الکتروسرجری چیست؟

اساس جراحی الکتریکی (الکتروسرجری)، استفاده از اثرات حرارتی جریان‌های الکتریکی فرکانس بالا بر روی بافتهای بیولوژیک است که امکان جراحی با توقف خونریزی را فراهم می‌سازد. جراحی الکتریکی نسبت به جراحی عادی با وسایل مکانیکی مزایای بسیاری دارد که از میان آنها می‌توان به امکان توقف خونریزی، بهبود سریع و عدم عفونت، حفاظت بافت از پارگی یا کوفتگی (ناشی از فشار مکانیکی وسایل جراحی) و امکان به‌کارگیری در نواحی دور از دسترس مانند دستگاه گوارش و مجاری ادراری اشاره کرد.

به طور کلی بافتهای زنده دارای هدایت الکتریکی قابل ملاحظه‌ای هستند و جریان الکتریکی به راحتی از آنها عبور می‌کند. اثرات بیولوژیک عبور جریان الکتریکی از بدن انسان را می‌توان به سه نوع اصلی اثرات الکترولیتی، اثرات فارادیک و و اثرات حرارتی تقسیم کرد. دستگاههای جراحی الکتریکی از فرکانسهایی استفاده می‌کنند که باعث می‌شود اثر الکترولیتی و فارادیک قابل صرف نظر، و اثر حرارتی، اثر غالب روی بافتهای بیولوژیک باشد.

اثرات الکترولیتی

با عبور جریان الکتریکی، یونهای موجود در ترکیبات الکترولیتی بافتها از هم جدا شده و در اطراف قطبهای مثبت و منفی جمع می‌شوند. افزایش یونها در اطراف قطبها می‌تواند باعث تخریب و فساد سلولها شود. اگر فرکانس جریان الکتریکی زیاد باشد، یونهای درون بافتها به طرف قطبهای پتانسیل مثبت و منفی حرکت نمی‌کنند، بلکه در محل خود نوسان می‌کنند و اگر فرکانس بسیار زیاد باشد، یونها لرزش نیز نخواهند داشت و اثر الکترولیتی به وجود نمی‌آید.

تصویر 1 -  اثرات الکترولیتیک جریان مستقیم و تجمع یونها در اطراف قطبها

تصویر 2 -  اجتناب از اثر الکترولیتیک با استفاده از جریان فرکانس بالا

اثرات فارادیک

تحریک سلولهای حساس عصبی و عضلانی با جریان الکتریکی را اثر فارادیک می‌نامند. این تحریکات می‌توانند باعث انقباض عضلانی و درد شوند و در حد بالا، باعث انقباضات نامنظم قلبی می‌شوند. اثر فارادیک از فرکانس صفر تا 100 هرتز افزایش، و از آن به بعد مرتباً کاهش می‌یابد. از آنجا که حداقل زمان لازم برای تحریک اعصاب حسی یا حرکتی حدود 5 میکروثانیه است، در فرکانس 100 KHz اثرات فارادیک بسیار کم و در فرکانس بالاتر از 300 KHz قابل صرف نظر است. از همین رو، در تکنیک جراحی الکتریکی از فرکانس‌های بالاتر از 300 کیلوهرتز استفاده می‌شود.

تصویر 3 - اثرات تحریک الکتریکی روی اعصاب و عضلات (اثر فارادیک) بر حسب فرکانس

اثرات حرارتی

دستگاههای الکتروسرجری جهت برش و انعقاد بافتها از اثرات حرارتی عبور جریان الکتریکی از بافتها استفاده میکنند. با عبور جریان از بافتها، مشابه هر هادی دیگری انرژی حرارتی تولید می‌شود که مقدار آن به میزان جریان، زمان عبور جریان و مقاومت الکتریکی بافت بستگی دارد.

 (توان الکتریکی اتلاف شونده در بافت)    P = RI²

 (انرژی حرارتی ایجاد شده در بافت)   W = P × t

 اگر مقدار چگالی جریان گذرنده از بافت به مقدار کافی زیاد باشد، مایعات درون سلولی به سرعت گرم شده و تبخیر می‌شوند و فشار بخار درون سلولها، باعث ترکیدن و پاره شدن غشای سلولها می‌شود. انرژی حاصل از انفجارات میکروسکوپی سلولها، به وسیله بخار آب جذب می‌شود و به بافتهای مجاور انرژی کمتری می‌رسد و از صدمه دیدن آنها جلوگیری می‌شود. این پدیده باعث باز شدن بافت یا برش می‌شود.

تصویر 4 -  انفجار غشای سلولها بر اثر عبور جریان الکتریکی و برش بافت

از آنجایی که دستگاههای الکتروسرجری (جراحی الکتریکی) از فرکانسهای بالای 300 KHz استفاده می‌کنند، یونها در بافت حرکت و حتی ارتعاش نمی‌کنند. از طرفی تحریک عصبی-عضلانی نیز در این فرکانسها بسیار ناچیز است. در نتیجه اثر الکترولیتی و اثر فارادیک در الکتروسرجری قابل صرف نظر بوده و تنها اثرات حرارتیِ عبور جریان از بافت پدیده غالب است.