пластини також впливає на площу контакту. Якщо пластину помістити на частину тіла з надмірною кількістю волосся, волосся може діяти як ізолятор, збільшуючи імпеданс і щільність струму в області пластини, перешкоджаючи нормальному проведенню струму, створюючи явище розряду та потенційно призводячи до термічних опіків. Розміщення пластини на кістковому виступі, суглобі, шрамі або інших ділянках, де важко забезпечити велику та рівномірну площу контакту, також може спричинити проблеми. Кісткові виступи важко забезпечити достатню площу контакту та впливають на рівномірність контакту. Тиск у місці виступу кістки відносно високий, а щільність струму, що проходить, відносно велика, що збільшує ризик опіків.
Опіки, не пов'язані з пластинами
Високочастотне випромінювання
Опіки високочастотним випромінюванням виникають при носінні або контакті кінцівок пацієнта з металевими предметами під час операції. Високочастотні електрохірургічні установки створюють сильні високочастотні електромагнітні поля під час роботи. Коли металевий предмет знаходиться в цьому електромагнітному полі, виникає електромагнітна індукція. Відповідно до закону електромагнітної індукції Фарадея ( , де – індукована електрорушійна сила, – кількість витків котушки, а – швидкість зміни магнітного потоку), у металевому об’єкті генерується індукційний струм. Цей індукований струм може спричинити локальне нагрівання металевого предмета та навколишньої тканини.
Наприклад, якщо пацієнт носить металеве намисто чи кільце під час операції, або якщо металевий хірургічний інструмент випадково торкається тіла пацієнта, між металевим предметом і тілом пацієнта утворюється замкнута петля. По цьому контуру протікає струм високої частоти в електромагнітному полі, і через відносно малу площу поперечного перерізу точки контакту між металевим предметом і тканиною щільність струму в цій точці дуже висока. Відповідно до закону Джоуля ( ) за короткий час виділяється велика кількість тепла, яке може спричинити сильні опіки тканин пацієнта.
Замикання Коротке замикання
Коротке замикання також може призвести до опіків під час використання високочастотних електрохірургічних установок. Якщо перед використанням пристрою оператор не перевірить, чи не пошкоджена кожна лінія, можуть виникнути проблеми. Наприклад, зовнішній ізоляційний шар кабелю може бути пошкоджений через тривале використання, неправильне зберігання або зовнішню силу, що оголює внутрішні дроти. Коли оголені дроти стикаються один з одним або з іншими струмопровідними предметами, виникає коротке замикання.
Крім того, під час використання твердої пластини, якщо поверхнева органічна речовина не видалена вчасно, це може вплинути на електропровідність та ізоляційні характеристики пластини. З часом це може призвести до утворення провідного шляху між пластиною та іншими частинами ланцюга, викликаючи коротке замикання. Регулярне обслуговування спеціалізованою особою також має вирішальне значення. Без регулярного огляду та технічного обслуговування потенційні проблеми в ланцюзі можуть бути не виявлені вчасно, наприклад, ослаблені з’єднання, старіння компонентів тощо, що може збільшити ризик короткого замикання.
Коли відбувається коротке замикання, струм у колі раптово зростає. Відповідно до закону Ома ( , де – сила струму, – напруга, – опір), коли опір у частині короткого замикання різко зменшується, сила струму значно зростає. Таке раптове збільшення струму може спричинити перегрів проводів і компонентів у ланцюзі, і якщо тепло не вдасться вчасно розсіяти, воно передасться тілу пацієнта через електроди, що призведе до опіків.
Низькочастотні іскри
Низькочастотні іскри в основному викликані двома поширеними ситуаціями. Одна з них - це коли зламаний трос ножа - головки. Струм високої частоти в електрохірургічному апараті повинен стабільно протікати по непошкодженому кабелю до головки ножа. Однак, коли кабель обривається, шлях струму порушується. На обірваному кінці кабелю струм намагається знайти новий шлях, що призводить до утворення іскор. Ці іскри генерують струми низької частоти.
Інша ситуація, коли електрохірургічний апарат працює занадто часто. Наприклад, якщо хірург швидко запускає та зупиняє електрохірургічну установку, як-от багаторазове натискання кнопки активації протягом короткого проміжку часу, кожне ввімкнення та вимикання може викликати невелику іскру. Хоча кожна іскра може здатися невеликою, коли вона накопичується з часом, вона може спричинити певний ступінь низькочастотного опіку.
Шкода низькочастотних іскор істотна. На відміну від опіків, викликаних струмом високої частоти, які зазвичай знаходяться на поверхні, опіки, викликані струмом низької частоти, можуть бути більш небезпечними, оскільки можуть вражати внутрішні органи. Наприклад, коли струм низької частоти потрапляє в організм через обірваний кабель або часті іскри, спричинені роботою, це може безпосередньо вплинути на серце. Серце дуже чутливе до електричних сигналів, і аномальні струми низької частоти можуть перешкоджати нормальній системі електричної провідності серця, що призводить до аритмій, а у важких випадках – до зупинки серця.
Контакт із легкозаймистими рідинами
В операційній часто є легкозаймисті рідини, які використовуються для дезінфекції, такі як настоянка йоду та спирт. Високочастотні електрохірургічні установки генерують іскри під час роботи. Коли ці іскри контактують із легкозаймистими рідинами, може виникнути реакція горіння.
Спирт, наприклад, має низьку температуру спалаху. Коли в просоченій спиртом дезінфекційній марлі залишилося занадто багато спирту, і він змочує дезінфекційну плівку, або в зоні операції є надмірна кількість залишків спирту, і електрохірургічний блок активується для утворення іскор, пари спирту в повітрі можуть спалахнути. Після спалаху вогонь може швидко поширюватися, викликаючи не тільки опіки шкіри пацієнта, але й загрожуючи безпеці всієї операційної. Процес горіння можна описати формулою хімічної реакції горіння спирту: . Під час цього процесу виділяється велика кількість тепла, що може спричинити серйозні опіки навколишніх тканин, а також може спричинити пошкодження хірургічних інструментів та обладнання операційної.
Заходи профілактики
Запобіжні заходи щодо пацієнта
Перед тим, як пацієнт потрапить в операційну, необхідно провести комплексне передопераційне обстеження. По-перше, всі металеві предмети на пацієнті, такі як прикраси (намиста, каблучки, сережки), окуляри в металевій оправі та будь-які аксесуари, що містять метал, повинні бути видалені. Ці металеві предмети можуть діяти як провідники у високочастотному електромагнітному полі, створюваному електрохірургічним апаратом, що призводить до генерації індукованих струмів і потенційних опіків, як описано в розділі про опіки високочастотним випромінюванням.
Під час операції важливо стежити, щоб тіло пацієнта не торкалося будь-яких металевих частин операційного столу або іншого металевого обладнання. Якщо в анамнезі пацієнта були встановлені металеві імплантати, такі як штучні суглоби, металеві пластини для фіксації переломів або зубні імплантати, хірургічна команда повинна знати про їх розташування. У таких випадках можна розглянути можливість використання біполярної електрохірургічної установки замість однополярної. Біполярні електрохірургічні установки мають меншу петлю струму, що може зменшити ризик проходження струму через металевий імплантат і спричинення опіків. Наприклад, в ортопедичних операціях, де в тілі пацієнта є металеві імплантати, використання біполярної електрохірургії може мінімізувати потенційну шкоду, спричинену високочастотним струмом, що взаємодіє з металом.
Запобіжні заходи, пов'язані з пластиною електрода
Першим кроком є вибір відповідної електродної пластини. Різні види електродних пластин мають свої особливості. Для дорослих пацієнтів слід вибрати електродну пластину дорослого розміру, тоді як для дітей і немовлят потрібні пластини відповідного педіатричного розміру. Розмір електродної пластини повинен бути достатнім для того, щоб густина струму на площі пластини була в межах безпечного діапазону (менше ). Одноразовий клей - обгорнуті електродні пластини є кращими через їх хорошу податливість і міцну адгезію. Однак перед використанням необхідно ретельно перевірити цілісність електропровідного гелю на пластині, переконавшись у відсутності тріщин, сухих ділянок або забруднень. Категорично забороняється використовувати прострочені електродні пластини, оскільки вони можуть погіршити електропровідні та адгезійні властивості.
Також велике значення має правильне розміщення електродної пластини. Пластинку слід розмістити на м’язовій ділянці без волосся, такій як стегно, сідниці або плече. Необхідно уникати розміщення його на кісткових виступах, суглобах, шрамах або ділянках із надмірним волоссям. Наприклад, якщо пластина розміщена на кістковому виступі, як лікоть або коліно, контактна площа може бути нерівною, і тиск у цій точці є відносно високим. Відповідно до принципу щільності струму ( , де – щільність струму, – струм і – площа), менша площа контакту призведе до більш високої щільності струму, збільшуючи ризик опіків. Крім того, пластина повинна бути розміщена якомога ближче до місця операції, щоб зменшити довжину шляху струму всередині тіла пацієнта, але в той же час вона повинна бути принаймні на 15 см від хірургічного розрізу, щоб уникнути перешкод хірургічній операції.
Запобіжні заходи щодо обладнання та експлуатації
Перевірка обладнання
Перед операцією слід провести детальний огляд високочастотної електрохірургічної установки та пов’язаних з нею ліній. Перевірте зовнішній ізоляційний шар кабелю на наявність ознак пошкодження, таких як тріщини, порізи або потертості. Якщо ізоляційний шар пошкоджено, внутрішні дроти можуть бути оголені, що збільшує ризик короткого замикання та опіків. Наприклад, кабель, який занадто часто згинався або був стиснутий важкими предметами, може мати пошкоджений ізоляційний шар. Крім того, перевірте функціональність електрохірургічної установки, запустивши функцію самотестування, якщо вона доступна. Це може допомогти виявити потенційні проблеми в генераторі, панелі керування та інших компонентах.
Під час роботи періодично перевіряйте обладнання на наявність будь-яких ненормальних звуків, вібрації чи виділення тепла. Ненормальні звуки можуть вказувати на механічні проблеми в пристрої, тоді як надмірне виділення тепла може бути ознакою перевантаження по струму або несправності компонента. Наприклад, якщо електрохірургічний апарат видає пронизливий звук під час роботи, це може бути ознакою несправності вентилятора в системі охолодження, що може призвести до перегріву пристрою та потенційних опіків пацієнта.
Після операції очистіть і продезінфікуйте обладнання відповідно до інструкцій виробника. Огляньте обладнання ще раз, щоб переконатися, що під час роботи немає пошкоджень. Перевірте, чи немає залишків крові, тканини чи інших забруднень на електродах і кабелях, оскільки ці речовини можуть вплинути на продуктивність і безпеку обладнання, якщо їх не видалити вчасно.
Специфікації роботи
Оператори високочастотних електрохірургічних установок повинні бути добре навчені та знайомі з операційними процедурами. Встановлюючи потужність електрохірургічної установки, починайте з низької потужності та поступово збільшуйте її відповідно до фактичних потреб операції. Наприклад, під час невеликої хірургічної процедури для розрізання тканини та гемостазу може бути достатньо нижчої потужності. Невиправдано високі налаштування потужності можуть спричинити надмірне виділення тепла, що призведе до серйознішого пошкодження тканин і підвищеного ризику опіків.
Під час операції активний електрод (ніж - головка) необхідно тримати стійко, щоб забезпечити точне розрізання і коагуляцію. Уникайте контакту активного електрода з нецільовими тканинами, коли він не використовується. Наприклад, коли хірургу потрібно тимчасово припинити операцію, головку ножа слід помістити в безпечне положення, наприклад, у спеціальний тримач, а не залишати на хірургічному покривалі, де він може випадково торкнутися тіла пацієнта та спричинити опіки.
Екологічні міркування
Середовище операційної відіграє важливу роль у запобіганні опікам, викликаним високочастотними електрохірургічними установками. По-перше, переконайтеся, що в операційній немає горючих газів або рідин. Легкозаймисті речовини, такі як дезінфікуючі засоби на спиртовій основі, ефір (хоча рідше використовується в сучасній анестезії) і деякі леткі анестетичні гази можуть спалахнути під час контакту з іскрами, які генерує електрохірургічний блок. Перед використанням електрохірургічної установки переконайтеся, що операційна зона суха і всі легкозаймисті дезінфікуючі засоби повністю випарувалися.
Контролювати концентрацію кисню в операційній. Середовище з високою концентрацією кисню збільшує ризик пожежі. У місцях, де використовується електрохірургічний апарат, особливо поблизу дихальних шляхів пацієнта, концентрація кисню повинна підтримуватися на безпечному рівні. Наприклад, під час виконання хірургічних операцій у ротовій або носовій порожнині слід особливо уважно стежити за тим, щоб швидкість потоку кисню була належним чином відрегульована та щоб не було витоку висококонцентрованого кисню поблизу місця операції, де використовується електрохірургічний блок.
Висновок
Підсумовуючи, високочастотні електрохірургічні установки є важливими та потужними інструментами в сучасних хірургічних процедурах, але не можна ігнорувати можливість опіків під час їх використання.
Щоб запобігти цим опікам, необхідно вжити комплексних заходів. Медичний персонал, оператори хірургічного обладнання та всі, хто бере участь у хірургічних процедурах, повинні мати глибоке розуміння цих причин опіків і профілактичних заходів. Суворо дотримуючись профілактичних стратегій, частоту опіків, спричинених високочастотними електрохірургічними установками, можна значно зменшити. Це не тільки забезпечує безпеку пацієнтів під час операції, але й сприяє плавному перебігу хірургічних процедур, покращуючи загальну якість та ефективність хірургічного лікування. Очікується, що в майбутньому постійні дослідження та вдосконалення дизайну та використання високочастотних електрохірургічних установок ще більше підвищать безпеку хірургічного втручання та результати для пацієнтів.
