aula 5 -unidades eletrocirurugicas_ apresentação
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IA748 - Curso de Instrumentao Biomdica
Professor Antonio Quevedo
Alunos : Luiz Paulo Sera Tavares de Campos
Luiz Alberto Cannetieri
Unidade Eletrocirrgica
e
Bisturi Ultrassnico
1
-
1) Unidades Eletrocirrgicas
a) Introduo
b) Histrico
c) Princpios de Funcionamento
d) Principais Efeitos Cirrgicos da Eletrocirurgia
e) Efeitos Fisiolgicos da Corrente Eltrica no Corpo Humano
f) Diagrama em Bloco do Bisturi Eltrico
g) Configuraes de Sada
h) Coagulao com feixe de Argnio
2) Bisturis Harmnicos
a) Introduo
b) Princpios de Funcionamento
c) Caractersticas
3) Normas Tcnicas
4) Bibliografia
2
Estrutura da Apresentao
-
Unidades
Eletrocirrgicas
3
-
4
As vantagens da unidade eletrocirurgica sobre o bisturi convencional so:
Unidades Eletrocirrgicas
Introduo
Corte e coagulao do sangue (hemostasia) simultneos, se desejado;
Acesso mais fcil a determinados locais cirrgicos (em endocirurgia ou Laparoscopia);
Destruio pelo calor das clulas no local da cirurgia, contribuindo para minimizar o risco de disseminao de clulas doentes.
-
2. Em 1891: d'Arsonval documentou a passagem de corrente eltrica de alta frequncia (gerada por centelhamento) pelo corpo humano sem a
manifestao de dor ou estimulao neuromuscular;
1. O calor j vinha sendo utilizado desde 3000 A.C atravs de ferramentas aquecidas no fogo para tratar de hemorragias decorrentes de leses
acidentais ;
3. Em 1908: foi construdo o primeiro oscilador eletrnico usando vlvulas termoinicas;
4. Em 1929: Bovie construiu o primeiro equipamento comercial de corte e hemostasia utilizando correntes eltricas de alta frequncia;
5. Dcada de 70: o advento dos transistores permitiu a construo de equipamentos de eletrocirurgia menores, compactos e melhor
adaptados aos centros cirrgicos e ambulatrios
6. Dcada de 90: os circuitos usando microprocessadores permitem monitorar e controlar continuamente a potncia que circula pelo
paciente, aumentando a segurana e a eficincia dos equipamentos;
Unidades Eletrocirrgicas
Histrico
5
-
As unidades de eletrocirurgia so equipamentos eletrnicos portteis
destinados a gerar e aplicar correntes eltricas de alta frequncia e alta
potncia, com o objetivo de produzir aquecimento local instantneo e
controlado e com isso realizar corte e, ou hemostasia controlada. Para tanto,
necessrio que as correntes eltricas atravessem o corpo (ou ao menos
uma parte dele)
O termo hemostasia refere-se ao conjunto de
mecanismos pelos quais se mantm a fluidez
do sangue pelos vasos, sem coagular
(trombose) nem extravasar (hemorragia). A
hemostasia pode ser dividida em 3 etapas:
Hemostasia
Unidades Eletrocirrgicas
Princpio de Funcionamento
6
Hesmotasia responsvel
pelo sangue no coagular e
nem extravasar
-
7
Unidades Eletrocirrgicas
1. Hemostasia primria - Tem-se a vasoconstrio local, adeso e agregao plaquetria com conseqente formao de um tampo
plaquetrio inicial.
2. Hemostasia secundria (coagulao) - Compreende uma srie de reaes em cascata cujo resultado final a formao de fibrina a partir
do fibrinognio que confere estabilidade ao cogulo.
3. Hemostasia terciria ou fibrinlise - ativada na mesma ocasio da coagulao, existindo um equilbrio fisiolgico entre as mesmas, onde a
plasmina atua degradando a fibrina e desfazendo o cogulo formado.
Princpio de Funcionamento
7
-
Unidades Eletrocirrgicas
Princpio de Funcionamento
8
A totalidade dos processos envolvidos nestas etapas depende de elementos
independentes, porm interativos, tais como:
- Vasos sanguneos (particularmente o endotlio);
- Elementos celulares sanguneos (particularmente plaquetas);
- Protenas procoagulantes do plasma (fatores de coagulao);
- Sistema fibrinoltico,
- Protenas inibitrias e anticoagulantes.
Grosseiramente, os eventos da hemostasia podem ser esquematizados da
seguinte forma:
-
Na eletrocirurgia, o efeito trmico no produzido pela transferncia de calor
pelo contato do tecido com um material aquecido, e sim pelo calor produzido
pela passagem de corrente eltrica pelo tecido.
Esta converso resulta nos seguintes fenmenos:
Entre 43 C e 45 C ocorre retrao dos tecidos;
As atividades enzimticas se reduzem aps os 50 C;
A coagulao das protenas ocorre entre 50 C e 60 C;
De 90C a 100 C o tecido completamente desidratado (dessecado) e a gua contida nos tecidos evapora sob temperaturas superiores a
100 C;
A carbonizao ocorre com temperaturas acima de 150 C;
A vaporizao dos tecidos ocorre em temperaturas superiores a 300C.
Unidades Eletrocirrgicas
Princpio de Funcionamento
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Inferior a 43 C (nenhum efeito continuado observado). As clulas retornam ao seu estado normal quando o aquecimento removido;
Acima de 45C ocorrem mudanas irreversveis que inibem o funcionamento normal das clulas, levando-as a morte ;
-
1. Dessecao Eletrocirrgica (secagem trmica)
Efeito trmico gerado pela passagem da corrente de alta frequncia;
Aquecimento vai eliminando a gua, com formao de bolhas;
Pode ser utilizada qualquer forma de onda com baixos nveis de energia eltrica;
Importante manter o eletrodo limpo, pois a eficincia depende do bom contato eltrico com o tecido (no h centelhamento). Usam-se
eletrodos com grande superfcie.
Unidades Eletrocirrgicas
Principais Efeitos Cirrgicos da Eletrocirurgia
10
-
2. Corte Eletrocirrgico
As clulas so aquecidas to rapidamente que explodem devido ao calor, deixando uma cavidade;
O calor dissipado pelo vapor, no se propagando s vizinhanas;
O corte do tecido obtido pelo centelhamento (eletrodo no toca o tecido). Usam-se eletrodos de pequena rea, para aumentar a
densidade de corrente e concentrar o calor em um ponto.
Corte de tecido muscular com
eletrodo tipo lmina (a lmina
no afiada e nem toca o tecido).
Corte de vilosidade com
eletrodo tipo loop de fio,
em laparoscopia
Unidades Eletrocirrgicas
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Principais Efeitos Cirrgicos da Eletrocirurgia
-
3. Fulgurao Eletrocirrgica (coagulao)
Aplicao de pacotes de energia (alta frequncia) provocando centelhamento;
O aquecimento intermitente, as fascas (linhas claras na figura ao
lado) so longas dispersando mais o
calor. Neste caso, o eletrodo tambm
no toca o tecido;
A temperatura no chega a provocar exploso das clulas, que se desidratam mais lentamente sem produzir corte;
A coagulao superficial, formando uma capa marrom clara que impede hemorragia.
Unidades Eletrocirrgicas
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Principais Efeitos Cirrgicos da Eletrocirurgia
-
4. Blend (corte misto)
Situao intermediria entre corte e coagulao, com pacotes de energia mais intensos, produzindo corte e fulgurao das regies
vizinhas, com efeito hemosttico moderado;
Pode-se fazer cortes com diferentes nveis de coagulao com um mesmo eletrodo e mesma potncia.
Vrios cortes. Coagulao
aumenta da esquerda para direita
Unidades Eletrocirrgicas
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Principais Efeitos Cirrgicos da Eletrocirurgia
-
Os cortes ao lado so resultantes de uma
combinao de senides (formas de onda da
corrente eltrica).
Corte - Forma senoidal contnua , pela elevao rpida da temperatura e vaporizao
celular. A tenso eltrica tem que ser suficientemente alta para produzir centelhamento
entre o eletrodo de aplicao e o tecido vivo (aproximadamente, 1.000 V). As clulas
explodem deixando uma cavidade que forma a inciso.
Coagulao - A corrente eltrica consiste de curtos "pacotes" de ondas senoidais,
intercalados de perodos de pausa eltrica. Isso produz um aumento gradual da
temperatura (uma vez que o gerador no entrega energia na maior parte do tempo),
permitindo a evaporao dos fluidos intra e extracelulares, resultando em uma retrao
dos tecidos.
Unidades Eletrocirrgicas
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Principais Efeitos Cirrgicos da Eletrocirurgia
-
Blend (misto) - Durante os perodos em que o gerador est atuando, a tenso eltrica
pode alcanar valores mais elevados do que no modo corte, mas com intervalos de pausa
menores do que no modo coagulao.
As formas de onda podem ser modificadas dependendo das caractersticas do tecido.
Unidades Eletrocirrgicas
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Principais Efeitos Cirrgicos da Eletrocirurgia
-
Unidades Eletrocirrgicas
16
http://www.youtube.com/watch?v=pOW--UPVzdE.
-
Para que seja causado algum efeito fisiolgico, o corpo deve fazer parte do
circuito eltrico, ou seja a corrente deve circular de um ponto a outro pelo
corpo humano.
I = V / R
A magnitude da corrente (pela lei de ohm) igual diferenca de potencial
aplicada dividida pela soma das impedncias em srie dos tecidos do corpo
e das duas interfaces nos pontos de contato.
Impedancia o nome que se d a resistencia quando ela varia de acordo
com a frequencia da tenso aplicada. A resistencia do corpo humano varia
bastante com a frequencia, como veremos a seguir (tem caractersticas
capacitiva).
A figura ao lado ilustra uma analogia da
corrente eltrica com a hidrulica. A
diferena de potencial eltrica comparada
com a diferena de altura (energia potencial),
a resistencia eltrica comparada com o grau
de abertura da torneira e a corrente eltrica
com a corrente de gua no sistema.
Unidades Eletrocirrgicas
Efeitos Fisiolgicos da Corrente Eltrica no Corpo Humano
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A imagem ao lado ilustra de uma forma bem humorada que a diferena de
potencial (VOLT) empurra a corrente enquanto a resistencia (OHM) a
limita .
A impedncia mais alta no corpo usualmente a resistncia da pele no
contato de superfcie mas a impedncia total entre os eletrodos a que
de fato impede a circulao da corrente no organismo.
I = V / R
Unidades Eletrocirrgicas
Efeitos Fisiolgicos da Corrente Eltrica no Corpo Humano
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Trs fenmenos podem ocorrer quando a corrente eltrica flui atravs de tecidos biolgicos :
muito importante conhecer os parmetros seguros de aplicao de
correntes ao corpo humano para que elas possam ser utilizadas em
tratamento ou diagnstico de doenas.
Como exemplo disso podemos citar a corrente introduzida no corpo
humano pelos equipamentos de ECG para identificar eletrodos soltos dos
equipamentos.
Estimulao eltrica de tecidos excitveis (nervos e msculos)
Dano no tecido atravs de destruio eletroqumica pela altas correntes.
Aquecimento resistivo do tecido
Unidades Eletrocirrgicas
Efeitos Fisiolgicos da Corrente Eltrica no Corpo Humano
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A figura abaixo mostra as faixas estudadas de amplitude da corrente
alternada de 60hz aplicada por 1 a 3 segundos pessoas de 70kg que
seguram fios 8AWG com as mos humedecidas.
Esses valores so estatsticos e variam de pessoa a pessoa. Por essa razo
o grfico possui faixas ao invs de valores definidos.
Unidades Eletrocirrgicas
Efeitos Fisiolgicos da Corrente Eltrica no Corpo Humano
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Limiar da percepo (Threshold of perception)
Quando a corrente suficientemente alta para
provocar formigamento pelo corpo. Corrente no
limiar da percepo a corrente mnima que um
individuo pode perceber. Esse limiar varia
consideravelmente entre indivduos e condies de
medidas (umidade das mos ou presso feita pelas
mos). A corrente mnima do estudo de 0,5 mA.
Corrente de perda de controle motor (Let-go Current)
Valor mximo de corrente que flui atravs de um corpo humano que
permite que uma pessoa submetida mesma possa se desvencilhar e se
proteger. O limiar anotado pelo estudo de 6mA.
Unidades Eletrocirrgicas
Efeitos Fisiolgicos da Corrente Eltrica no Corpo Humano
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Correntes ainda superiores aos do casos anteriores podem causar
contrao involuntria dos msculos respiratrios. Essas contraes
podem ser suficientemente severas de forma a causar asfixia se a corrente
no for interrompida a tempo. As fortes contraes involuntrias dos
msculos do corpo e a estimulao dos nervos podem ser dolorosos e
provocar dor e fadiga dependendo do tempo de aplicao. O limite mnimo
estatstico verificado para esses fenmenos de 18 mA.
Paralisia respiratria, dor e fadiga (Respiratory Paralysis, pain and fatigue)
Unidades Eletrocirrgicas
Efeitos Fisiolgicos da Corrente Eltrica no Corpo Humano
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Fibrilao Ventricular (Ventricular Fibrilation)
Parte da corrente aplicada pode passar atravs do
corao. A magnitude dessa corrente pode ser
suficiente para modificar o normal funcionamento
do corao causando a fibrilao. A fibrilao no
cessa quando a corrente que a causou
interrompida. Ela a maior causa de morte devido a
choques eltricos nos EUA (cerca de 1000 por ano).
O limite eststico para fibrilao est entre 75 a
400mA
-
Muito pouco se sabe sobre os efeitos de correntes acima de 10A. Nesses
casos a resistividade eltrica causa queimaduras, normalmente na pele
onde a corrente aplicada, porque nesse ponto a resistncia maior. O
crebro e outros tecidos nervosos perdem totalmente a excitabilidade
funcionais. Corrente muito altas podem contrair os musculos a ponto de
separ-los dos ossos.
Contrao Miocrdica Sustentvel
(Sustained Myocardial Contraction)
Quando a corrente suficientemente alta, o
msculo inteiro do corao se contrai. O corao
para de bater durante a aplicao desse tipo de
corrente mas ele retorna ao seu ritmo normal
quando a corrente suspensa, caso o tempo de
aplicao for pequeno.
Queimaduras e Danos Fsicos (Burns And Physical Injury)
Unidades Eletrocirrgicas
Efeitos Fisiolgicos da Corrente Eltrica no Corpo Humano
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-
0 efeito da corrente aplicada sobre o corpo humano depende tambm
diretamente da sua densidade (intensidade da corrente / rea onde essa
corrente aplicada).
Influencia da Densidade da Corrente
Unidades Eletrocirrgicas
Efeitos Fisiolgicos da Corrente Eltrica no Corpo Humano
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DENSIDADE DE CORRENTE EFEITO NO CORPO HUMANO
Abaixo de 10mA/mm2 Em geral no so observadas alteraes na
regio de contato.
Entre 10 e 20 mA/mm2 Vermelhido da pele na regio de contato.
Entre 20 e 50 mA/mm2
Colorao marrom na pele na regio de contato.
No caso de periodos maiores que 10s, podem
ser observadas ocorrncia de pequenas bolhas
na regio de contato.
Acima de 50 mA/mm2 Possibilidade de carbonizao de tecidos.
-
Influencia da Densidade da Corrente
Unidades Eletrocirrgicas
Efeitos Fisiolgicos da Corrente Eltrica no Corpo Humano
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Cabe salientar que essa anlise dos efeitos da densidade de corrente s
leva em conta os efeitos ocorridos no local de contato da aplicao, no
considerando portanto os efeitos em estruturas internas do corpo
humano.
Esses dados so fundamentais para o entendimento do funcionamento
correto e seguro das unidades eletrocirrgicas a ser abordado neste
trabalho.
Esse talvez seja o fator de maior importncia ao entendimento e
utilizao segura da eletrocirurgia, pois determina os limites onde haver
destruio do tecido devido ao efeito trmico, assim como estabelece
referncias para a circulao de corrente pelas regies onde no se
deseja qualquer efeito trmico no paciente.
-
Anlise do Limiar da Percepo e da Perda de Controle Motor
por Gnero Humano
Unidades Eletrocirrgicas
Efeitos Fisiolgicos da Corrente Eltrica no Corpo Humano
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No primeiro grfico esto distribudas as amostras
das experincias do limiar da percepo para
homens e mulheres.
No segundo e terceiro grfico esto apresentados
os resultados das experincias dos limiares de
perda de controle motor para homens e mulheres.
Unidades Eletrocirrgicas
Efeitos Fisiolgicos da Corrente Eltrica no Corpo Humano
Pode ser observado que os dados esto prximos de uma linha reta. Podemos
assumir por essa razo uma distribuio gaussiana.
Para homens o valor mdio para o limiar de percepo 1,1 mA enquanto que para as
mulheres esse valor de 0,7mA. O menor valor detectado do limiar de percepo foi
de 0,5mA. Se a corrente for aplicada atravs de eletrodos do tipo utilizados por ECG
com GEL a mdia do limite da percepo cai para 0.083 mA com uma faixa de 0,03
mA a 0,2 mA.
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Para homens o valor mdio para o limiar de percepo 1,1 mA enquanto
que para as mulheres esse valor de 0,7mA. O menor valor detectado do
limiar de percepo foi de 0,5mA. Se a corrente for aplicada atravs de
eletrodos do tipo utilizados por ECG com GEL a mdia do limite da
percepo cai para 0.083 mA com uma faixa de 0,03 a 0,2 mA.
A corrente de perda de controle motor tambm tem a forma de uma
distribuio gaussiana com mdia de 16mA para homens e 10,5 mA para as
mulheres. A corrente mnima de perda de controle motor identificada foi 9,5
mA para homens e 6mA para mulheres. Observe que a faixa de distribuio
das medidas limite de correntes de perda de controle motor muito maior
que a faixa de limite de corrente de percepo.
Unidades Eletrocirrgicas
Efeitos Fisiolgicos da Corrente Eltrica no Corpo Humano
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A figura ao lado mostra um grfico que
relaciona medidas de limiar de corrente
de perda de controle motor versus
frequncia da corrente aplicada.
Infelizmente o patamar de correntes
mnimas necessrias ocorre para a faixa
de frequncias da rede de alimentao,
(50 60) hz.
Para frequncias abaixo de 10hz a
corrente mnima sobe, provavelmente
devido a possibilidade do msculo poder
relaxar parcialmente durante cada ciclo
da corrente.
Limiar da percepo e Perda de Controle Motor versus
frequencia da corrente eltrica
Unidades Eletrocirrgicas
Efeitos Fisiolgicos da Corrente Eltrica no Corpo Humano
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Em frequncias acima de algumas centenas de ciclos por segundo (Hz) o limiar de
corrente volta a subir novamente. As experincias realizadas indicam que correntes
eltricas que estejam na frequencia acima de 10kHz no produzem sensao de dor
ou estimulao neuromuscular, porm podem provocar efeitos trmicos nos
tecidos.
Segundo as prescries da clausula 6, capitulo 4 da Norma IEC 479, 1994, no se
tem registros de estimulao neuromuscular causadas por correntes eltricas cujas
frequencias sejam superiores a 100khz.
Essa descoberta permite a utilizao de frequencias nessa faixa em equipamentos,
como as unidades eletrocirrgicas, quando se deseja obter apenas o efeito de
aquecimento (efeito joule, trmico) no corpo humano.
Unidades Eletrocirrgicas
Efeitos Fisiolgicos da Corrente Eltrica no Corpo Humano
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Um simples pulso de estimulo pode
induzir VF se aplicado exatamente
durante o perodo vulnervel da
depolarizao cardaca que
corresponde a onda T do ECG.
Para corrente de 60hz aplicado nas
extremidades do corpo o limiar das
correntes que podem causar a
fibrilao aumenta fortemente
quando a durao menor que 1
segundo como mostrado na figura
ao lado.
Para provocar a fibrilao as
correntes devem permanecer por
perodos maiores para estar
acontecendo durante a onde T do
ciclo cardaco do corao atingido.
Durao da aplicao da corrente eltrica
Unidades Eletrocirrgicas
Efeitos Fisiolgicos da Corrente Eltrica no Corpo Humano
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Um estudo da durao da aplicao com corrente contnua mostrado na
figura ao lado que relaciona amplitude de corrente aplicada (ordenada) e
durao da aplicao (abcissa) e traa regies de risco de fenmenos
fisiolgicos. Esse estudo foi feito com a aplicao de corrente entre as
mos e ps de um ser humano.
Durao da aplicao da corrente eltrica
Unidades Eletrocirrgicas
Efeitos Fisiolgicos da Corrente Eltrica no Corpo Humano
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As regies so as seguintes
DC1 Geralmente no so detectadas reaes
DC2 Usualmente no so detectados efeitos fisiolgicos prejudiciais
DC3 Ocorrncia de efeitos fisiolgicos reversveis
DC4-1 Probabilidade de 5% de fibrilao ventricular
DC4-2 Probabilidade de 50% de fibrilao ventricular
DC4-3 probabilidade de mais de 50% de fibrilao ventricular
DC4-4 Efeitos fisiolgicos perigosos como graves queimaduras em
tecidos biolgicos.
Durao da aplicao da corrente eltrica
Unidades Eletrocirrgicas
Efeitos Fisiolgicos da Corrente Eltrica no Corpo Humano
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A figura ao lado a curva que separa a regio estatstica de segurana da regio de
risco de fibrilao ventricular.
Ela indica claramente que o risco de fibrilao depende da amplitude da corrente e do
tempo de durao do choque.
Durao da aplicao da corrente eltrica
Unidades Eletrocirrgicas
Efeitos Fisiolgicos da Corrente Eltrica no Corpo Humano
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Vrios estudos utilizando animais
de vrios tamanhos nos mostra
que a corrente limite de fibrilao
aumenta tambm com o peso do
corpo.
Os valores vo de 50mA para ces
de 6kg e de 130mA para ces de
24 kg.
Esses dados precisam ser melhor
estudados dado que eles devem
ser usados para uma extrapolao
do comportamento de correntes
em seres humanos.
Influencia do peso do corpo nos efeitos fisiolgicos
Unidades Eletrocirrgicas
Efeitos Fisiolgicos da Corrente Eltrica no Corpo Humano
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Correntes (choques) aplicados externamente ao corpo humano so
chamados de macrochoques, enquanto que choques aplicados atravs de
dispositivos ou fendas no corpo humano so chamados de microchoques.
Quando a corrente aplicada entre dois pontos da superfcie do corpo,
somente uma pequena frao da corrente total passa pelo corao, como
mostrado na figura. Por essa razo a amplitude da corrente necessria para
fibrilar o corao muito maior do que a corrente aplicada proximo ao
corao.
Influencia dos pontos de aplicao da corrente nos efeitos fisiolgicos
Unidades Eletrocirrgicas
Efeitos Fisiolgicos da Corrente Eltrica no Corpo Humano
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Se a aplicao da corrente feita atravs
de fendas ou dispositivos invasivos, a
resistncia da pele superada. Nesse
caso muito menor voltagem necessria
para produzir correntes suficientes para
cada efeito fisiolgico.
A proteo realizada pela resistncia da pele (de 15Kohms a 1Mohms por
centmetro quadrado) eliminada pelos procedimentos que requer a
insero de dispositivos condutores em aberturas naturais, corte de pele
ou abrases ou arranhes na pele e gel para eletrodos.
Pacientes so particularmente vulnerveis a choques eltricos quando
esses tipos de dispositivos so colocados diretamente sobre os msculos
cardacos.
Unidades Eletrocirrgicas
Efeitos Fisiolgicos da Corrente Eltrica no Corpo Humano
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-
Se um dispositivo (cateter, por exemplo)
prov um caminho de conduo,
correntes muito pequenas (chamadas
microchoques) podem causar VF. A figura
(b) mostra como se daria o fluxo da
corrente atravs desse dispositivo.
Fibrilao em cachorros na mesmas condies podem ser induzidas com
correntes da ordem de 0,02mA. A corrente mxima segura de micro
choque definida como de 0,01mA
Unidades Eletrocirrgicas
Efeitos Fisiolgicos da Corrente Eltrica no Corpo Humano
38
A importncia da localizao do pontos onde o macrochoque
aplicado constantemente minimizado. Se os dois pontos de
aplicao estiverem na mesma extremidade do corpo (mesmo brao
ou perna), o risco de fibrilao pequeno mesmo quando as correntes
circulantes forem altas pois a quantidade de corrente que pode
circular no corao ainda menor.
-
Por outro lado correntes que no se limitam a um lado do corpo trazem
maiores riscos devido a que o fluxo de corrente incluem reas mais
prximas ao mesmo.
Para cachorros a corrente limiar mdia necessria para a fibrilao
maior quando a corrente aplicado entre o brao esquerdo e o brao
direito (LA RA). As outras alternativas de aplicao do corrente trazem menores riscos: entre perna esquerda e brao direito (LL-RA) e entre perna
esquerda e brao esquerdo (LL-RA).
Unidades Eletrocirrgicas
Efeitos Fisiolgicos da Corrente Eltrica no Corpo Humano
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-
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Abaixo apresentamos um diagrama de blocos genrico comum a todos
os bisturis eltricos:
O gerador de RF gera um sinal senoidal de frequncia fixa. A forma de onda (corte, coagulao ou blend) definida pelo controle
da forma de onda a partir de escolha do operador atravs do circuito
de controle.
O amplificador de RF fornece ao sinal a potencia necessria para ser aplicada ao paciente conforme escolha do operador.
Os controle de operao (manual e atravs do pedal) podem ligar ou desligar a saida do sistema.
Unidades Eletrocirrgicas
Diagrama em Bloco do Bisturi Eltrico
-
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O amplificador de potncia entrega at 400 W (dependendo do modelo), com graduaes tanto na potncia mxima quanto nos
intervalos de blend. A potncia geralmente no ultrapassa 50 W nos
coaguladores bipolares;
O circuito de proteo (REM) passou a obrigatrio somente aps a publicao da reviso da norma NBR-IEC 60601-2-2, e portanto, no
est presente em todos os modelos. Sua funo verificar a correta
aderncia das placas de retorno, deligando a sada do equipamento
caso haja algum problema. Em alguns modelos mais sofisticados
(veja bloco do prximo slide) h tambm um circuito de
realimentao que fornece ao bloco controlador informaes da
potencia fornecida na sada do bisturi para que ela seja mantida
estvel atravs de realimentao adequada no controle.
Unidades Eletrocirrgicas
Diagrama em Bloco do Bisturi Eltrico
-
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O diagrama de blocos ao lado de um
prottipo de um bisturi eltrico desenvolvido
pelo Grupo de Biotelemetria CPGEI/CEFET-PR
e publicado pela Revista Brasileira de
Engenharia Biomdica em abril 2005.
Com mais detalhes podemos observar um
gerador de frequencia fixa de 400KHz, com
ganho e modulao controlados por um VCA
(Voltage Controlled Amplifier).
A sada do VCA amplificada e aplicada ao
paciente atravs de um transformador de
radio frequencia.
Unidades Eletrocirrgicas
Diagrama em Bloco do Bisturi Eltrico
-
43
Um circuito de monitorao faz a verificao
dos seguintes parmetros :
a corrente atravs do paciente, em fase com a tenso de referncia;
a integridade da condutividade das placas e conexes dos eletrodos;
A integridade do contato do paciente com as placas duplas;
o curto circuito entre eletrodos ou cabos; circuito aberto entre os mesmos; limites de corrente e tenso; impedncia do paciente e deficincia da alimentao da rede eltrica.
Unidades Eletrocirrgicas
Diagrama em Bloco do Bisturi Eltrico
-
44
Os dados monitorados so realmentados para
a unidade de processamento que muda
conforme as necessidades o controle do DAC,
alterando a forma de onda e potencia aplicada
ao paciente.
A unidade de controle, teclado e display so
os mdulos de interao com o operador do
equipamento.
Unidades Eletrocirrgicas
Diagrama em Bloco do Bisturi Eltrico
-
Existem duas possveis configuraes aplicadas as Unidades
eletrocirrgicas em funo do tipo de eletrodo utilizado e da configurao
dos circuitos eltricos de sada:
Unidades Eletrocirrgicas
Configurao de Sada
45
Monopolar
Bipolar
Configurao Monopolar A corrente aplicada na regio onde se deseja realizar o procedimento
por meio de um eletrodo de pequena rea de contato (eletrodo ativo),
resultando em uma elevada densidade de corrente.
Para corte a potncia limitada a 400W, de acordo com as prescries da Norma NBR IEC 60601-2-2
Para coagulao a potncia limitada a 120W, por questes de consenso e mercado.
Eletrodo de Retorno Sendo a corrente de entrada igual a corrente de sada (ideal) o eletrodo de retorno deve apresentar uma grande rea de
disperso de corrente para evitar o efeito trmico na sada.
Apresentar baixa densidade de corrente < 10 mA/mm2
Normas NBR IEC 60601-2-2 de 2001 e a AAMI HF-18 preconizavam reas mnimas de 100 cm2 e 64 cm2
-
Unidades Eletrocirrgicas
Configurao Monopolar
46
Corte Podem ser realizados por eletrodos ativos de diversas configuraes, montados em
suportes denominados canetas porta-eletrodos,
ou com o uso de pinas monopolares que
apresentam ao mecnica de sustentao do
tecido sob procedimento.
Hemostasia Monopolar Pode ser obtida por meio de processos de fulgurao (coagulao)
ou dessecao (secagem trmica).
Dessecao O eletrodo entra em contato fsico com o tecido e a corrente aplicada promovendo o efeito trmico tanto nas
camadas superficiais quanto nas camadas mais profundas do
tecido
Fulgurao o eletrodo no toca no tecido, o que leva a tenso existente entre eletrodo e tecido ultrapassar o valor limite da
rigidez dieltrica da camada de ar entre esses, produzindo um
efeito conhecido com Spray o qual ir promover efeito trmico em regies mais superficiais do tecido.
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Unidades Eletrocirrgicas
Configurao Monopolar
De forma a garantir segurana e eficcia na utilizao das Unidades
Eletrocirrgicas na configurao monopolar , se faz necessrio a
identificao correta das placas de retorno que podem ser:
Permanentes podem ser rgidas confeccionadas em ao inox, ou flexveis, quando construdas em silicone ou borracha grafitada
Descartveis so flexveis e adesivas, cujo o adesivo um gel condutor que reduz a impedncia de contato entre a pele e o elemento
condutor da placa. Podem ser inteiras, bipartidas ( quando utilizadas
em sistemas de monitorao da impedncia de contato placa x
paciente) ou universais.
Para garantir um maior segurana na utilizao das UE na configurao
monopolar, as placas de retorno devem possuir:
rea efetiva de contato O importante a rea da placa efetivamente em contato com o paciente, evitando-se elementos isolantes entre
placa e paciente, como bolhas de ar
Distribuio de temperatura na regio da placa A distribuio no uniforme de acordo com estudos feitos por Edrich and Cookson (1987),
Tan e Hindeberg (1993) Frize e Poussard (1986), o que no garante a
segurana contra queimaduras devido ao tamanho da placa.
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Unidades Eletrocirrgicas
Configurao Monopolar
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Fatores que afetam o desempenho trmico do eletrodo:
Geometria do Eletrodo As correntes de alta frequencia utilizada nas UE tendem a se concentrar nas extremidades e cantos pontiagudos dos
condutores por ela percorrido. Sendo assim as placas de retorno devem
ser arredondadas minimizando esse efeito que poderia acarretar um
aumento na temperatura do tecido (rgidas). Nas placas descartveis
deve-se atentar-se para correta adeso no paciente de forma a evitar
falhas na colocao podendo resultar em irregularidades na rea efetiva
de contato ocasionando o surgimento de cantos vivos e a penetrao de
lquidos que comprometam a adesividade da placa e por consequncia a
dimunuio da rea efetiva de contato.
Intensidade e durao da corrente aplicada ao paciente Valores elevados de corrente ( 800 ma a 1000 ma) por perodos contnuos de 60s
podem ser aplicados ao paciente por meio do eletrodo ativo aumentando
o risco de queimaduras. Para reduzir o risco de queimadura, existe um
tempo de resfriamento do eletrodo de retorno aps o uso intermitente.
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Unidades Eletrocirrgicas
Configurao Monopolar
Impedncia eltrica do contato eletrodo-paciente
Estrutura anatmica do tecido sob o eletrdo relacionado a impedncia do tecido ( muscular, adiposo, sseo..etc)
Vascularizao do tecido sob o eletrodo funciona como fludo refrigerante, reduzindo a temperatura do tecido sob a placa.
PRECAUES
A placa de retorno deve possuir uma rea efetiva de contato que assegure baixa densidade d
corrente na regio da placa de retorno (boa
disperso de corrente);
A placa de retorno deve colocada sobre superfcies lisas, regulares e bem vascularizadas,
evitando regies sseas, cicatrizes e calosidades
de forma a garantir a circulao de correntes de
retorno de RF por meio de caminhos de menor
impedncia;
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Unidades Eletrocirrgicas
Configurao Monopolar
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PRECAUES
Colocar a placa de retorno o mais prximo possvel do local de aplicao do eletrodo ativo, promovendo a circulao de corrente de RF por
menores volumes de tecido;
Para placas de retorno adesivas, posicion-las na parte anterior do local de aplicao , como por exemplo , se a coxa for definida como melhor
parte para a aplicao , a parte anterior deve ser escolhida em virtude da
melhor vascularizao do tecido;
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Unidades Eletrocirrgicas
Configurao Monopolar
PRECAUES
Colocar a placa de retorno com a maior face voltada para o lado do procedimento , assim existir maior disperso de corrente, resultando em
densidades de corrente mais baixas no primeiro contatodas correntes com a placa e , consequentemente, em menores temperaturas da pele na
regio de aplicao da placa;
Evite caminhos de corrente entre o eletrodo ativo e o de retorno que passem pelo corao, pelos eletrodos de ECG e por prteses metlicas.
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Unidades Eletrocirrgicas
Configurao Bipolar
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Configurao Bipolar Consiste na tilizao de um acessrio denominado
pina bipolar. A corrente circula entre um
brao e outro do dispositivo, no sendo
necessrio o uso de placas de retorno,
uma vez que o caminho da corrente fica
direcionado para o tecido entre as hastes
da pina.
Esta configurao apresenta maior nvel
de segurana que a monopolar, visto que
emprega valores mais baixos de potncia
(potncia mxima na faixa de 70W), e a
corrente circula por pequenas regies do
corpo do paciente reduzindo o risco de
queimadura devido circulao de
corrente por caminhos adversos.
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Unidades Eletrocirrgicas
http://www.youtube.com/watch?v=7LW78yoaEe0
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Unidades Eletrocirrgicas
Coagulao com Feixe de Argnio
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A coagulao normal depende de centelhamento (ionizao do ar, que passa a conduzir a corrente, como em minsculas descargas
atmosfricas). O problema que este centelhamento pode iniciar
labaredas nos tecidos gordurosos, irregular (no pode ser dirigido) e
resulta em tecido coagulado de espessura varivel, que pode voltar a
sangrar;
Sistemas de coagulao monopolares podem ser melhorados com a adio de um feixe de argnio no local do centelhamento, pois este gs
nobre se ioniza sob tenses mais baixas que o ar, sem aumento de
temperatura, formando um verdadeiro "pincel" de corrente eltrica;
O resultado uma coagulao rpida e homognea, ideal para grandes reas de sangramento em tecidos muito vascularizados e em grandes
cirurgias;
O sistema de argnio pode ser independente do equipamento de eletrocirurgia, ou fazer parte do mesmo equipamento. O fluxo de gs pode
ser automtico (controlado pelo disparo do gerador, com fluxo ajustvel
de acordo com a potncia eltrica empregada) ou manual, onde o
operador ajusta um fluxo independente do gerador;
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Unidades Eletrocirrgicas
Coagulao com Feixe de Argnio
So necessrias canetas especiais, para acoplar a sada do gs e os seus controles;
O fluxo de argnio promove a formao de um canal de corrente cilndrico estvel e fcil de controlar. Ajuda a manter limpa a rea da cirurgia (livre
de fumaa, melhorando a visibilidade do cirurgio) e melhorando a
formao da escara.
A figura abaixo mostra a coagulao por feixe de argnio; detalhe construtivo da caneta, com seus contatos eltricos, conector de gs e
controles; equipamento acessrio que permite adicionar a funo
"coagulao por argnio" em um equipamento de eletrocirurgia comum.
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Bisturi
Harmnico
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O bisturi ultrassnico (ou como tambm
chamado, bisturi harmnico) um
equipamento usado em procedimentos
cirrgicos como uma opo ao bisturi
convencional e ao bisturi eltrico.
Ele composto do bisturi propriamente dito
que possui os controles para a mo, uma
unidade de controle e gerao de alta
frequencia e um controle acessvel para os
ps.
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O bisturi harmnico utiliza a tecnologia de ultrassom para cortar tecidos enquanto sela
as bordas do corte.
O dispositivo utiliza um transdutor piezoeltrico entre dois cilindros de metal,
que converte a energia eltrica gerada pela unidade de controle em movimento
mecnico.
O transdutor vibra fazendo com que as lminas vibrem tambm em uma frequencia
entre 20KHz e 60 KHz provocando a denaturao das fibras de colgeno entre os
tecidos, causando a sua ruptura e gerando a coagulao atravs de gerao de calor
interno s clulas.
A intensidade para corte e coagulao pode ser ajustada na unida de controle.
Bisturi Ultrassnico Introduo
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Enquanto o bisturi eltrico atua atravs de corrente eltrica ( e
produo de calor ), o bisturi harmnico corta atravs de vibrao.
Talvez a grande vantagem desse aparelho numa comparao com os
bisturis eltricos que ele no transfere corrente eltrica atravs do
paciente, o que lhe confere maior segurana quando o cirurgio
est prximo a estruturas como cateteres vasculares ou quando a
interveno se d em um portador de marca passo.
Alguns procedimentos nos quais j so utilizados o bisturi harmnico
so : bipsia de pulmes, tiroidectomia, amigdalectomia e cancer
ginecolgico. Eles tambm so muito utilizados em cirurgias plsticas.
Bisturi Ultrassnico Princpio de Funcionamento
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VANTAGENS
No transmite corrente eltrica atravs do corpo do paciente e provoca menos dano lateral trmico que o bisturi eltrico
Realiza corte e coagulao simultneamente, causando menos sangramento.
Menor tempo de recuperao do paciente
No carboniza o tecido ,
No produz fumaa ou odores no campo operatrio .
factvel a coagulao de vasos de at 5 mm sem necessidade do uso de outro tipo de ligadura.
Pode ser utilizada tanto em cirurgias abertas quanto laparoscpicas
Permite o corte de tecidos mais espessos.
Permite maior preciso no corte.
Requer menos mudanas de instrumentao que outras tcnicas durante a cirurgia.
Bisturi Ultrassnico Caractersticas
DESVANTAGENS
Maior demora no corte dos tecidos
S conseguem coagular enquanto est fazendo o corte
Maior dificuldade na sua utilizao.
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Bisturi Ultrassnico
http://www.youtube.com/watch?v=MtFkQyK-cPU
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NORMAS TCNICAS
Como todos demais equipamentos eletromdicos, os equipamentos de
eletrocirurgia esto cobertos pelas normas da International
Electrotechnical Commission (IEC), algumas j com verso brasileira da
ABNT (NBR).
Existem tambm normas nacionais estrangeiras, como o caso da
American Association for Medical Instrumentation (AAMI).
So elas:
ABNT NBR IEC 60601-1-1:2004 - Equipamento eletromdico - Parte 1: Prescries gerais para segurana;
ABNT NBR IEC 60601-2-2:2001 - Equipamento eletromdico - Parte 2: Prescries particulares de segurana para equipamento
cirrgico de alta freqncia", 1998;
IEC/TR3 61289-2: "High frequency surgical equipment - Part 2: Maintenance", 1994;
ANSI/AAMI HF18: "Electro surgical devices", 2001.
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Medical Instrumentation Application and Design John G. Webster Quarta Edio 2010
Unidades Eletrocirrgicas Conceitos e Bases de Operao de Sistemas Eletrocirrgicos Alexandre H. Hermini 2008
Eletrocirurgia - Noes Bsicas WEM Equipamentos - 1997
Biomedical Equipment Joseph J. Carr 1992
Instrumentao Mdico-Hospitalar Luis Carlos Carvalho 2008
Desenvolvimento de um Equipamento Eletrocirrgico com Sada no Chaveada - Revista Brasileira de Engenharia Biomdica, v. 21, n.
1, p. 15-24, abril 2005
Application of a New Integrated Bipolar and Ultrasonic Energy Device in Laparoscopic Hysterectomies - 2012
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BIBLIOGRAFIA
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