Electricidad en Endocirugía

Jaime Saavedra S, MD*

Resumen

Aunque la electrocirugía ha estado con nosotros por muchas décadas, muy pocos cirujanos han tenido un entrenamiento formal sobre la naturaleza de la electricidad y las leyes físicas que gobiernan esta, afectando sus aplicaciones clínicas potenciales.

La creencia errónea de que las técnicas electroquirúrgicas incrementan el proceso de cicatrización o deterioran los procesos curativos, ha determinado que muchos los cirujanos adopten otras fuentes de energía más costosas.

En la medida que comprendamos más los principios electroquirúrgicos, acompañado esto del uso de modernas unidades electroquirúrgicas con mandos comprensibles, con un polo a tierra superior, e instrumental para cirugía endoscópica con cubiertas aislantes mejoradas, determinará que la electrocirugía sea usada en una forma más amplia y con mayor confianza.

Palabras Claves: Endocirugía, electricidad, corriente alterna, corte, coagulación, fulguración, monopolar, bipolar.

Summary

Although electrosurgery has been wiht us for decades, few surgeons received formal training in the nature of electricity and how the physical laws governing electricity affected its potential clinical application.

The erroneous belief that electrosurgery techniques increase scar formation or impair healing processes led surgeons to adopt other, more expensive energy sources.

A more thorough understanding of electrosurgical principles, coupled wiht modern electric equipment, with understanndable readouts, superior methods of grounding, and finer instruments with improved shielding should lead to a wider and more informed use of electrosurgery.

Key Words: Endosurgery, electricity, alternating current, cut, caogulation, fulguration, monopolar, bipolar.


* Profesor titular Departamento de Ginecología y Obstetricia Universidad del Valle, Cali_Colombia.
Jefe del servicio de medicina reproductiva Hospital Universitario del Valle.
Presidente Sociedad Colombiana de Endoscopia.
Director general Centro de Biomedicina Reproductiva_Fecundar Cali, Valle del Cauca.

Historia

La electricidad en sus diferentes modos de entrega, ha sido de gran importancia en el campo de la medicina. A Cushing y Bovie1 se les acredita la introducción de la electricidad a las salas de cirugía, sin embargo hay otros cuyo trabajo debe ser acreditado. En 1910, Clark2 reportó el uso de corriente de alta frecuencia, y fue el primero que usó él término de desecación. Edwin Beer es otro de los investigadores en el reino de la electrocirugía, y advocó el uso de fulguración para la destrucción de tumores. Por los años de 1960, la mayoría de las salas de operaciones poseían las “máquinas Bovie” y la electricidad de radiofrecuencia llega a ser la modalidad de energía estándar para cirugía.

Los generadores electroquirúrgicos permanecieron sin cambio a partir del diseño de Bovie (generador de chispa para coagulación y el generador de tubo de vacío para fulguración) hasta que se introdujeron los generadores de estado sólido en 1970 por Valleylab.

En 1970 hubo un gran estímulo en el uso de la ectrocirugía por la aceptación generalizada de la esterilización laparoscópica de las trompas de Fallopio por “electrocoagulación”

El estado para que las calamidades se presentaran fue establecido. Al inicio de los 1970, muy pocos programas de residencia o cursos de postgrado incluían la física de la electricidad como parte integral del curriculum, los cirujanos fueron relativamente ignorantes de los daños potenciales inherentes de la endoscopia electroquirúrgica.

A la mitad de los años de 1970 comenzaron a reportarse lesiones y muertes como consecuencia del uso de la energía eléctrica. La sociedad Americana de Médicos Endoscopistas se pronuncia en contra del uso de la corriente unipolar. Simultáneamente, aparece el láser en los quirófanos, y rápidamente se diseminaron reportes no sustentados de la superioridad del láser sobre la electricidad.

Por los años de 1980 la electricidad como energía de aplicación en cirugía cayó en desgracia. El uso del láser fue hipertrofiado por los mismos medios que publicaron casos de mala práctica provenientes de complicaciones electroquirúrgicas. Los pacientes aparecieron en las oficinas de los ginecólogos demandando los poderes curativos del láser. Estableciéndose a lo largo del país “centros láser”, los cuales exigían a cualquier cirujano que buscaba acreditarse como experto en uso del láser un profundo conocimiento de la física de éste, cosa que no sucedió para el uso de la corriente eléctrica.

Electricidad Básica

La electrocirugia es una ventaja útil en la laparoscopia para esterilización tubárica, tratamiento de implantes de endometriosis, remoción de anexos, excisión de embarazo ectópico, manejo de hemorragia, liberación de adherencias. Por lo tanto es importante que el laparoscopista practicante esté familiarizado con los principios físicos involucrados.

Terminología

Los términos y conceptos usados con más frecuencia son definidos y explicados haciendo apología con el sistema hidráulico, ya que los médicos usualmente están más familiarizados con la física de los fluídos que con la física de la electricidad 4

Corriente Eléctrica:chorro de electrones que fluyen a través del cuerpo conductor, así como un chorro de moléculas de agua fluyen por una manguera. Fig. 1.

Electricidad en Endocirugía: Corriente, El Flujo

Hay tres tipos básicos de corriente eléctrica.

1. Corriente Directa(CD) (sinónimo de corriente galvánica). El intercambio de electrones es unidireccional y continuo entre dos polos de signos opuestos. Este tipo de energía es usado en medicina para otros propósitos diferentes a la electrocirugía (acupuntura, endotermia)

2. Corriente Pulsada: Una cantidad relativamente alta de corriente eléctrica es descargada en cortos periodos. Es usada para estimulación de nervios y músculo (ej. Electromiografia)

3. Corriente Alterna: El recambio de electrones es bidireccional. La polaridad cambia rítmicamente en forma sinusoidal. No hay ganancia neta de electrones en uno u otro polo del circuito eléctrico. Este es el tipo de corriente utilizada para electrocirugía.

En la electrocirugía moderna, la energía eléctrica se convierte en los tejidos, en energía térmica.

Las tres propiedades de la electricidad que afectan el aumento de temperatura son: Intensidad (I), voltaje (V), resistencia ®.

Estas tres propiedades se relacionan según la ley de Ohm:

I = V/ R

“La intensidad de una corriente (en amperios) en cualquier circuito eléctrico es igual a la diferencia en el potencial (en voltios) a través del circuito, dividido por la resistencia (en ohmios) del circuito”. En otras palabras, una corriente eléctrica está directamente e inversamente relacionada a la resistencia.

La relación entre potencia, voltaje, y corriente puede ser establecida por la ecuación:

Vatios = V x I

o potencia (Vatios) está directamente relacionada a el voltaje ( V ) que pasa por un circuito y la corriente ( I ) que fluye en el circuito.

Combinando las dos relaciones, donde únicamente se conoce voltaje y corriente, podemos resolver potencia como sigue:

1 ) Vatios = V x I

2 ) Vatios = V x V/ R

3 ) Vatios = V2 / R

O la potencia está inversamente relacionada a la resistencia o directamente relacionada al cuadrado del voltaje.

Amperio. Es una medida (I) del paso de electrones por un punto determinado del circuito en un período de tiempo como cuando medimos galones de agua que fluyen por una manguera por minutos Fig. 2

Electricidad en Endocirugía: La Tasa de Corriente

Voltios. El voltio es la unidad de fuerza electromotriz de los electrones que aplicada en forma constante a una resistencia de 1 ohmio producirá una corriente de 1 amperio. Como cuando el agua fluye bajo muchas libras de presión por pulgada cuadrada (dependiendo de la altura de la columna de agua de la cual ésta proviene) se alcanza cierto nivel de presión. Fig. 3

Electricidad en Endocirugía: La "Presión" de la Corriente

Ohmio. Es la resistencia eléctrica igual a la resistencia de un circuito en la cual una diferencia de potencial de 1 voltio produce una corriente de 1 amperio. Esto equivale a la resistencia de una rueda de agua. En electrocirugía, la resistencia es producida por el tejido. Fig. 4

OHM: La Resistencia a el Flujo

Potencia (Vatios). Es la capacidad de realizar un trabajo por unidad de tiempo representada por la corriente de 1 amperio bajo la pérdida de presión de 1 voltio ( Vatios = Voltios x Amperios)

Watt: El Trabajo Realizado  el concepto se puede asimilar al concepto de galones de agua por minuto y a la presión que ejerce esta agua aplicada para hacer girar una rueda para generar un trabajo. Desde el punto de vista práctico la electricidad genera energía, muchos de los generadores eléctricos son descritos en término de vatios con voltaje y amperajes característicos los cuales varían considerablemente. El trabajo realizado en el tiempo se mide en joules (vatios x tiempo). Fig.4

Generadores y Circuitos

La energía cinética almacenada detrás de una represa , es dirigida a una turbina que mueve un alambre a través de un campo magnético en un generador hidroeléctrico. Los electrones fluyen con energía con poca pérdida de esta, hasta que la resistencia de la trompa de Fallopio, disipa la energía de los electrones como calor. Los electrones continúan su viaje a través del cuerpo hasta llegar a una placa conectada a tierra, en esta los electrones se desplazan hasta ser restituidos en el extremo distal del alambre del generador.

Los electrones no son absorbidos por el tejido, su energía si lo es. Todos los electrones después de hacer su trabajo retornan a tierra. Estos electrones buscan el camino de menos resistencia así como lo hace el agua cuando baja de una colina 5.

La corriente alterna presenta una onda de forma sinusoidal lo que refleja la polaridad alternante propia de esta corriente, este detalle ayuda a comprender que la corriente en electrocirugía de radiofrecuencia no fluye en una sola dirección sino que se mueve rápidamente en una dirección y en la contraria a través de los tejidos. Fig. 6

Endocirugía: Anatomía de la Corriente Alterna

En nuestro medio la electricidad es suministrada como corriente alterna a 60 ciclos /segundo. La frecuencia de las ondas medidas en segundos se describe como hertz. Un hertz es una frecuencia de 1 ciclo /segundo. El voltaje se mide de cero a un máximo (voltaje pico) o de un máximo en una dirección a un máximo en otra (voltaje pico a pico). Los generadores modernos de electrocoagulación convierten la corriente casera de 60 hertz en corriente de alta frecuencia utilizando circuitos de estado sólido. Estos generan frecuencias entre 300.000 y 400.000 hertz, sin una ventaja biológica sobre aquellas frecuencias aumentadas mas allá de 10.000 hertz.

Corrientes Clínicas

Todos los generadores modernos tienen conexiones para electrodos activos y de dispersión o de “retorno” y controles que determinan la potencia de salida de cada una de las ondas producidas. La mayoría de generadores electroquirúgicos tienen dos potencias de salida señaladas como “corte” (cut) y “coagulación” (coag), estos términos no reflejan el uso adecuado de la energía, lo que tiende a aumentar la confusión que rodea el uso y objetivo de las ondas. En 1989 Hausner6, un ingeniero biomédico puntualizó al respecto:

” La razón de los malos entendidos sobre qué tipo de corriente usar yace en la terminología incorrecta y anticuada para la corriente de corte y corriente de coagulación. La terminología correcta es: corriente modulada y corriente no modulada”.

Corriente no modulada

La salida señalada con la palabra “corte” proporciona una onda continua de bajo voltaje y de alta frecuencia, generando un calor intenso cuando se aplica a través de un contacto de área pequeña como es el electrodo en forma de aguja.

El resultado de esta alta densidad de energía aplicada al tejido es trasformar el agua de los tejidos en vapor y literalmente vaporiza las células. Fig. 7

Endocirugía: Corrientes Clínicas

Corriente modulada

La función denominada “coagulación” está diseñada exclusivamente para realizar fulguración. Produce una onda interrumpida, amortiguada de voltaje alto Fig. 7. En condiciones habituales sé detecta corriente solo en un 10% del tiempo, lo que se denomina ciclo activo o de trabajo. Durante el período de no paso de corriente el calor generado por los picos de electricidad se disipa por conducción en el tejido produciendo coagulación o carbonización superficial que caracterizan la fulguración.

Corrientes Mixtas

La corriente fluye únicamente en 50% a 80% del tiempo, es útil para cortar grandes masas de tejido vascular como el músculo. Fig. 7. Una corriente no modulada de corte utiliza voltajes picos de 1200 voltios, una corriente mixta puede tener voltajes picos de 2000 voltios. Las corrientes para coagulación son moduladas con voltajes pico de 5000 voltios. La coagulación más precisa se logra utilizando corriente de corte a voltajes de menos de 500 voltios.

Efectos de la Corriente

Cuando se aplica a una célula la corriente alterna, tanto sus cationes como sus aniones oscilan rápidamente en el interior del citoplasma y elevan la temperatura de la célula. Si la temperatura alcanza unos 70-80 grados centígrados se produce la desnaturalización de las proteínas iniciándose el proceso de coagulación. Fig. 8

Si la temperatura alcanza 90 grados centígrados, las células pierden su contenido de agua, pero conservan su arquitectura, el proceso se llama desecación. Cuando la temperatura alcanza o sobrepasa los 100 grados centígrados se produce la vaporización explosiva de la célula. Finalmente si la temperatura alcanza los 200 grados se produce el proceso de carbonización. Fig. 8

Endocirugía: Coagulación, Desecación, Fulguración, Cauterio

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