Журнал "Гастроэнтерология" 2 (52) 2014

Статья опубликована на с. 61-68

Актуальность проблемы

В абдоминальной хирургии при проведении оперативных вмешательств давно с успехом используются различные физические факторы и созданные на основе их действия медицинские приборы — монополярной электрокоагуляции, крио-, ультразвуковой, лазерный и плазменный скальпель [1]. Наиболее доступным и распространенным в Украине является метод монополярной электрокоагуляции [2]. Однако его использование сопровождается рядом отрицательных явлений: термическим повреждением ткани на неконтролируемую глубину, что приводит к ожогу и некротическим изменениям окружающих тканей и, как следствие, к развитию воспаления, что удлиняет сроки заживления раны, к деформации и формированию грубой рубцовой ткани [3]; возможностью остановить только капиллярное кровотечение, т.е. перекрыть сосуд диаметром до 1 мм [4]; налипанием ткани на наконечник инструмента, что снижает эффективность и требует его чистки, удлиняя оперативное вмешательство; повышенным образованием токсического дыма с неприятным запахом во время выполнения гемостаза [5].

Для того чтобы восстановление физиологических функций оперированного органа или ткани проходило довольно быстро и не вызывало осложнений, термическое воздействие должно быть, с одной стороны, минимальным, с другой — достаточным для получения надежного гемостаза или соединения. Этим требованиям соответствует процесс биполярного электросваривания мягких живых тканей в отличие от традиционного процесса монополярной электрокоагуляции и других разновидностей физического воздействия, при которых перегрев или переохлаждение ткани в месте расположения электродов приводит к утрате ее жизнедеятельности [6].

Одним из сравнительно новых направлений в хирургических клиниках Украины является «электросварка» биологических тканей, основанная на принципе дозированной подачи модулированного тока, автоматически генерируемого в зависимости от конкретного тканевого импеданса [7]. Технология электросваривания в медицине завоевала прочные позиции благодаря проявляемому тканесохраняющему эффекту при энергетическом воздействии на оперируемый орган, который проявляется незначительным деструктивным воздействием на живую ткань, позволяет производить одномоментно атравматический разрез и коагуляцию практически без нарушения морфоструктуры ткани [8, 9]. Такой положительный эффект может быть достигнут различными способами [10, 11], но одним из эффективных был и остается способ автоматического регулирования подачи энергии на основе данных от сигналов обратной связи с импедансом ткани. Такой принцип заложен украинскими разработчиками в отечественной разработке и отражен в ряде патентов [12–14].

Вместе с тем остаются неизвестными многие особенности использования методики сварки биологических тканей в абдоминальной хирургии. Отсутствие конкретных рекомендаций применения режимов работы, в частности в абдоминальной хирургии, высокочастотного генератора ЕК–300М1 [15] совместно с набором специализированного и дополнительного инструментария требует проведения систематической работы по накоплению и упорядочиванию такой информации.

Также немаловажно, что электросварочное оборудование и прикладной инструментарий являются простыми и удобными в использовании.

Цель работы: определение возможности применения и особенностей высокочастотного электро–сваривания живых тканей при выполнении оперативных вмешательств в абдоминальной хирургии.

Полученный опыт поможет хирургам в освоении данной технологии и осознанном подходе к выбору режимов электросваривания живых мягких тканей как в автоматическом, так и в ручном режиме.

Материал и методы

Экспериментальная часть исследования выполнена на 6 лабораторных нелинейных белых половозрелых крысах-самцах массой 220–280 г. Протокол исследования одобрен Комиссией по вопросам биоэтики ГУ «ИГ НАМН Украины». Всем животным под кетаминовым наркозом произведены лапаротомия, резекция печени и дистального отдела поджелудочной железы с применением в автоматизированном режиме электросварочного комплекса, разработанного в ИЭС им. Е.О. Патона, ЕК-300М1 и электро-сваривающих инструментов. В дальнейшем животные находились в виварии и выводились из эксперимента через 9 мес.

Исследование проводили, придерживаясь нормативов, одобренных Законом Украины № 1759–VI от 15.12.2009 г. «Про захист тварин від жорстокого поводження».

После выведения крыс из эксперимента 10–15 % резецированного органа фиксировали в 10,0% растворе нейтрального забуференного формалина для последующего гистологического исследования. Биоптаты обезвоживали в спиртах и заливали в парафин. Гистологические срезы толщиной 3–5 мкм красили гематоксилином эозином и по Маллори в модификации Слинченко.

С октября 2012 года по настоящее время в отделении хирургии органов пищеварения ГУ «Институт гастроэнтерологии НАМН Украины» выполнено 176 оперативных вмешательств при разной абдоминальной патологии с применением электросваривающего комплекса ЕК–300 М1: 127 операций традиционным (открытым) и 49 операций лапароскопическим доступом (табл. 1). Возраст больных колебался от 21 до 75 лет, в среднем (46,40 ± 6,13) года. Женщин было 114 (64,7 %), мужчин — 62 (35,3 %).

Кроме режима «сварка» по мере освоения оборудования использовались режимы «перекрытие», «коагуляция» и реже — «резка». Наиболее универсальным режимом оказался режим «перекрытие», поскольку он позволял одновременно выполнять отсечение и заваривание краев раны.

Учитывая, что аппарат ЕК-300 М1 рассчитан на работу во влажных средах (в диапазоне сопротивления от 0,4 до 20 Ом), во время проведения операции обеспечивали подачу 0,9% раствора NaCl в рабочую зону методом струйно-капельного переноса при помощи шприца. Это позволяло обеспечить наилучшие условия протекания тока и образования соединительного белкового ядра по всей толщине захватываемой ткани, исключая перегрев краев ткани до температуры, превышающей 100 ºС.

Наиболее комфортным режимом работы с точки зрения скорости соединения и рассечения ткани считали режим «перекрытие» с установленной мощностью от 60 до 80 % от номинальной (при большем значении мощности скорость денатурации белка резко возрастала, что приводило к повышению сопротивления ткани и возникновению признаков чрезмерного термического поражения).

Было установлено, что наиболее безопасным режимом работы с точки зрения тканесохраняющего эффекта является режим «сварка». В процессе сварки на начальном этапе необходимо было физически совмещать соединяемые ткани между собой и фиксировать их с постоянным усилием сжатия 3–4 н/см², после чего, нажимая на педаль, подавали напряжение на инструмент; при этом через сжатые края ткани пропускался ток частотой 66 кГц.

После этого автоматика уменьшала напряжение, и через некоторое время, после окончания звукового сигнала, освобождали сжатую ткань. Длительность сварочной экспозиции устанавливали от 4 до 16 единиц, в зависимости от толщины свариваемых сегментов ткани или диаметра сосуда. Реальное время экспозиции зависело от импеданса ткани и могло занять до 20 с. Весь алгоритм мониторинга изменения импеданса ткани и формирования управляемого напряжения реализовывался системой управления без участия человека. При режиме «сварка» использовали инструмент, оснащенный ограничителем сведения электродов с зазором 0,3–0,8 мм.

Результаты и их обсуждение

В процессе морфогистологического изучения резецированных тканей печени и поджелудочной железы экспериментальных животных спустя 9 мес. установлено, что изменения в тканях, подвергшихся электротермическому воздействию, соответствовали площади аппликации электродов инструментария и не распространялись на окружающие структуры, оставляя их интактными, без признаков спаечного процесса с соседними органами. В области воздействия электродов присутствовало обилие тканевых компонентов, структурно не поврежденных, что создавало очевидные предпосылки для дальнейших репаративных процессов. Сформированная рубцовая ткань на резецированной доле печени была золотистого цвета, покрыта блестящей брюшиной, без локальных признаков воспаления. После дистальной резекции поджелудочной железы не отмечалось линии резекции, ткань имела блестящую поверхность (рис. 1).

При морфологическом исследовании резецированных тканей выявлено, что распределение клеток, включающих αГМА, — миофибробластов в пределах соединительной ткани (на месте грануляционной ткани) соответствовало закономерностям процесса ремоделирования образовавшегося регенерата (рис. 2).

При выполнении лапаротомии скальпелем рассекали только кожу, а остальные мягкие ткани — с помощью электросварки — бескровно. При закрытии лапаротомной раны брюшину заваривали в режиме «сварка» без использования лигатур (рис. 3).

При выполнении герниопластики различной локализации (паховая, бедренная, послеоперационная вентральная) использование электросварки дало возможность отказаться от использования электрокоагуляции и сберечь время, затрачиваемое на остановку капиллярного кровотечения. Все этапы оперативного доступа (кроме разреза кожи), включающие рассечение подкожно-жировой клетчатки, выделение грыжевого мешка и грыжевых ворот, подготовку площадки для фиксации полипропиленовой сетки, выполнялись без лигирования и использования других инструментов. Электросварка благодаря надежному гемостазу позволяла добиться «сухого» операционного поля. В таких условиях ткани легко различались по своему виду, операция проходила быстро и анатомично. После выполнения операций по поводу грыж передней брюшной стенки с применением электросварки случаев нагноения послеоперационной раны не отмечалось, что являлось следствием минимального повреждения тканей в зоне операции, а также бактерицидного действия высокочастотного тока [16] (рис. 4).

При выполнении СПВ (рис. 5), мобилизации желудка, панкреатодуоденального комплекса все сосуды, включая правые и левые желудочные и желудочно–сальниковые, панкреатодуоденальную, селезеночные артерии и вены, а также большой и малый сальник, мобилизировали с помощью электросварочного аппарата в режиме «перекрытие», без применения лигатур или клипс. Левую желудочную артерию заваривали, однако дополнительно накладывали лигатуру в месте отхождения от чревного ствола.

При мобилизации связочного аппарата (желудочно-ободочная, желудочно-сальниковая, брыжейки тонкой и толстой кишки и т.д.) сосуды диаметром до 4 мм бескровно пересекались с помощью аппарата электросварки без дополнительных гемостатических мероприятий. Также при выключении тонкой кишки по Ру бескровно пересекали кишечник и заваривали его культю в ручном режиме «сварка» с последующим укрытием лигатурой (рис. 6).

Особенность электросварки состояла в том, что по намеченной линии резекции кишки накладывали сварочный зажим и по мере прохождения тока плавно зажимали бранши инструмента в режиме нарастающего усилия. Перемещая зажим по намеченной линии, полностью проваривали линию разреза.

Операции на поджелудочной железе аппаратом электросварки чаще выполняли при цисто- и панкреатоеюностомии на выключенной по Ру петле тонкой кишки в режиме «перекрытие». Отмечали более бескровное рассечение ткани железы по ходу главного панкреатического протока, а также стенки кисты без применения лигирования в сравнении с применением электрокоагуляции (рис. 7). При выполнении локальной резекции головки (операция Фрея), ПДР и дистальной резекции хвоста поджелудочной железы возникшее кровотечение останавливали с помощью применения режима «перекрытие», реже — «сварка».

При выполнении органосохраняющей операции на желчном пузыре — лапароскопической холецистолитотомии с помощью аппарата электросварки этап холецистотомии проводили в режиме «резка» — бескровно и экономно по времени в отличие от применения электрокоагуляции. Перед наложением интракорпорального шва выполняли заваривание холецистотомного отверстия без захвата слизистой в режиме «сварка» с использованием биполярного зажима Karl Storz (Germany) (рис. 8), что позволяло избежать в раннем послеоперационном периоде такого возможного осложнения, как желчеистечение.

При выполнении лапароскопической холецистэктомии осуществляли заваривание пузырной артерии и герметизацию пузырного протока, на культю которого дополнительно накладывали одну клипсу. Для гемостаза ложа желчного пузыря и печени, при резекции кисты, а также при перицистэктомии вследствие эхинококкоза печени использовали лапароскопический сварочный зажим в режиме «перекрытие».

В послеоперационном периоде кровотечения, желчеистечения из-за несостоятельности свариваемых пузырной артерии и протока не наблюдалось.

В 3 случаях было остановлено кровотечение из селезенки при ятрогенной травме, что позволило сохранить орган.

Мобилизацию различных отделов толстой и тонкой кишки независимо от вида операции осуществляли с помощью электросварки сосудов без дополнительного лигирования или накладывания клипс. Во всех случаях был надежный гемостаз.

При заваривании культи тонкой кишки последнюю выполняли таким образом, чтобы в свариваемый шов не попадала слизистая. В одном случае через 5 часов после панкреатоеюностомии отмечалась несостоятельность культи отключенной кишки по Ру после ее заваривания в автоматическом режиме «сварка», что потребовало релапаротомии.

Поэтому, несмотря на герметичность свариваемого шва, о которой свидетельствуют данные литературы [9], последний в дальнейшем укрывался атравматическим шовным материалом. Восстановление перистальтики наблюдалось на вторые сутки.

Практически во всех наблюдениях применение аппарата электросварки ЕК 300 М1 позволило бескровно и в среднем на 25–40 % быстрее осуществить рассечение ткани.

В раннем и отдаленном послеоперационном периодах почти во все случаях отмечалось заживление без осложнений.

Благодаря воздействию на ткани высокочастотного электросваривающего тока коренным образом изменяется и хирургическая доктрина. В отличие от традиционной, при которой за рассечением тканей следовал этап временного и окончательного гемостаза, с помощью электросварочного комплекса производится электротермическая сварка тканевой зоны, подлежащей рассечению, что вызывает необходимость не остановки кровотечения, а его профилактики до рассечения ткани. С учетом биофизической концепции формирования «тканевой пломбы» генератор при наличии специального инструментария позволяет осуществить лигирование сосудов крупного калибра [13].

В ходе работы были установлены следующие недостатки и преимущества применения электросваривающего аппарата ЕК 300 М1.

Недостатки:

— громоздкость хирургических зажимов;

— образование нагара на браншах зажимов;

— отсутствие информации о полноте выполненной коагуляции;

— необходимость присутствия второго человека для переключения режимов и мощности на сварочном аппарате;

— повышенный уровень шума при работе аппарата сварки ЕК-300;

— нестойкость покрытия инструментов;

— сервисное обслуживание аппарата.

Преимущества:

— значительное снижение специфических ядовитых испарений, раздражающих слизистые оболочки глаз и дыхательных путей хирургической бригады, по сравнению с использованием электрокоагуляции;

— отсутствие необходимости использования дополнительных хирургических инструментов;

— уменьшение затрат операционного материала (салфетки, шовный материал);

— отсутствие инородного материала в ране (нити, скобы и т.д.);

— решение проблемы иммунной несовместимости.

Выводы

1. Внедрение отечественного аппарата высокочастотной электрокоагуляции ЕК 300 М1 для выполнения оперативных вмешательств в абдоминальной хирургии как традиционным открытым доступом, так и при лапароскопических оперативных вмешательствах:

1) преимущественно выгоднее использования монополярной электрокоагуляции;

2) существенно снижает частоту интра- и послеоперационных осложнений;

3) значительно снижает объем кровопотери во время операции;

4) практически бескровно разъединяет мягкие ткани при лапаротомии, мобилизации внутренних органов, максимально сохраняя их функциональную активность;

5) позволяет отказаться от дополнительного инструментария, использования клипс и шовного материала при выполнении большинства манипуляций;

6) надежно герметизирует культю сосудов всех внутренних органов, осуществляет гемостаз повреждений печени и селезенки;

7) значительно сокращает время (на 25–40 %) самого оперативного вмешательства.

2. Отечественная технология электросварки мягких тканей при наличии очевидных преимуществ, таких как стоимость (значительный экономический эффект), простота в эксплуатации и сервисном обслуживании, не уступает зарубежным аналогам и может применяться в лечении больных с абдоминальной хирургической патологией.

3. Морфологические исследования в эксперименте убедительно демонстрируют эффективность электротермической резекции печени и поджелудочной железы.

Перспективы дальнейших исследований

Полученные результаты указывают на целесообразность продолжения дальнейшего изучения особенностей отечественного высокочастотного электросваривающего оборудования и расширение его применения для бесшовного сваривания мягких тканей в хирургическом лечении абдоминальной патологии.