Klíčové body
Lepší pochopení základní teorie konstrukce kauteru – použití horkého nástroje k ničení tkáně – vám pomůže provádět elektrochirurgické zákroky bezpečněji. Vědec William Bovie nevynalezl kauterizaci, jejíž počátky sahají až k Egypťanům do doby 3 000 let před naším letopočtem. Spolu s neurochirurgem Harveyem Cushingem však vyvinul elektrokauter, který lze snadno používat na operačním sále a který dokáže spolehlivě prořezat a koagulovat tkáň.
Od roku 1920, kdy byl Bovieho přístroj představen a v roce 1926 použit k odstranění mozkového nádoru, ušel kauter dlouhou cestu co do výkonu a spolehlivosti, ale základní teorie konstrukce se nezměnila. Jak tyto přístroje, které považujeme za samozřejmost, skutečně fungují? Čím se liší unipolární nebo bipolární „Bovie“, laser, harmonický skalpel (Ethicon Endo-Surgery, Inc., Cincinnati, Ohio) a LigaSure (ValleyLab, Boulder, Colo.)? Abychom mohli odpovědět na tyto otázky, začneme několika informacemi o fyziologii lidských buněk a o elektřině.
Zahřívání
Když buňku zahřejete nad její normální fyziologický teplotní rozsah, začnou se dít změny. Způsob, jakým buňku zahřejete, určuje, jaký tepelný efekt vyvoláte. Zahřátí buňky na 45 °C obvykle nezpůsobí její trvalé poškození ani nezabrání její funkci. V tomto bodě se buňky mohou zotavit. Při překročení této teploty dochází k trvalému poškození. Mezi 45 °C a 60 °C dochází k denaturaci buněčných proteinů a buňky odumírají.
Pokud budete pomalu pokračovat v zahřívání buňky na 90 °C, vnitrobuněčná voda se bude pomalu odpařovat a buňka se vysuší. Když buňku zahřejete na 100 °C, intracelulární voda se změní na vodní páru, buňka se rozšíří a na buněčnou membránu vznikne nadměrný tlak. Při rychlé expanzi buňka nedokáže rozptýlit zvýšené síly a praskne. To je základní princip všech kauterizačních zařízení
Přenos energie z elektřiny
Novější kauterizační zařízení vyrábějí teplo přenosem energie z elektřiny podle Joulova zákona:
Energie = proudová hustota* (na druhou) X odpor X čas
(*Proudová hustota je definována jako podíl proudu a plochy průřezu)
Při aplikaci Jouleova zákona na naše kauterové přístroje získáme čtyři hlavní veličiny související s výkonem:1. Proudová hustota je definována jako podíl proudu a plochy průřezu. Množství energie dodané tkáni,
2. Doba, po kterou je energie dodávána,
3. Plocha, na kterou je energie dodávána, a
4. Složení ohřívané tkáně/tepelné rozpětí.
Tři kritéria pro posouzení zařízení
Je intuitivní, že většího účinku na tkáň dosáhnete použitím co největšího množství energie dodané na co nejmenší plochu. Důležitá je také doba, po kterou je energie dodávána. Defibrilátor může pacientovi dodat 400 joulů energie za zlomek sekundy. Laser o výkonu 500 W zapnutý na nanosekundu může propálit díru do zdi. Žárovka o výkonu 500 W zapnutá na 8 sekund dodá stejné množství energie, ale méně dramaticky. Způsob předání energie je určujícím faktorem toho, čeho chceme chirurgicky dosáhnout. Způsob, jakým ji předáváme, však může také vyvolat negativní vedlejší účinky, kterým se chceme vyhnout.