Eletrocirurgia - Electrosurgery

Eletrocirurgia
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Um cirurgião usando um instrumento eletrocirúrgico monopolar de RF para coagular (e dessecar) o tecido na excisão de um lipoma
Malha D004598

Eletrocirurgia é a aplicação de uma polaridade alternada de alta frequência (radiofrequência), corrente elétrica ao tecido biológico como um meio de cortar, coagular , dessecar ou fulgurar o tecido. (Esses termos são usados ​​de maneiras específicas para esta metodologia - veja abaixo). Seus benefícios incluem a capacidade de fazer cortes precisos com perda limitada de sangue. Dispositivos eletrocirúrgicos são freqüentemente usados ​​durante operações cirúrgicas, ajudando a prevenir a perda de sangue em salas de cirurgia de hospitais ou em procedimentos ambulatoriais.

Em procedimentos eletrocirúrgicos, o tecido é aquecido por uma corrente elétrica . Embora dispositivos elétricos que criam uma sonda aquecida possam ser usados ​​para a cauterização de tecido em algumas aplicações, a eletrocirurgia se refere a um método diferente do eletrocautério . O eletrocautério usa a condução de calor de uma sonda aquecida a alta temperatura por uma corrente elétrica direta (muito semelhante a um ferro de solda). Isso pode ser realizado por corrente contínua de células secas em um dispositivo do tipo caneta-lanterna.

A eletrocirurgia, por outro lado, usa corrente alternada de radiofrequência (RF) para aquecer o tecido pela oscilação intracelular induzida por RF de moléculas ionizadas que resulta em uma elevação da temperatura intracelular. Quando a temperatura intracelular atinge 60 graus C, ocorre a morte celular instantânea. Se o tecido for aquecido a 60–99 graus C, ocorrem os processos simultâneos de dessecação do tecido (desidratação) e coagulação de proteínas. Se a temperatura intracelular atingir rapidamente 100 graus C, o conteúdo intracelular sofre uma conversão de líquido em gás, expansão volumétrica massiva e vaporização explosiva resultante.

Aplicado apropriadamente com pinça eletrocirúrgica, a dessecação e a coagulação resultam na oclusão dos vasos sanguíneos e na interrupção do sangramento. Embora o processo seja tecnicamente um processo de eletrocoagulação , o termo "eletrocauterização" é algumas vezes usado de maneira vaga, não técnica e incorreta para descrevê-lo. O processo de vaporização pode ser usado para remover alvos de tecido, ou, por extensão linear, usado para seccionar ou cortar tecido. Embora os processos de vaporização / corte e dessecação / coagulação sejam melhor realizados com formas de onda de voltagem relativamente baixa, contínuas ou quase contínuas, o processo de fulguração é realizado com formas de onda moduladas de voltagem relativamente alta. A fulguração é um tipo de coagulação superficial, normalmente criada por um arco de corrente modulada de alta voltagem para o tecido que é rapidamente desidratado e coagulado. A aplicação contínua de corrente a esse tecido de alta impedância resulta em aquecimento resistivo e na obtenção de temperaturas muito altas - o suficiente para causar a quebra das moléculas orgânicas em açúcares e até mesmo em carbono, daí as texturas escuras da carbonização do tecido.

Diatermia é usada por alguns como sinônimo de eletrocirurgia, mas em outros contextos diatermia significa aquecimento dielétrico , produzido pela rotação de dipolos moleculares em um campo eletromagnético de alta frequência. Este efeito é mais amplamente usado em fornos de microondas ou alguns dispositivos ablativos de tecido que operam em frequências gigahertz. Freqüências mais baixas, permitindo uma penetração mais profunda, são usadas em processos industriais.

A eletrocirurgia de RF é comumente usada em praticamente todas as disciplinas cirúrgicas, incluindo procedimentos cirúrgicos dermatológicos, ginecológicos, cardíacos, plásticos, oculares, da coluna, otorrinolaringológicos, maxilofaciais, ortopédicos, urológicos, neurológicos e cirúrgicos gerais, bem como certos procedimentos odontológicos.

A eletrocirurgia de RF é realizada usando um gerador eletrocirúrgico de RF (também conhecido como unidade eletrocirúrgica ou ESU) e uma peça de mão incluindo um ou dois eletrodos - um instrumento monopolar ou bipolar. Toda a eletrocirurgia de RF é bipolar, então a diferença entre os instrumentos monopolares e bipolares é que os instrumentos monopolares compreendem apenas um eletrodo, enquanto os instrumentos bipolares incluem os dois eletrodos em seu design.

O instrumento monopolar denominado "eletrodo ativo", quando energizado, requer a aplicação de outro instrumento monopolar denominado "eletrodo dispersivo" em outra parte do corpo do paciente que funciona para 'desfocar' ou dispersar a corrente de RF, evitando assim a lesão térmica do tecido subjacente. Este eletrodo dispersivo é freqüentemente e erroneamente chamado de "almofada de aterramento" ou "eletrodo neutro". No entanto, praticamente todos os sistemas eletrocirúrgicos de RF disponíveis atualmente são projetados para funcionar com circuitos isolados - o eletrodo dispersivo é conectado diretamente ao ESU, não ao "aterramento". A mesma corrente elétrica é transmitida através do eletrodo dispersivo e do eletrodo ativo, portanto, não é "neutro". O termo "eletrodo de retorno" também é tecnicamente incorreto, uma vez que as correntes elétricas alternadas se referem à polaridade alternada, uma circunstância que resulta em fluxo bidirecional em ambos os eletrodos no circuito.

Os instrumentos bipolares geralmente são projetados com dois eletrodos "ativos", como uma pinça para selar vasos sanguíneos. No entanto, o instrumento bipolar pode ser projetado de forma que um eletrodo seja dispersivo. A principal vantagem dos instrumentos bipolares é que a única parte do paciente incluída no circuito é aquela que fica entre os dois eletrodos, circunstância que elimina o risco de desvio de corrente e eventos adversos relacionados. No entanto, exceto para os dispositivos projetados para funcionar em fluido, é difícil vaporizar ou cortar o tecido com instrumentos bipolares.

Estimulação elétrica de células neurais e musculares

As células neurais e musculares são eletricamente excitáveis, ou seja, podem ser estimuladas por corrente elétrica. Em pacientes humanos, essa estimulação pode causar dor aguda, espasmos musculares e até parada cardíaca . A sensibilidade das células nervosas e musculares ao campo elétrico é devida aos canais iônicos dependentes de voltagem presentes em suas membranas celulares . O limiar de estimulação não varia muito em baixas frequências (o chamado nível constante de reobase ). No entanto, o limiar começa a aumentar com a diminuição da duração de um pulso (ou ciclo) quando cai abaixo de um mínimo característico (a chamada cronaxia ). Normalmente, a cronaxia das células neurais está na faixa de 0,1–10 ms, então a sensibilidade à estimulação elétrica (inverso do limiar de estimulação) diminui com o aumento da frequência na faixa de kHz e acima. (Observe que a frequência da corrente elétrica alternada é o inverso da duração de um único ciclo). Para minimizar os efeitos da estimulação muscular e neural, o equipamento eletrocirúrgico normalmente opera na faixa de radiofrequência (RF) de 100 kHz a 5 MHz.

A operação em frequências mais altas também ajuda a minimizar a quantidade de hidrogênio e oxigênio gerados pela eletrólise da água . Essa consideração é especialmente importante para aplicações em meio líquido em compartimentos fechados, onde a geração de bolhas de gás pode interferir no procedimento. Por exemplo, bolhas produzidas durante uma operação dentro de um olho podem obscurecer um campo de visão.

Configurações comuns de eletrodos para dispositivos com circuitos isolados

Existem várias configurações de eletrodo ou topologias de circuito comumente usadas :

Com instrumentos "bipolares", a corrente é aplicada ao paciente usando um par de eletrodos de tamanhos semelhantes. Por exemplo, uma pinça especial , com um dente conectado a um pólo do gerador de RF e o outro dente conectado ao outro pólo do gerador. Quando um pedaço de tecido é segurado pela pinça, a corrente elétrica de polaridade alternada de RF oscila entre os dois dentes da pinça, aquecendo o tecido intermediário pela oscilação síncrona de íons intracelulares previamente descrita.

Na configuração monopolar, o paciente é conectado ao eletrodo dispersivo, uma placa de metal relativamente grande ou uma almofada de plástico metalizada flexível que é conectada ao gerador de RF ou unidade eletrocirúrgica (ESU). O cirurgião usa um eletrodo pontiagudo ou em forma de lâmina chamado de "eletrodo ativo" para fazer contato com o tecido e exercer um efeito de tecido ... vaporização e sua propagação linear chamada corte eletrocirúrgico, ou a combinação de dessecação e coagulação de proteína usada para selar vasos sanguíneos para fins de hemostasia. A corrente elétrica oscila entre o eletrodo ativo e o eletrodo dispersivo com todo o paciente interposto entre os dois. Como a concentração da corrente de RF diminui com a distância do eletrodo ativo, a densidade da corrente diminui rapidamente (quadraticamente). Como a taxa de aquecimento do tecido é proporcional ao quadrado da densidade da corrente, o aquecimento ocorre em uma região bem localizada, apenas próximo à porção do eletrodo, geralmente a ponta, próximo ou em contato com o tecido alvo.

Em uma extremidade como um dedo, há uma área transversal limitada para dispersar a corrente, uma circunstância que pode resultar em maior densidade de corrente e algum aquecimento em todo o volume da extremidade.

Outro instrumento bipolar é caracterizado com os dois eletrodos no mesmo design, mas o eletrodo dispersivo é muito maior do que o ativo. Uma vez que a densidade de corrente é maior na frente do eletrodo menor, o aquecimento e os efeitos associados ao tecido ocorrem apenas (ou principalmente) na frente do eletrodo ativo, e a posição exata do eletrodo dispersivo no tecido não é crítica. Às vezes, essa configuração é chamada de sesquipolar , embora a origem desse termo em latim ( sesqui ) signifique uma proporção de 1,5.

Máquinas dedicadas não aterradas sem eletrodo dispersivo

A eletrocirurgia de alta frequência de potência relativamente baixa pode ser realizada em pacientes ambulatoriais conscientes, sem máquinas aterradas e sem um eletrodo dispersivo. Operar em baixas correntes sem eletrodo dispersivo é possível porque, nas médias frequências de RF (geralmente 100 - 500 kHz) que as máquinas geram, a autocapacitância do corpo do paciente (que está entre o corpo do paciente e o solo da máquina) é grande o suficiente para permitir que a corrente de deslocamento resultante atue como um "caminho de conclusão de circuito" virtual.

Um exemplo de tal máquina é chamado de hyfrecator . Este termo começou em 1940 como um Birtcher Corporação marca Hyfrecator para " Hi gh Fre quência Eradi cator ", mas agora serve genericamente para descrever uma classe geral de single-eletrodo, máquinas eletrocirúrgicas baixa potência (referenciado-terra) não isoladas destinam principalmente para uso no escritório. Um caminho de conclusão de circuito acidental através de um aterramento cria o perigo de uma queimadura em um local longe do eletrodo da sonda e, por esta razão, dispositivos de eletrodo único são usados ​​apenas em pacientes conscientes que estariam cientes de tais complicações, e apenas em mesas cuidadosamente isoladas.

Em tal cenário, os hyfrecators não são usados ​​para cortar tecido, mas para destruir lesões relativamente pequenas e também para parar o sangramento em incisões cirúrgicas feitas por instrumentos de lâmina sob anestesia local.

Modalidades eletrocirúrgicas

No modo de corte, o eletrodo toca o tecido e uma densidade de energia suficientemente alta é aplicada para vaporizar seu conteúdo de água. Como o vapor d'água não é condutor em circunstâncias normais, a corrente elétrica não pode fluir através da camada de vapor. O fornecimento de energia além do limite de vaporização pode continuar se uma tensão suficientemente alta for aplicada (> +/- 200 V) para ionizar o vapor e convertê-lo em um plasma condutor. Vapor e fragmentos do tecido superaquecido são ejetados, formando uma cratera. As superfícies do eletrodo destinadas ao corte geralmente apresentam um fio mais fino ou uma alça de fio, em oposição a uma lâmina mais plana com uma superfície arredondada.

A coagulação é realizada usando formas de onda com menor potência média, gerando calor insuficiente para vaporização explosiva, mas produzindo um coágulo térmico.

A dessecação eletrocirúrgica ocorre quando o eletrodo toca o tecido ao ar, e a quantidade de calor gerado é menor do que a necessária para o corte. A superfície do tecido e parte do tecido mais profundo para a sonda ressecam e formam um coágulo (uma mancha seca de tecido morto). Esta técnica pode ser usada para tratar nódulos sob a pele onde se deseja um dano mínimo à superfície da pele.

No modo de fulguração , o eletrodo é mantido afastado do tecido, de modo que, quando o espaço de ar entre o eletrodo e o tecido é ionizado, ocorre uma descarga de arco elétrico . Nessa abordagem, a queima do tecido é mais superficial, pois a corrente se espalha sobre a área do tecido maior que a ponta do eletrodo. Nessas condições, a carbonização ou carbonização superficial da pele é vista em uma área mais ampla do que quando operando em contato com a sonda, e essa técnica é, portanto, usada para lesões muito superficiais ou protrusivas, como marcas de pele. A ionização de um entreferro requer tensão na faixa de kV.

Além dos efeitos térmicos no tecido, o campo elétrico pode produzir poros nas membranas celulares - fenômeno denominado eletroporação . Este efeito pode afetar as células além da faixa de dano térmico.

Eletrocirurgia de campo úmido

Existem dispositivos eletrocirúrgicos de campo úmido e seco. Dispositivos de campo úmido operam em uma solução salina ou em uma ferida aberta. O aquecimento é o resultado de uma corrente alternada que passa entre dois eletrodos. O aquecimento geralmente é maior onde a densidade de corrente é mais alta. Portanto, geralmente é o eletrodo menor ou mais afiado que gera mais calor.

Corte / Coagulação A maioria dos sistemas eletrocirúrgicos de campo úmido opera em dois modos: "Corte" faz com que uma pequena área de tecido seja vaporizada e "Coag" faz com que o tecido "seque" (no sentido de que o sangramento seja interrompido). Os tecidos "secos" são mortos (e mais tarde se desprendem ou são substituídos por tecido fibrótico), mas ficam temporariamente intactos após a aplicação eletrocirúrgica. A profundidade da morte do tecido é normalmente alguns milímetros perto do contato do eletrodo.

Corte Se o nível de tensão for alto o suficiente, o calor gerado pode criar uma bolsa de vapor. A bolsa de vapor normalmente atinge temperaturas de aproximadamente 400 graus Celsius, que vaporiza e explode uma pequena seção de tecido mole, resultando em uma incisão.

Coag Quando o sistema está operando no "modo de coagulação", a saída de tensão é geralmente mais alta do que no modo de corte. O tecido permanece totalmente intacto, mas as células são destruídas no ponto de contato e os vasos menores são destruídos e selados, parando o sangramento capilar e de pequenas artérias.

Formas de onda eletrocirúrgicas

Diferentes formas de onda podem ser usadas para diferentes procedimentos eletrocirúrgicos. Para o corte, uma onda senoidal de frequência única contínua é frequentemente empregada. O aquecimento rápido do tecido leva à vaporização explosiva do fluido intersticial . Se a tensão for suficientemente alta (> 400 V pico a pico), a bainha de vapor é ionizada, formando plasma condutor . A corrente elétrica continua a fluir do eletrodo de metal através do gás ionizado para o tecido. O rápido superaquecimento do tecido resulta em sua vaporização, fragmentação e ejeção de fragmentos, permitindo o corte do tecido. Em aplicações de onda contínua, a difusão de calor normalmente leva à formação de uma zona de dano térmico significativo nas bordas da lesão. A tensão de circuito aberto em formas de onda eletrocirúrgicas está normalmente na faixa de 300–10.000 V pico a pico.

Maior precisão pode ser alcançada com formas de onda pulsadas. Usando rajadas de várias dezenas de microssegundos de duração, o tecido pode ser cortado, enquanto o tamanho da zona de difusão de calor não excede a escala celular. O acúmulo de calor durante a aplicação repetitiva de explosões também pode ser evitado se houver atraso suficiente entre as explosões, permitindo que o tecido esfrie. A proporção do tempo LIGADO para o tempo DESLIGADO pode ser variada para permitir o controle da taxa de aquecimento. Um parâmetro relacionado, ciclo de serviço , é definido como a proporção do tempo LIGADO para o período (o tempo de um único ciclo LIGADO-DESLIGADO). Na terminologia da engenharia elétrica , o processo de alterar essa relação para atingir uma amplitude média, em vez de alterar a amplitude diretamente, é chamado de modulação por largura de pulso .

Para coagulação, a potência média é normalmente reduzida abaixo do limite de corte. Normalmente, a onda senoidal é ativada e desativada em rápida sucessão. O efeito geral é um processo de aquecimento mais lento, que causa a coagulação do tecido. Em máquinas com modo de coagulação / corte simples, o ciclo de trabalho mais baixo típico do modo de coagulação é geralmente ouvido pelo ouvido como uma frequência mais baixa e um tom mais áspero do que o tom de frequência mais alta típico do modo de corte com o mesmo equipamento.

Muitos geradores eletrocirúrgicos modernos fornecem formas de onda sofisticadas com potência ajustada em tempo real, com base nas alterações da impedância do tecido.

Prevenção de danos não intencionais

Queimaduras

Para os usos cirúrgicos de alta potência durante a anestesia, a modalidade monopolar depende de um bom contato elétrico entre uma grande área do corpo (normalmente, pelo menos, toda a parte traseira do paciente) e o eletrodo de retorno ou almofada (também conhecido como almofada dispersiva ou placa do paciente ) Podem ocorrer queimaduras graves (3º grau) se o contato com o eletrodo de retorno for insuficiente ou quando um paciente entrar em contato com objetos de metal servindo como um caminho de vazamento não intencional (capacitativo) para a Terra / Terra.

Para evitar queimaduras não intencionais, a pele é limpa e um gel condutor é usado para melhorar o contato com o eletrodo de retorno. Práticas adequadas de aterramento elétrico devem ser seguidas na fiação elétrica do edifício. Também é recomendado o uso de uma unidade eletrocirúrgica moderna que inclui um sistema de monitoramento de eletrodo de retorno que testa continuamente o contato confiável e seguro com o paciente. Esses sistemas interrogam a impedância de um eletrodo de retorno de bloco duplo ou dividido e disparam o alarme, desativando a saída do gerador em caso de falha. Os geradores anteriores dependiam de eletrodos de retorno de pás simples e, portanto, não tinham meios de verificar a conexão segura do paciente. Os eletrodos de retorno devem estar sempre em contato total com a pele e posicionados do mesmo lado do corpo e próximos à parte do corpo onde o procedimento está ocorrendo.

Se houver algum metal no corpo do paciente, o eletrodo de retorno é colocado no lado oposto do metal do corpo e deve ser colocado entre o metal e o local da operação. Isso evita que a corrente passe seletivamente pelo metal no caminho para o eletrodo de retorno. Por exemplo, para um paciente que teve uma artroplastia de quadril do lado direito agendada para cirurgia, o eletrodo de retorno é colocado no lado esquerdo do corpo na lateral do abdômen inferior, o que coloca o eletrodo de retorno entre o local do o metal e o sítio cirúrgico e no lado oposto ao metal. Se houver metal em ambos os lados do corpo, o eletrodo de retorno é colocado entre o metal e o local do procedimento, quando possível. As localizações comuns dos eletrodos de retorno incluem as partes laterais da parte externa das coxas, abdômen, costas ou omoplatas.

O uso da opção bipolar não requer a colocação de um eletrodo de retorno porque a corrente só passa entre os dentes da pinça ou de outro dispositivo de saída bipolar.

A eletrocirurgia só deve ser realizada por médico com treinamento específico na área e que esteja familiarizado com as técnicas de prevenção de queimaduras.

Toxicidade de fumaça

Também foram levantadas preocupações em relação à toxicidade da fumaça cirúrgica produzida pela eletrocirurgia. Foi demonstrado que ele contém produtos químicos que podem causar danos por inalação pelos pacientes, cirurgião ou equipe de cirurgia.

Risco de incêndio

As facas elétricas não devem ser usadas perto de substâncias inflamáveis, como desinfetantes à base de álcool.

História

O desenvolvimento do primeiro dispositivo eletrocirúrgico comercial é creditado a William T. Bovie , que desenvolveu o primeiro dispositivo eletrocirúrgico enquanto trabalhava na Universidade de Harvard . O primeiro uso de um gerador eletrocirúrgico em uma sala de cirurgia ocorreu em 1º de outubro de 1926 no Hospital Peter Bent Brigham em Boston , Massachusetts . A operação - remoção de uma massa da cabeça de um paciente - foi realizada por Harvey Cushing . O hyfrecator de baixa potência para uso em escritório foi introduzido em 1940.

Veja também

Notas

links externos

  • Um Guia Simples para o Hyfrecator 2000 , Richard J Motley, Schuco International Ltd. uma cartilha para dispositivos dermatológicos ambulatoriais de baixa potência, como o dispositivo Hyfrecator 2000.
  • Eletrocirurgia para a pele , Barry L. Hainer MD, Richard B. Usatine, MD, American Family Physician (Journal of the American Academy of Family Physicians), 01 de outubro de 2002; 66 (7): 1259-66.
  • Electrosurgical Generator Testing Online Journal da Biomedical Engineering Association of Ireland (BEAI), maio de 1997.
  • Update on Electrosurgery , Judith Lee, Editora Contribuinte, Outpatient Surgery Magazine , fevereiro de 2002.