Keskeiset kohdat
Kauteroinnin – kuuman instrumentin käyttö kudoksen tuhoamiseen – perusrakenteiden teorian parempi ymmärtäminen auttaa sinua suorittamaan sähkökirurgiaa turvallisemmin. Tiedemies William Bovie ei keksinyt kauterointia, joka juontaa juurensa egyptiläisiltä 3 000 vuotta eaa. Hän ja neurokirurgi Harvey Cushing kehittivät kuitenkin sähkökauterilaitteen, jota voitiin käyttää helposti leikkaussalissa ja joka pystyi luotettavasti leikkaamaan ja hyydyttämään kudoksen.
Kautseri on kehittynyt huomattavasti suorituskyvyltään ja luotettavuudeltaan sen jälkeen, kun Bovien laite esiteltiin vuonna 1920 ja sitä käytettiin aivokasvaimen poistoon vuonna 1926, mutta suunnittelun perusteoria on pysynyt muuttumattomana. Miten nämä itsestäänselvyyksinä pitämämme laitteet todella toimivat? Mikä erottaa toisistaan unipolaarisen tai bipolaarisen ”Bovien”, laserin, Harmonic Scalpelin (Ethicon Endo-Surgery, Inc., Cincinnati, Ohio) ja LigaSuren (ValleyLab, Boulder, Colo.)? Jotta voimme vastata näihin kysymyksiin, aloitamme pienellä tiedolla ihmisen solujen fysiologiasta ja sähköstä.
Lämmittäminen
Kun solua lämmitetään sen normaalin fysiologisen lämpötila-alueen yläpuolelle, alkaa tapahtua muutoksia. Se, miten solua lämmitetään, määrää, minkä lämpövaikutuksen saa aikaan. Yleensä solun kuumentaminen 45 °C:een ei aiheuta pysyviä vaurioita tai estä solun toimintaa. Siinä vaiheessa solut voivat toipua. Tämän lämpötilan yläpuolella tapahtuu pysyviä vaurioita. 45 °C:n ja 60 °C:n välillä solun proteiinit denaturoituvat ja solut kuolevat.
Jos solun lämmittämistä jatketaan hitaasti 90°C:een, solunsisäinen vesi höyrystyy hitaasti, jolloin solu kuivuu. Kun solua kuumennetaan 100 °C:een, solunsisäinen vesi muuttuu vesihöyryksi, jolloin solu laajenee ja solukalvoon kohdistuu liiallinen paine. Kun laajeneminen on nopeaa, solu ei pysty purkamaan lisääntyneitä voimia, ja se repeää. Tämä on kaikkien polttolaitteiden perusperiaate
Energian siirtäminen sähköstä
Uudemmat polttolaitteet tuottavat lämpöä siirtämällä energiaa sähköstä Joulen lain mukaisesti:
Energia = virrantiheys* (neliö) X vastus X aika
(*Virrantiheys määritellään virraksi jaettuna poikkipinta-alalla.)
Soveltamalla Joulen lakia kauterointilaitteisiimme saadaan neljä päämuuttujaa, jotka liittyvät suorituskykyyn: 1. Virrantiheys jaettuna poikkipinta-alalla. Kudokseen annettavan energian määrä,
2. Aika, jonka energiaa annetaan,
3. Pinta-ala, jolle energiaa annetaan, ja
4. Kuumennettavan kudoksen koostumus/lämpölevitys.
Kolme kriteeriä laitteen arvioimiseksi
On intuitiivista, että suurempi kudosvaikutus saadaan aikaan käyttämällä mahdollisimman pienelle alueelle annettua suurinta mahdollista energiaa. Myös aika, jonka aikana energiaa annetaan, on tärkeä. Defibrillaattori voi antaa potilaalle 400 joulea energiaa sekunnin murto-osassa. Nanosekunniksi päälle kytketty 500 watin laser voi polttaa reiän seinän läpi. 500 watin hehkulamppu, joka kytketään päälle 8 sekunniksi, tuottaa saman energiamäärän, mutta vähemmän dramaattisesti. Se, miten annamme energiaa, on ratkaiseva tekijä siinä, mitä haluamme saavuttaa kirurgisesti. Mutta se, miten annamme energiaa, voi myös aiheuttaa kielteisiä sivuvaikutuksia, joita haluamme välttää.