История электрохирургии и создания ЭХВЧ аппаратов

История коагуляции и коагуляторов

История лечения заболеваний человеческого организма, в том числе и хирургического лечения, начиналась с использования тепла и корнями уходит в глубину веков. За все время существования человеческой цивилизации многие ученые решали проблему подведения тепловой энергии к пораженному участку организма. В различные времена для подведения тепла использовали различные его носители: открытый огонь, концентрированные растворы различных веществ, обладающих прижигающим действием, раскаленный металл, водяной пар, горячий воздух, нагретое масло, электрическую энергию, ультразвук, лазерное излучение, плазменный поток, СВЧ - энергию.

Еще за 3000 лет до нашей эры египтяне применяли тепло для лечения воспалительных опухолей мягких тканей. В трудах Гиппократа упоминается об использовании нагрева для вскрытия надлобкового абсцесса, а Парацельс описывал остановку кровотечения посредством использования раскаленного железа. Гален отмечал замедление всасывания продуктов тканевого распада и бактериальных токсинов из ран, обработанных каленым железом.

В начале XVIII века, после открытия тепловых свойств электричества, Беккерель изобрел электронож, который нагревал конец проволоки с последующим прижиганием тканей. С этого и можно отсчитывать историю электрохирургии. В дальнейшем данная идея была воплощена в аппарате Paquelin, который довольно широко применялся в России в начале XX века. По данным многих русских и иностранных авторов того времени для получения надежного гемостаза, кроме аппарата Paquelin, приходилось применять и другие способы остановки кровотечения. Аппараты, работающие на таком принципе, применяются до сих пор. Особенно в косметологии.

В сороковых годах XIX века появились первые попытки применения в медицине гальванического тока.

В 1847 году Hoppe описал воздействие на биологические ткани раскаленных металлов. Из достоинств данного метода отмечалось хорошее гемостатическое действие, простота в применении, отсутствие токсического действия на организм. Величина образующегося струпа не превосходила 2 мм. Из недостатков отмечалась быстрая охлаждаемость прижигающего агента и неравномерность его действия на ткани.

В 1875 году Bottene разработал технику гальванокаутеризации (нагревающее устройство постоянного тока для выполнения простатэктомии. По данным, которые приводит в своей работе Гагуа, после применения термокаутера отмечалась выраженная деструкция биологической ткани на значительной глубине, некрозы и обугливание.

В 1888 году Hahn предложил для профилактики имплантационных метастазов и остановки кровотечения применять обработку раневой поверхности антисептической жидкостью. В этом качестве различные авторы рекомендовали применять раствор сулемы, мышьяка, хлористого цинка, карболовой кислоты, резорцина, иодную настойку. Эти же авторы отмечали и весьма существенные недостатки при применении прижигающих веществ – развитие при определенных условиях интоксикации, сильнейшие боли в послеоперационном периоде, опасность возникновения вторичных кровотечений.

Научные исследования ЭХВЧ методик

В 1889 году Tompson сконструировал первый высокочастотный генератор, изучил нагревание тканей высокочастотным током и продемонстрировал этот эффект публично. Метод нашел применение для лечения заболеваний суставов и органов кровообращения.

В 1890 году d’Arsonval показал, что низкочастотный переменный ток приводит к болезненному сокращению мышц, которое становится менее длительным по мере увеличения частоты. Далее, по его данным, скорость нейромышечных реакций постепенно уменьшалась с увеличением частоты и полностью исчезала при частоте 20 кГц и выше.

В 1891 году в декабрьском номере журнала “Electrical-engineer” появилась статья инженера Tesla о наблюдавшемся им тепловом эффекте при пропускании через человеческое тело переменных токов высокой частоты, получаемых при помощи сконструированного им генератора. Им впервые было показано, что токи высокой частоты не обладали раздражающим действием, несмотря на высокое напряжение, и хорошо переносились человеческим организмом, в то время как токи такой же силы, но более низкой частоты, являлись для него опасными.

В январе 1892 года d’Arsonval, использовавший в своих экспериментах высокочастотный генератор, сконструированный Tesla, также отметил, что токи высокой частоты, не обладая раздражающим действием, вели к образованию в тканях тепла. Об этом d’Arsonval сделал сообщение на конференции Общества физиков 20 апреля 1892 года и в 1893 году на заседании Биологического Общества в Париже.

В 1894 году проф. Снегирев предложил использовать в виде кровоостанавливающего средства водяной пар. Автор пришел к заключению, что при помощи пара «можно удалить из печени желаемые куски без низкой потери крови». Paneck i и Pitha считали пар более мягким прижигающим агентом, чем химические средства, позволяющим до известной степени регулировать глубину действия. Кроме гемостатического, отмечалось также дезодорирующее, болеутоляющее, бактерицидное действие пара. Из недостатков отмечались недостаточная равномерность действия, невозможность его локализовать, градуировать и дозировать, возможность ожога окружающих тканей и рук оператора. Что касается глубины прижигающего действия пара, то она, по экспериментальным данным Абрамовича, не превышала 4 - 5 мм.

В 1897 году Hollander предложил в качестве кровоостанавливающего средства горячий воздух (аэрокаутеризация). Глубина воздействия на биологическую ткань при использовании данной методики не превышала 4 - 5 мм.

Однако другие исследователи весьма сдержанно отзывались о гемостатических свойствах водяного пара и горячего воздуха, отмечая большую опасность повторных кровотечений и других осложнений, в частности воздушной эмболии.

В 1897 году Oudin, пользуясь аппаратом d’Arsonval и используя свой повышающий трансформатор на его выходе (Уденовский резонатор), продемонстрировал в Париже в своем докладе на французском дерматологическом и сифилидологическом обществе удаление бородавок и папиллом монополярным электродом.

В 1900 году Riviere использовал аппарат d’Arsonval для разрушения поверхностных злокачественных новообразований кожи.

В 1907 году de Keating Hart стал применять фульгурацию — искры от аппарата d’Arsonval — для разрушения злокачественных новообразований. Он же первый отметил вазоконстрикторное действие электрического тока. Вначале его метод получил большое одобрение со стороны некоторых хирургов, но вскоре печальные результаты операций убедили, что происходило разрушение только поверхностных слоев опухоли и ее рост только активизировался.

В сентябре 1907 года на VII съезде естествоиспытателей и врачей в Дрездене Nagelschmidt в своем докладе сообщил о токах высокой частоты и указал на возможность их использования в терапии. Опубликовав в медицинской печати описание терапевтического применения токов высокой частоты, он дал этому методу лечения название диатермии, то есть глубокого прогревания.

В 1907 году инженер Forest предложил производить разрезы тканей при помощи иглы, насаженной на изолирующую ручку и соединенной с выходной клеммой резонатора Oudin в аппарате d’Arsonval: электрическая дуга производила бескровное рассечение тканей. Ввиду того, что игла при этом не раскалялась, ей дали название “кальткаутера” (холодного каутера), а метод назвали форестизацией.

В этом же 1907 году Doyen установил, что аппарат d’Arsonval действовал гораздо эффективнее, если пациент лежал на металлической пластине, соединенной с другим полюсом генератора. Так появилась индифферентная плата пациента - пассивный электрод. Тогда же была проведена и первая электрохирургическая операция удаления геморроидальных узлов.

В августе 1909 года на Интернациональном конгрессе врачей в Будапеште Nagelschmidt сделал доклад о применении коагулирующих свойств диатермии при лечении кожного рака.

Понятие электрокоагуляции как метода лечения ввел в 1909 году тот же Doyen. В 1910 году Czerny видоизменил форестизацию. Он ввел понятие «пассивный электрод» и используя в качестве «активного электрода» иглу, описал рассечение тканей с помощью высокочастотного тока.

В 1910 году Clark увеличил мощность и улучшил качество работы генератора посредством многочисленных разрядных промежутков, изменил конструкцию для достижения дегидратации тканей, которую он назвал обезвоживанием (дессикацией). Он впервые в США удалял электрохирургическим методом опухоли кожи, головы, шеи, груди и шейки матки.

В России пионером в применении электрохирургии считают В.Н. Шамова, который ещё в 1910 - 1911 годах применял в клинике Военно-Медицинской Академии высокочастотные токи для лечения злокачественных опухолей. Вопросу хирургической диатермии посвящена отдельная глава его докторской диссертации (Шамовъ В.Н., 1911).

В марте 1911 года Р.Г. Лурье выступила с докладом об электрокоагуляции на III съезде Общества Российских Акушеров и Гинекологов. Автор на основании проведенных исследований сделала вывод, что токи высокой частоты являлись “силой грубой”, которую невозможно строго дозировать, и что они не могут быть рекомендованы для хирургических целей.

В 1919 году Idell и Terner окончательно ввели пассивную цепь пациента. Для заземления больного и пассивной цепи они использовали трубы водяных радиаторов.

В 1920 году доктор Calk продемонстрировал метод “горячего пунша” для иссечения ткани простаты и обеспечения гемостаза одновременно. Ткань прижигалась нагретым электродом.

В 1923 году Wyeth описал результаты, полученные им при электрокоагуляции эпителиом носовой и ротовой полостей. Faley сравнительно широко начал применять электрокоагуляцию для наложения межкишечных анастомозов.

В 1924 году Shtern изобрел цистоскоп, через который можно было пропускать диатермическую петлю и проводил коагуляцию различных новообразований под визуальным контролем.

Более широкое распространение электрохирургии как метода оперативного вмешательства началось с 1926 года, когда инженер Bovie впервые организовал производство разработанного им специально для электрохирургии аппарата. В нем использовались искровые генераторы, которые обеспечивали превосходные результаты при коагуляции. Резание с помощью этих коагуляторов обусловливало образование на раневой поверхности значительного струпа.

В этом же году нейрохирург Cushing использовал прибор Bovie для коагуляции опухоли головного мозга с выраженной разветвленной сосудистой сетью. В качестве электрода использовалась режущая петля. В последующие месяцы ему удалось удалить несколько разновидностей опухолей головного мозга, которые раньше иссекали только при аутопсии. Cushing разработал почти все способы остановки кровотечений в нейрохирургии. Им же были описаны и первые осложнения при использовании высокочастотной электрохирургии.

В 1926 году в Берлине Golmgren сделал доклад о применении диатермии при оперативном лечении рака нижней челюсти (Ивановский Г.А., 1939).

В 1928 году Cushing опубликовал свою монографию “Электрохирургия как вспомогательный метод удаления внутричерепных опухолей”, где описал потенциал и перспективы развития высокочастотной электрохирургии.

В 1929 году Poggi и Massotti сообщили свои данные о 100 больных раком полости рта, излеченных диатермической коагуляцией и не имевших при этом летальных исходов.

В 1930 году McCarthy изобрел резектотом, через который можно было манипулировать диатермической петлей под прямым визуальным контролем. Устройство нашло немедленное применение при трансуретральной резекции предстательной железы.

В этом же году Lowry описал методику и технику ампутации грудной железы при раке.

В 1931 году Seemen рекомендовал применять электронож в гнойной хирургиии, а также на отдельных этапах операций на легких, почках, печени.

30-е годы по праву считаются временем расцвета электрохирургии. Электрохирургические методики активно применялись в различных областях медицины. Однако, по мере накопления клинического опыта и анализа осложнений, показания к электрохирургическим технологиям были сужены и данная методика заняла свою нишу в арсенале средств для рассечения тканей и получения гемостаза. В дальнейшем модернизация электрохирургических аппаратов была направлена на уменьшение их размеров и оптимизации электрохирургического воздействия. В связи с внедрением в широкую хирургическую практику лапароскопических технологий, где электрохирургическое воздействие являлось основным средством рассечения и коагуляции тканей, вновь усилился интерес врачей и инженеров к проблемам электрохирургии.

Попытки изучения механизмов электрохирургического воздействия предпринимались уже в 30-х годах, однако дальше общих рассуждений дело не продвинулось. Чисто эмпирический путь развития электрохирургии не мог внести в данный вопрос ясности. Ключом к нему может быть лишь выявление причинных связей, возникающих при электрохирургическом воздействии. Их знание позволило существенно повысить эффективность электрохирургического воздействия, четко и однозначно определить технические требования к электрохирургическим аппаратам. Исследования, проведенные в последние годы в направлении изучения механизма электрохирургического воздействия позволили уточнить и обобщить полученные результаты и продвинуться дальше в понимании существа явлений.

Статистика и данные, полученные в результате исследований, показывают, что, практически для любых электрохирургических вмешательств, достаточно аппаратов ЭХВЧ 200 Вт, что и было зафиксировано в принятых Ассоциацией хирургов Санкт-Петербурга "Стандартах оказания хирургической помощи."

к.м.н. Кораблин Н.М.