Hochfrequenz-Chirurgie: Wirkungsweise, Risiken und ... - Sempermed

Hochfrequenz-Chirurgie: Wirkungsweise,
Risiken und Risikominimierung
D
Nummer 5
ie Hände sind die wichtigsten Arbeitsinstrumente des ga nismus zum Tra gen: der fara di sche Effekt, der elek tro -
Menschen. Handschuhe bewahren sie vor Kälte,
Schmutz, Kontamination und Verletzungen.
lytische Effekt und der thermische Effekt.
Im medizinischen Bereich gelangen spezielle Hand schuhe 1.1.1. Der faradische Effekt
zum Schutz für Patienten und Personal zum Einsatz. Bei Nerven- und Muskelzellen sind elek trisch erregbar und
korrekter Anwendung sollen medi zinische Handschuhe werden von elek tri schem Strom gereizt.
wechselseitige Keimüber tragung zwischen medizinischem Bei menschlichem Gewebe ist die Reiz wirkung bei einem
Personal und Patienten verhindern.
Wechselstrom von ca. 100 Hz am höchsten, nimmt mit stei -
Bestmögliches Tastgefühl, hohe Elastizität und Tra ge - gender Frequenz stetig ab und verliert zunehmend ihre schä-
komfort sind weitere unabdingbare Produkt anfor derungen.
Durch die geringe Dicke von 0,2 mm lassen sich diese
digende bzw. lebensge fährliche Wirkung (Fig. 1).
Vorgaben weitgehend erfüllen, es stellt sich jedoch die Fra- 1.1.2. Der elektrolytische Effekt
ge, ob und wie ein OP-Handschuh Schutz vor Span nungen Elektrischer Strom bewirkt im biologischen Gewebe einen Io-
von ca. 1.300 Volt, wie sie bei der HF-Chirurgie verwendet nenfluss. Ionen sind kleinste elektrisch geladene Teilchen.
werden, bieten kann.
Beim Anlegen von Gleichstrom wandern die positiv gela -
denen Ionen zum negativen Pol, die negativ gela denen Ionen
zum positiven Pol und führen dort zu einer Schädi gung
1. Allgemeine Aspekte der HF-
des biologischen Gewebes. Gleich -
Chirurgie
strom eignet sich daher nicht zur An-
Mit Hilfe von elektrischer Energie, Neuromuskuläre Reizwirkung wendung in der Chirurgie.
die in Wärme um ge wandelt wird,
Benutzt man jedoch Wechselstrom
kann man biolo gi sches Gewebe
mit sehr hoher Fre quenz, wechseln
schnei den und Blu t ungen sti l len.
die geladenen Teilchen ständig ihre
Da diese Technologie mit hohen
Be we gungsrichtung, d.h. sie werden
Stromspannungen a r bei tet, erge ben
zum Schwingen an ge regt und ha-
sich gewisse Risiken. Um diese zu
ben daher keinen schädi genden Ein-
mini mie ren, ist es wich tig, sich der
Wirkungsweise be wusst zu sein.
fluss.
1.1.3. Der thermische Effekt
1.1. Wechselwirkung von elektri -
Durch die Einwirkung von elek -
schem Strom mit biolo gi schem
trischem Strom wird das Ge webe
Gewebe
erwärmt, wobei der Grad der Er -
Drei Effekte kommen bei Einwir kung
Fig. 1:
Abhängigkeit zwischen Frequenz des
wärmung von folgenden Fakto ren
von elektrischem Strom auf den Or - Wechselstromes und Reizwirkung auf Zellen abhängt:
1

von der Stromdichte
ßerhalb der Zellen, ohne die Zell wände zu
vom spezifischen Widerstand des
zerstören (Fig. 3). Das Ge webe schrumpft,
Gewebes
seine koagulations fähigen Teile werden
von der Einwirkungszeit der elektri -
ther misch verödet. Eine Stillung des Blut-
schen Energie
flusses, auch aus größeren Gefäßen, wird
Je höher die Stromdichte, desto größer ist
die Tempe raturerhöhung und damit der
thermische Effekt. An der Spitze des mo-
erzielt.
nopolaren Elektrokauters (Aktivelek trode)
erhöht sich die Stromdichte, es kommt zur
Fig. 2:
Vorgang in der Zelle beim Schneiden
3. Techniken der HF-Chi rur gie
Bei der Hochfrequenz-Chirurgie kom men
Ausbildung eines Licht bogens und da-
zwei Methoden zum Einsatz, die sich
durch lokal zu einer sehr hohen Tempera-
durch den Weg, den der elek trische Strom
tur. Gewebe kann an dieser Stelle ge-
nimmt, unter schei den: die mono polare
schnitten bzw. verödet werden.
An der großen Fläche der Neutral el ek trode
und die bipo lare Technik.
sind Stromdichte und Temperatur ent -
3.1. Monopolare Technik
wicklung dagegen so gering, dass keine
Bei der monopolaren Technik entsteht an
Wirkung auftritt.
der schmalen Aktivelektrode (Spit ze des
Fig. 3:
Vorgang in der Zelle beim Koagulieren
Elektrokauters) durch Erhöhung der Stromdichte
ein starker thermischer Effekt. Im
2. Prinzip der HF-Chirurgie
angrenz enden Gewebe des OP-Feldes
Das Prinzip der HF-Chirurgie basiert auf den oben be- kann damit geschnitten bzw. koaguliert werden. Im ent -
schriebenen Vorgängen. Mit Hilfe des thermischen Effektes fernteren Gewebe wird die Stromdichte deutlich reduziert,
wird Gewe be geschnitten, und Blutungen werden gestillt. ohne Wär mewirkung fließt der Strom als elektrische Ener-
Um Schädigungen des Gewebes durch den elektrolytischen gie über die großflächige Neutral elektrode aus dem Körper
Effekt bzw. Rei zungen der Nerven- und
Muskel zellen durch den faradischen Effekt
ab (Fig. 4).
zu ver hin dern, gelangen hoch frequente
Gegenüber dem Schnitt mit dem Skal pell
Wechsel ströme mit mindestens 100 kHz
ergeben sich folgende Vorteile:
zum Einsatz.
Verhinderung von Blutungen
Grundsätzlich kann HF-Chirurgie auf zwei
Verhinderung von Keimverschlep pung
Arten genutzt werden: zum Schnei den und
zum Koagulieren.
Schonung des Gewebes
Fig. 4:
Der Koagulationsgrad der Schnitt fläche ist
2.1. Schneiden von Gewebe
Wirkungsweise der monopolaren Technik
abhängig von der Form der Elektrode und
Strom mit hoher Dichte erhitzt die Flüs sig -
der Schnittführung, die Koagula tionstiefe
keit in den Kör perzellen so schnell, dass
der entstehende Dampf druck die Zell -
von der Intensität des HF-Stromes.
mem bran zum Platzen bringt (Fig. 2). Die-
3.2. Bipolare Technik
ses Prinzip nutzt man zum Schneiden und
Die bipolare Technik gelangt vor allem
in geringe rem Maße zum Koagu lieren von
in der Mikro- und Neurochirurgie zum
Gewebe. Dabei ver engen sich auch an-
Ein satz und kann nur zum Koagulieren
grenzende kleine Gefäße, was eine
verwendet werden. Gearbeitet wird mit
Blutstill ung bewirkt.
einer zweipoligen Aktivelektrode (Pin -
zet te), wobei beide Pole Kontakt mit
2.2. Koagulation
dem Operationsfeld haben. Eine
Bei langsamer Erhitzung des Gewebes
Fig. 5:
Neutral elek trode ist nicht erforderlich.
verdampft die Flüssigkeit inner- und au- Wirkungsweise der bipolaren Technik Elektrische Energie wird in die Pinzette
Wärme
Wärme
2

geleitet, an den Spitzen bewirkt der
thermi sche Effekt die Koagulation des
Gewebes (Fig. 5).
Strom
Ablage des Elektrodengriffes am
dafür vorgesehenen Platz
Verwendung der kleinstmög li-
chen Span n ung
Richtige Platzierung der Neutral-
4. Sicherer Umgang mit HF-
Chi rurgie
elek troden
Hohe sicherheitstechnische Stan -
4.3. Risiken für den Anwender
dards und technische Innovationen
Die Hochfrequenz-Chirurgie ist so -
machen die Hochfrequenz-Chirur-
wohl für den Chirurgen als auch für
gie bei kor rekter Anwendung zu einer
sicher en Opera tionsmethode.
Fig. 6:
Gewünschter „Stromfluss“ bei monopolarer HF-Chirurgie
den Patienten auf Grund der zuvor
be schrie benen Effek te eine sichere
Schon das Wis sen um die Ri si ken
Ope ra tionsmethode. Den noch
trägt dazu bei, Effekte wie bei spielsweise elek tri sche kommt es immer wieder zu unerwünschten elektrischen
Entladungen an unerwünschten Stel len zu vermei den. Entla dungen. Passiert dies an der Hand des Chirurgen,
Operations hand schuhe sind als Schutz nicht notwen dig, so wird das als Durch schlag bezeichnet. Durch einen
müssen allerdings natür lich aus hygienischen Grün den Lichtbogen zwischen dem chirurgischen Instrument und
ge tragen werden.
der Hand des Arztes kommt es kurzzeitig zu einer
Hitzeent wicklung. Die hohe freigesetzte Temperatur zer-
4.1. Risiken für den Patienten
stört einerseits den Film des Operationshand schuhs und
Besteht zwischen Operationsfeld und Neutralelektrode kann anderer seits schmerz hafte Ver brennun gen an der
ein Kontakt mit einem geerdeten Gegenstand (z. B. OP- Hand verursachen.
Tisch), kann es zu uner wünsch ten Ableitungen kommen. „Thermische Durchschläge“ treten vor allem dann auf,
Elektri sche En er gie fließt anstatt über die Neutral elek - wenn mit einer einpoligen Elektrode über eine Pinzette
trode über diese Kontaktfläche ab. Je kleiner diese ist (ho- koaguliert wird. Ist diese noch nicht in Kontakt mit dem
he Stromdichte), um so größer ist der ther mische Effekt Gewebe oder wird die Elektrode zu früh aktiviert, so ist
und damit die Möglichkeit einer Verbrennung.
der Stromfluss über den Patienten zur Neutralelektrode
nicht möglich. Der elektrische Strom kann daher nicht
4.2. Sicherheit für den Patienten
durch den Patienten, sondern durch die Pinzette zur
Zum Schutz des Patienten sollten folgen de Punkte be- Hand fließen. Ist die Kontaktfläche der Pinzette mit der
achtet werden:
Hand des Chirurgen sehr klein (wird die Pinzette nur
Richtige Lagerung (troc ken und
leicht gehalten) und daher die
isoliert)
Strom dichte sehr groß, kommt es
Keine Berührung mit geerdeten
Gegen ständen
Durchschlag
zu einer starken Hitze entwicklung.
Es entsteht der gleiche Effekt, wie
Kein punktueller Haut-zu-Haut-
er bei der HF-Chirurgie ge wünscht
Kontakt (zwischen Arzt/Helfer und
wird, nur eben an der falschen
Patient, zwi schen einzelnen Kör -
Stelle. Die ther mische Energie ist
per teilen des Pa tien ten)
so groß, dass es zu Durch schlä gen
Kurze Kabelführung, keine Berüh-
kommt – der Latex film schmilzt, es
r ungs punkte
entsteht ein Loch im Hand schuh
Keine Schlaufenbildung an Ka -
und es kann zu Ver bren n ungen an
beln, keine Befestigung mit Metall -
klemmen
der Hand des Anwen ders kommen.
Vorsichtige Handhabung von Des -
Die starke lokale Erhitzung kann so-
in fek tionsmitteln (enthaltener Alko -
wohl OP-Handschuhe aus Natur -
hol ist durch elektrische Funken
Fig. 7:
latex als auch aus Syntheselatex
ent flammbar)
Koagulation gegen Luft
zerstören.
3

4.4. Tipps für den Anwender
Zur Optimierung von Tast gefühl und
Wie für den Patienten gibt es auch für
Trage kom fort liegt die Wandstärke von
den Anwender Maß nahmen, bei deren
OP-Hand schuhen lediglich bei ca. 0,2
Beach tung Zwischenfälle leicht ver-
mm (1/10 der Dicke eines Elek triker -
mieden werden können:
handschuhs).
Kontrolle des Gerätes vor Inbe trieb -
Aus diesem Grund bieten sie zwar ei-
nahme: Vermeidung von Kabelnen
geringen, aber si cher lich keinen
schlau fen, richtiger An schluss der
100-prozentigen Schutz vor Durch -
Elektroden und Schal ter etc.
schlägen. An dieser Stelle soll aller-
Grundsätzlich zum Gerät pas sen de
Fig. 8:
dings noch einmal darauf hin gewiesen
Zubehörteile verwen den
Elektrikerhandschuh, OP-Handschuh werden, dass bei korrekter Anwen -
Verwendung von isolierten Pin -
dung von HF-Chirurgie kein Hand -
zetten
schuh als Schutz notwendig ist.
Ansetzen der Aktivelektrode im mer zuerst auf das Die isolierende Wirkung von Gummi hängt nicht nur von sei-
Gewe be bzw. bei Koagulation auf die Pinzette, erst ner Dicke, sondern auch von seinen physika lischen Eigen-
danach aktivieren
schaften ab.
Regelmäßiger intra-operativer Hand schuh wechsel: Bei länger dauernden Eingriffen neigt das Material der Hand-
Hautfette und Kontakt mit Flüssigkeiten lassen den schuhe zum Quellen, d. h., sie nehmen vermehrt Schweiß
Latex-Film lang sam quellen und reduzieren auf Dauer und Flüssigkeiten aus der OP-Wunde auf, was die isolie-
die Belast barkeit des Hand schuhs
rende Wirkung des Gummis zusätzlich verringert.
Durch frische und trockene OP-Handschuhe kann die
Wahrscheinlichkeit von Durchschlägen gesenkt werden.
5. Bietet ein Operationshandschuh effizienten Schutz Im eigenen Interesse sollte der Chirurg während länger
bei Verwendung in der HF-Chirurgie?
dauernder Operationen die Handschuhe in regelmäßigen
Von einem Operationshandschuh wird erwartet, dass er vor Abständen wechseln.
Verletzungen durch HF-Ströme schützt.
Um die Sicherheit weiter zu erhöhen, empfiehlt sich das Tra-
Grundsätzlich ist Gummi ein Isolator. Die isolierende Wirgen von zwei Paar Handschuhen. Die Gummischicht ist dakung
hängt von der physikalischen Zusammen setzung des durch verdoppelt, die Luftschicht zwischen den Gummiflä-
Gummifilms und von der Dicke ab. Je dicker der Gummifilm,
desto höher die Wirkung.
chen bietet eine zusätzliche isolierende Wirkung.
Spezifischer Widerstand verschiedener Materialien
in [Ω.cm] bei Wechselstrom im Bereich
von 0,3 bis 1 Megahertz [MHz]
Biologisches Gewebe Metall
Blut 0,16.103 Silber 0,16.10-5 Muskeln, Niere 0,2.103 Kupfer 0,17.10-5 Leber, Milz 0,3.103 Gold 0,22.10-5 Gehirn 0,7.103 Lunge 1,0.103 Fettgewebe 3,3.103 Operationshandschuh aus Naturlatex: 10 10 – 1013 [Ω.cm]
HF-Chirurgie arbeitet mit durchschnittlichen Strom -
spannungen von 1.200 V und mit Spitzen bis zu 4.000 V.
Laut EN 60903 sind zum Schutz vor so hohen Span nungen
Elektrikerschutzhandschuhe der Schutzklasse II mit einer
Wanddicke von 2,3 mm erforderlich (Fig. 8).
Impressum
Medieninhaber und Herausgeber: Semperit Technische Produkte Gesellschaft m.b.H, Division Sempermed, Modecenterstrasse 22, A -1031 Wien,
Tel. +43-1-79 777-621,Fax: +43-1-79 777-630, E-Mail: sempermed@semperit.at, www.sempermed.com, Redaktion: Martina Büchele
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6. Zusammenfassung
Grundlegend kann gesagt werden, dass bei Ver wendung
von HF-Chirurgie kein Handschuh als Schutz benötigt wird
und für diesen Zweck auch nicht als Schutz hand schuh angesehen
werden kann. Eine Ableitung des elek tri schen Stromes
über den Arzt ist bei korrekter Anwen dung und fehlerfreiem
HF-Generator nicht zu erwarten.
Sollte es doch während der Arbeit zu „fehlgeleiteten“ Strömen
und infolgedessen zu Durchschlägen kom men, kann
durch Maßnahmen zur Sicherheit und zusätzliche Isolierung,
etwa durch spezielle Pinzetten oder Tragen von zwei
Paar Operationshandschuhen übereinander, Abhilfe geschaffen
werden, um die Wahrscheinlichkeit von Durchschlägen
zu minimieren.
10/2009 DM1500851