Висока енергія в ендохірургії
Перший досвід застосування електричного струму певної частоти для теплового на тканини без пошкоджуючого ефекту належить французькому вченому де Арсонвалю (1891 р.). Через 35 років Штерн використовував для роз'єднання тканин вольфрамову дротяну нитку. Маккартні з'єднав прямий резектоскоп Вапплера та дротяну петлю в один інструмент для резекції тканин простати. Об'єднання інструменту з комплексним генератором дозволило створити одну з перших високоенергетичних систем для урології, що уможливлювало один і той же електрохірургічний прилад як в режимі різання, так і коагуляції.
Паралельно відбувалася модернізація електрохірургічних блоків. Для розтину тканини та виконання гемостазу у сучасних електрохірургічних генераторах застосовується змінний струм із частотою понад 100 кГц. Обмеження верхнього порогу частоти прийнято приблизно 1 МГц. Це зроблено тому, що струми свердлової частоти мають потужну індуктивність. Це може спровокувати значні реактивні явища за рахунок поширення струму за межі контрольованого електричного кола.
Електричний струм стандартної частоти (60 Гц) на виході з генератора перетворюється на високочастотну напругу з певними параметрами. Характеристики струму та властивості самої тканини визначають у результаті кінцевий ефект взаємодії між собою. Виходячи з законів фізики, змінний струм певної потужності, що має форму хвилі у вигляді правильної безперервної синусоїди, має ріжучий ефект. У свою чергу коагуляційний ефект властивий переривчастій хвилі з амплітудою, що поступово знижується. Основні ефекти, що відбуваються в тканині при дії електричного струму, зумовлені перетворенням електричної енергії на термічну. При цьому у тканинахвідбувається низка специфічних змін. Підвищення температури до 43-45◦ викликає скорочення тканини. При досягненні порога в 50°С відзначається зниження активності ферментних систем. Явлення денатурації білків починаються при 50-60 ◦ С. Висушування тканин, обумовлене інтенсивною втратою рідини відбувається при температурі 90-100 ◦ С, а при перевищенні порога 100 ◦ С вода закипає і переходить у пароподібний стан. Подальше підвищення температури супроводжується такими послідовними ефектами - карбонізація (150 С), вапоризація (300 С), крайове займання (більше 500 С).
Основу монополярного режиму, що використовується в хірургії, становить різке підвищення опору змінному імпульсно-синусоїдальний електричний струм високої частоти. Цей процес відбувається у точці контакту активного електрода з тканиною. Активний електрод, як правило, має невелику площу поверхні. У резектоскопі як його виступає резекційна петля. При цьому електричний струм проходить через тканини пацієнта від активного елекроду до пасивного. Останній, у свою чергу, має поперечний переріз значно більшої площі та являє собою металізовану пластину, контакт якої з тілом пацієнта здійснюється в хрестовій зоні або на стегні.
Фізика даного процесу виражається переходом електричної енергії в теплову, що призводить до різкого підвищення температури внутрішньо-і позаклітинної рідини понад 100 С. У зоні інтенсивного кипіння відбувається руйнування клітин - таким чином реалізується ефект роз'єднання (розрізу) тканин.
Для запобігання несприятливим впливам електричного струму на організм пацієнта, при операціях як оптичне середовище використовують розчини зі слабкою струмопровідною здатністю(9% розчин манітолу, 5% розчин глюкози).
Принципи монополярної електрохірургії залишаються незмінним і не залежать від різновиду резекційного електрода, що застосовується (валика, дротяної або випарюючої петлі). Змінюються лише параметри потужності електрохірургічного генератора, залежно від площі поверхні активного електрода. При роботі дротяної петлею описані вище фізичні ефекти відбуваються на дуже обмеженому обсязі тканини - зона різання становить трохи більше перерізу петлі, і при цьому зона коагуляції поширюється на глибину 0,1-0,5 мм.
При застосуванні електродів, що випарюють, зона інтенсивного кипіння (руйнування клітин) становить 3-4 мм, а на глибину до 1-3 мм тканина, що підлягає, коагулюється. З метою зупинки кровотечі електрохірургічний блок використовують як коагуляції. У цьому подається чистий імпульсний струм.
На думку більшості хірургів-урологів, трансуретральна резекція є «золотим стандартом» лікування інфравезикальної обструкції, що розвинулася внаслідок аденоми простати, склерозу шийки сечового міхура, а також при хірургічному лікуванні пацієнтів з неінвазивними пухлинами сечового міхура. В останніх трансуретральна резекція є основним способом морфологічного підтвердження діагнозу та правильного стадування процесу. Крім того, одночасно з діагностичним характером цей метод носить лікувальну складову в комплексному лікуванні поверхневого раку сечового міхура.
Незважаючи на багато переваг, накопичений досвід показав, що методи монополярної хірургії мають певні недоліки, які мали вираження в інтра- та післяопераційних ускладненнях та обмеженнях, серед яких варто відзначити «ТУР – синдром», «випадкову» перфорацію стінки сечового міхура черезстимуляції замикаючого нерва електричним струмом, що проходить, погану операційну видимість і втрату орієнтації при масивній кровотечі, неможливість застосування даного методу у хворих з кардіостимулятором. Усе це змушувало проводити постійну роботу, спрямовану зниження частоти їх виникнення і мінімізації негативного на організм пацієнта.
Результатом подальшої еволюції електрохірургії в урології стала поява наприкінці 20 століття методики біполярної трансуретральної резекції. Принципова відмінність методу у тому, що проходження електричного струму обмежується відстанню між електродами (активним і пасивним), тобто. не проходить його перебіг через весь організм хворого як при монополярному варіанті. Крім того, як оптичне середовище застосовуються розчини електролітів (найчастіше 0,9% фізіологічний розчин NaCl). Це дозволяє створити розряд між близькими електродами, що призводить до переходу електропровідної рідини в плазмовий стан (високоіонізованих частинок), що в свою чергу призводить до руйнування молекулярних зв'язків у структурі тканини. При цьому температура в зоні впливу знаходиться в діапазоні 40 - 70 ◦ С, у той час як при використанні традиційних монополярних електрохірургічних методів відбувається нагрівання понад 400 ◦ С. Тому іноді біполярний високоенергетичний вплив називається холодна плазма. Таким чином, тканини, у тому числі оточуючі, одержують менше побічних теплових ушкоджень, відбувається їх швидке відновлення та зменшується процес рубцювання.