Подробнее

Холодно-плазменная коагуляция


Бесконтактная методика коагуляции: ВЧ генератор продуцирует синусоидальное высокочастотное напряжение, которое через экранированный коаксиальный кабель проводится в наконечник. Напряжение от высокочастотного генератора проходит к ткани через электрод, находящийся в наконечнике. Одновременно через газовый канал подается инертный газ гелий. Образуется слабосветящийся луч плазмы в форме иглы. При приближении инструмента к ткани происходит переход коронного разряда в дуговой. Ток течет через ионизированный луч плазмы к заземленному полюсу СРС генератора.


НЕЙТРАЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОД ПРИ ЭТОМ НЕ ТРЕБУЕТСЯ!!!


Конденсатор, встроенный в наконечник, ограничивает ВЧ ток от 20 до 120mA в зависимости от типа наконечника и области применения. Непрерывный синусоидальный немодулированный ВЧ сигнал гарантирует значительно меньшие перепады тока, чем в традиционной ВЧ хирургии. В связи с этим стал возможным отказ от нейтрального электрода. Отказ от применения нейтрального электрода сводит к минимуму количество тока, протекающего через тело пациента, т.к. ток смещения идет от пациента к заземлению, предупреждая повреждение чувствительных тканей на глубине. Это свойство холодноплазменной коагуляции особенно важно для нейрохирургии.

ВЧ токи малой величины, а также применение гелия определяют относительно низкую температуру плазмы. Из-за относительно малого диаметра (меньше 0.5 мм) дуги, а также вследствие высокой плотности тока возникает сильный местный разогрев ткани и приводит к коагуляции с очень малой глубиной проникновения, что позволяет добиться следующих эффектов:


Поверхностная коагуляция:

При быстром движении зонда по поверхности можно коагулировать большие участки поверхности с малой глубиной пенетрации.

Коагуляция:

При замедленном движении зонда по поверхности можно коагулировать большие участки поверхности с более сильным термическим эффектом с большей глубиной некроза.

Вапоризация:

Обусловленное высокой плотностью мощности испарение ткани при более долгом воздействии на участок коагулируемой ткани.



Принцип холодно-плазменной коагуляции:



Принцип холодно-плазменной коагуляции




Медико-техническое обоснование создания

аппарата холодно-плазменной коагуляции СРС.



Использование холодной плазмы обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с уже существующими аргоновыми коагуляторами, в которых, по существу, коагуляция осуществляется за счет разогрева обрабатываемой ткани горячей плазменной струей и токами проводимости через биологическую ткань. Принципиальными отличиями холодной плазмы при ее использовании для коагуляции и соединения тканей являются:

  • низкая собственная температура плазменного луча

  • отсутствие токов проводимости через тело пациента


Холодная плазма обладает атисептическими свойствами, благодаря повышенной концентрации озона, содержащегося в ионизированном газе. Отсутствие токов проводимости через тело пациента приводит к тому, что подповерхностные слои обрабатываемой ткани практически не прогреваются при воздействии плазмы на поверхность обрабатываемого органа(ткани). Это обеспечивает минимальное травмирование оперируемого в процессе коагуляции или девитализации.


В целом механизм коагуляции может быть описан следующим образом. Поскольку холодная плазма представляет собой быстро изменяющийся электрический заряд, ее плотное приближение к обрабатываемому органу вызывает в нем наведенный потенциал с противоположным знаком. Этот потенциал распределяется исключительно по поверхности обрабатываемой ткани, поскольку его природа аналогична электростатическому заряду. Между двумя разноименными потенциалами при контакте (при касании кончиком плазменного луча обрабатываемой поверхности) возникает поверхностный ток смещения и поляризация достаточно высокой плотности, которая приводит к интенсивному разогреву тонких слоев зоны контакта. При этом токи в нижних слоях ткани отсутствуют, и их разогрева не происходит. При длительном воздействии на участок обработки происходит его высушивание локальными токами, проводимость этого участка резко снижается и наводимые заряды ?опускаются? в соседний с ним слой ткани. Однако образовавшаяся непроводящая пленка препятствует нормальному протеканию тока между плазмой и тканью, разность потенциалов начинает расти. Через короткое время она достигнет значения, при котором происходит электрический пробой поверхностной пленки, сопровождающийся ее сильным разогревом и испарением, при этом диаметр зоны электрического пробоя и, соответственно, девитализации не превышает размеров диаметра плазменного луча(1-2 мм).


Использование этого уникального свойства плазменного луча позволяет проводить прецизионное удаление злокачественных новообразований с полным уничтожением раковых клеток и без риска их попадания в кровеносные сосуды. Первые эксперименты показали превосходные результаты. Благодаря низкой температуре плазменного луча появляется возможность использования медиаторных материалов( напр.альбуминов) для сварки биологических тканей как друг с другом, так и с искусственными тканями, применяемыми в хирургии ( искусственные клапаны сердца). Использование медиаторных материалов и холодной плазмы позволит пломбировать коагулируемые поверхности для надежного гемостаза. Поскольку холодная плазма формируется в режиме холостого хода ( при отсутствии нагрузки), у хирурга появляется возможность ее прецизионной локализации на место воздействия. Хорошо видимый устойчивый плазменный луч позволяет точно прицелиться на обрабатываемый участок ткани и засветить точку предполагаемого воздействия на расстоянии до 4см. После точного прицеливания коронный разряд может переводиться в дуговой для коагуляции за счет изменения дистанции от электрода до зоны коагуляции. Это особенно важно при проведениях операций на таких сложных органах как сердце и мозг, а также при проведениях операций в условиях ограниченной видимости и управляемости рабочим инструментом как например при эндоскопических операциях. Визуализация степени девитализации и ее постепенный характер позволяют исключить возможность пенетрации стенок органа и повреждения нижележащих тканей, особенно при девитализации слизистых, при стриктурах пищевода, при удалении папиллом, коагуляции эрозий, при лечении язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки. Отсутствие токов проводимости большой величины через обрабатываемый орган дает возможность применения холодной плазмы при операциях на работающем сердце, в первую очередь для герметизации швов при операциях аорто-коронарного шунтирования и для остановки кровотечений при ранениях сердца. При операциях на легких герметизация швов с помощью холодной плазмы и медиаторных материалов может обеспечить предотвращение возникновения пневмоторакса.


Использование холодной плазмы позволит разработать методики безшовного наложения сосудистого соустья с прменением медиаторных материалов в тех случаях, когда нет возможности наложения лигатурного шва.


Предварительные эксперименты на лабораторных животных показали наличие несомненных преимуществ такой плазмы перед существующими методами остановки кровотечений и соединения тканей. К основным таким преимуществам можно отнести минимальное травматическое воздействие, значительное ускорение заживления операционных травм, практически полное отсутствие воспалительных процессов в обработанных плазмой ранах, полное отсутствие побочных эффектов.


Другим преимуществом холодной плазмы является его полная безопасность для хирурга и пациента. Используемые в устройстве частоты и уровни электромагнитных излучений обеспечивают отсутствие воздействий вредных электромагнитных полей, а однопроводный характер внешнего электрического контура гарантирует отсутствие пораженияй электрическим током при случайном касании рабочим электродом тела пациента, хирурга или рабочего инструмента и не требует принятия специальных мер защиты.


Техническая информация

Аппарат холодной плазмы состоит из высокочастотного генератора, резонансного трансформатора, наконечника и источника инертного газа (гелия). Аппарат используется для коагуляции и удаления тканей в высокочастотной хирургии.


Высокочастотный генератор посылает сигнал на резонансный трансформатор, который превращает ВЧ-сигнал при частоте 350 кГц в напряжение от 2000-3000 V. Под общей оболочкой кабеля расположены газовый шланг и коаксиальный кабель, связывающий иглу плазматрона через конденсатор с вторичной обмоткой резонансного трансформатора. Второй конец вторичной обмотки заземлен. Игла размещается внутри сопла, расположенного в дистальном конце наконечника и омывается инертным газом, расход которого регулируется микропроцессором. При включении генератора выходное напряжение достигает порога ионизации газа, что приводит к возникновению видимого коронного газового разряда у выхода сопла. При соприкосновении острия короны с тканью, коронный разряд переходит в дуговой, сопровождающийся соответствующим увеличением интенсивности светового потока. Высокая плотность тока, а также энергия ионизированного газа непосредственно в точке соприкосновения ткани осуществляют ее коагуляцию и испарение.


Если пациент электрически не заземлен, то ВЧ-ток течет как диэлектрический ток смещения с поверхности пациента на ?массу? генератора. Нейтральный электрод не употребляется, поэтому поток тока через пациента значительно уменьшается. Встроенный в наконечник конденсатор вследствие своей относительно малой емкости ограничивает ВЧ-ток на уровне 150 mA; токи утечки при этом всегда лежат ниже пределов,допустимых для ВЧ-хирургии, а также определенных санитарными нормами , предельно допустимых токов.


В резонансном трансформаторе в отличие от традиционных ВЧ аппаратов возбуждается сигнал чистой синусоидальной формы без присущих обычной ВЧ-хирургии многоамперных импульсов тока. CPC ВЧ-сигнал не вызывает, поэтому воздействия на глубоколежащие ткани. Аппарат содержит задающий генератор, определяющий частоту ВЧ-сигнала и управляющий мощной выходной ступенью генератора. Особенность концепции построения аппарата основана на том, что выходной сигнал, работающей в ключевом режиме выходной ступени, подается на первичную обмотку резонансного трансформатора.


Другое свойство генератора состоит в том, что для измерения разности фаз выходного сигнала и сигнала задающего генератора для подстройки его частоты используется цепь первичной обмотки трансформатора. Устройство содержит систему управления, которая подстраивает частоту задающего генератора под частоту резонансного трансформатора, изменяющуюся в процессе работы. Помимо этого устройство содержит систему управления мощностью ВЧ-сигнала, пропорционального произведению тока на напряжение в оконечной ступени генератора (16.01.2001 Firma S?ring GmbH. Александр Гасинец).