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Principios básicos: electrocauterio y corrientes de alta frecuencia en cirugía

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PRINCIPIOS   BáSICOS:   ELECTROCAUTERIO   Y   CORRIENTES   DE   ALTA   FRECUENCIA   EN   CIRUGíA

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2005-06
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WeBSurg.com, Jun 2005;5(06).
URL: http://www.websurg.com/doi-ot02es227.htm

PRINCIPIOS   BáSICOS:   ELECTROCAUTERIO   Y   CORRIENTES   DE   ALTA   FRECUENCIA   EN   CIRUGíA

1. Introducción
• Principio
Los dispositivos de electrocauterio utilizan el calor de una corriente para realizar la división y hemostasia de los tejidos. Este calor es generado conforme la corriente eléctrica de alta frecuencia pasa la resistencia del tejido orgánico.
• Termocoagulación
El calor se ha utilizado para cauterizar los tejidos por más de 3000 años. La primera aplicación de la electricidad en cirugía fue la termocoagulación a través del calentamiento de un alambre entre 2 electrodos. Esto produjo un aumento térmico dentro de los tejidos debido a un contacto directo con el alambre caliente.

(t = tiempo)
• Electrocirugía
La cirugía de hoy en día utiliza la resistencia de los tejidos para pasar una corriente eléctrica que produce calor localmente. El electrodo del electrocauterio no es calentado: sólo transmite la corriente del generador electroquirúrgico hasta el órgano diana.
Hoy en día, la corriente eléctrica se utiliza de diferentes maneras en cirugía:
- cauterización monopolar;
- cauterización bipolar;
- otros dispositivos hemostáticos.
2. Uso/corrientes eléctricas
• Definición
La corriente eléctrica se define como:
- el flujo de electrones por segundo, medido en amperios (A);
- voltaje: la fuerza que empuja la corriente a través de una resistencia, medida en voltios (V);
- la resistencia (r) de los tejidos a través de los cuales la corriente pasa, medida en ohms (O);
- la fuerza de flujo, medida en watts (W).

El poder se libera en un tiempo determinado y se mide en Joules (J): J = V x A x t (t = tiempo).
3. Generación/uso
• Principios
Cuando la corriente fluye a través de un tejido orgánico, la resistencia del tejido induce una transformación de la energía en calor debido al efecto Joule. El calor producido dentro de los tejidos (DQ siglas en inglés) es proporcional a la resistencia, al cuadrado del valor de la intensidad de la corriente, y a la aplicación del tiempo (DQ= A2 r t). La cantidad de calor entregado a los tejidos es inversamente proporcional al área de superficie del electrodo en contacto con el tejido. Dependiendo de la acción prevista, las corrientes eléctricas están moduladas por medio de un ajuste en su amplitud (valor de voltaje máximo), su frecuencia (ciclos por segundo) o su ajuste de poder.
• Uso de corrientes eléctricas
La electrocoagulación se usó por primera vez para propósitos terapéuticos en 1900. En ese momento, las lesiones de piel se cauterizaban con una chispa generada por una corriente oscilante de 10Hz a través de una lámpara a explosión. La primera aplicación quirúrgica actual apareció con el dispositivo desarrollado por Bovie: un aparato que trabajaba en un circuito cerrado que podía realizar cauterización y división.
En 1926, Cushing realizó la primera resección de un mieloma cerebrovascular utilizando un dispositivo de electrocauterio y por lo tanto introduciendo estos dispositivos al mundo de la cirugía. La corriente eléctrica se utilizaba en la modalidad monopolar hasta 1966, cuando Wittmoser aplicó la variante bipolar en toracoscopía.
• Generación de corrientes
Un transformador aporta corriente de un voltaje definido, mientras que un oscilador crea corriente alterna (cambia de dirección regularmente, postiva luego negativa) en una frecuencia predeterminada. Actualmente, estas corrientes están controladas por un circuito todo en uno, compuesto de semiconductores.
La corriente usualmente utilizada en cirugía tiene una intensidad de 100 a 800 mA y un voltaje de 10 a 500V, con un rango de frecuencia entre 50 y 300 kHz (por ejemplo una carga de 20 a 320W). Esta corriente genera calor, pero evita las corrientes farádicas que pueden producir una estimulación nerviosa. El arco eléctrico se forma con un voltaje mayor a 19V.

• Peligro
La cauterización monopolar tiene un riesgo de producir calor a lo largo de la vía de regreso de la corriente eléctrica. La corriente en la cauterización monopolar sigue el camino de menor resistencia.
4. Efecto tisular
• Principios
Las características de la corriente determinan el efecto tisular. Su acción en la célula, por ejemplo la división o cauterización, depende de la intensidad y la frecuencia de la corriente.
• Corriente para dividir tejido
La division de los tejidos se realiza utilizando una corriente que produce un incremento rápido de la temperatura por arriba de 100ºC en la célula: el agua que contiene se vaporiza y la célula explota. La corriente utilizada tiene una intensidad alta, pero tiene bajo voltaje, un ajuste de poder menor, y es no modulada y estable. Esto asegura que se llege a la temperatura correcta rápidamente para vaporizar la célula.
• Corriente de cauterización
Una corriente altamente modulada e intermitente de baja intensidad induce una temperatura menor a 100ºC en la célula, usualmente de 60º a 80ºC. Por arriba de 55ºC, las proteinas se desnaturalizan irreversiblemente, pero la temperatura permanece por debajo de la temperatura de vaporización de la célula. El coágulo de proteina y la retracción de las células deshidratadas inducen la hemostasia.
• Tipos/corrientes moduladas
• Principios
Se pueden usar tres tipos de corrientes moduladas en cirugía: esto se decide según una combinación de voltaje y modulación. Una corriente de alta frecuencia, con un voltaje alto y una alta frecuencia modulada, puede producir un arco eléctrico entre los tejidos y el electrodo, lejos de la punta del electrodo.
Este fenómeno permite el uso de la electrocirugía para propósitos de vaporización.
5. Tipos/cauterización
• Uso de corriente eléctrica
Existen 2 formas básicas en las que una corriente eléctrica puede utilizarse en cirugía:
- cauterización monopolar,
- cauterización bipolar.
• Cauterización monopolar
La modalidad monopolar es utilizada en más del 85% de los procedimientos laparoscópicos llevados a cabo por los cirujanos generales, pero menos frecuentemente por los ginecólogos.
La corriente eléctrica fluye de un electrodo activo hacia uno neutro. En la modalidad monopolar, la corriente eléctrica pasa a través del cuerpo de un electrodo activo (mango del electrocauterio) al electrodo neutral de regreso. Este electrodo de regreso es la tierra del generador y permite la dispersión de la corriente.
La cauterización monopolar requiere de un alto ajuste de poder para sobrepasar la resistencia relacionada con la gran brecha entre los 2 polos eléctricos. Esto asegura una cauterización profunda dentro los tejidos.
• Electrodo de dispersión
Su superficie es larga, más de 100 cm2, para evitar quemaduras debido a la alta frecuencia de la corriente eléctrica que pasa a través de la piel.
Está compuesto por 2 áreas conductivas.
• Cauterización bipolar
• Principios
La modalidad bipolar apareció en 1966.
El mismo instrumento tiene 2 electrodos, uno cerca del otro.
La corriente eléctrica no pasa a través del cuerpo sino que fluye directamente de un electrodo a otro.
La cauterización bipolar constituye sólo cerca del 10% de la cirugía de alta frecuencia.
Requiere un ajuste de poder menor a la electrocirugía monopolar. Esta modalidad hace posible controlar perfectamente el paso de corriente entre los 2 electrodos. La corriente sólo fluye a través de un órgano diana mientras que el tejido adyacente está protegido.
Esta modalidad también puede ser utilizada en líquidos iónicos gracias a la baja resistencia del líquido a la corriente de flujo.

• Beneficios
El principal beneficio de la cauterización bipolar es el resultado de la ausencia de un electrodo neutral a cierta distancia del sitio de cauterización. Como resultado, no existe riesgo de quemadura general o cutánea. Sin embargo, los instrumentos de cauterización bipolar son frágiles, no permitiendo las mismas aplicaciones que los dispositivos de electrocirugía.
La cauterización bipolar produce un daño mínimo a los tejidos adyacentes, ya que la profundidad de la cauterización está limitada al área comprendida entre los 2 electrodos.
6. Equipo quirúrgico
• Cirugía monopolar
• Convencional
La modalidad monopolar puede ser utilizada con cualquier tipo de instrumento conductor de corriente.
• Laparoscópico
La modalidad monopolar se utiliza frecuentemente con el gancho, tijeras o un grasper fijo.
• Cirugía bipolar
• Convencional
Los instrumentos bipolares son poco communes e incluyen:
- grasper bipolar largo y pequeño,
- tijeras bipolares.
Recientemente se introdujeron las tijeras diseñadas para la cirugía convencional, permitiendo la aplicación simultánea de corte y cauterización. Estas tijeras están equipadas con 2 hojas colocadas aparte una de la otra para formar electrodos activos. Esto permite un rango de uso que va más allá de una simple cauterización. Los tejidos delgados pueden ser cauterizados sobre un área amplia siendo seccionados sin cambiar de instrumentos, posibilitando la hemostasia rápida de sangrados pequeños localizados.
• Laparoscópica
Los grasper bipolares son los instrumentos bipolares más utilizados en la cirugía laparoscópica.
Están recomendados para prevenir accidentes inducidos por la corriente.
• Dispositivos de sellado de vasos
Los dispositivos de sellado de vasos (dispositivos de hemostasia) ofrecen nuevas aplicaciones de corriente de alta frecuencia.
7. Complicaciones/bipolar
• Complicaciones
La corriente eléctrica puede conducir a complicaciones severas si los instrumentos se utilizan inadecuadamente debido a la falta de conocimiento. En laparoscopía, algunas complicaciones están específicamente relacionadas al uso del electrocauterio.
Durante un estudio llevado a cabo por el American College of Surgeons, las complicaciones relacionadas con la electrocirugía fueron reportadas por el 18% de los cirujanos.
Sorprendentemente, más del 50% de los cirujanos conocían a un colega que había tenido esa complicación. Ocurren de 1 a 2 complicacioens por cada 1000 procedimientos.
• Prevención
Complicaciones
- incremento de la temperature local

Prevención
- disección de los tejidos a cauterizar
- no cauterizar a ciegas
• Quemaduras a corta distancia
La aplicación prolongada de la cauterización bipolar puede provocar complicaciones por incremento de la temperatura en tejidos vecinos vulnerables. Incluso, si la corriente utilizada tiene menor intensidad, la duración de la cauterización es mayor. Esto provoca un aumento de la temperatura en la periferia del área cauterizada.
La prevención de esta complicación incluye una disección perfecta de las estructuras a cauterizar, evitando la cauterización de grandes tomas de tejido.
La cauterización bipolar a veces es la alternativa para controlar la hemorragia en un área donde no pueden aplicarse los clips o bien la cauterización monopolar. Una vez más, existe un riesgo de cauterización a ciegas de estructuras que no han sido correctamente disecadas.
• Descamación postoperatoria de la piel
La cauterización bipolar no previene el riesgo de descamación de las heridas de la piel en el postoperatorio.
8. Complicaciones/monopolar
• Complicaciones
• Origenes
Han sido descriptas un gran número de complicaciones. Ellas están relacionadas a un equipo defectuoso o no conforme a las reglas básicas de seguridad. Esto usualmente ocurre debido a la falta de conocimiento acerca de los principios de la cirugía de alta frecuencia.
• Defecto de aislamiento 1
La complicación más frecuente e incluso la más fácilmente evitable está relacionada a la falta de aislamiento del dispositivo de electrocauterio. Esto sucede especialmente en los instrumentos que han sido sometidos a varios ciclos de esterilización. Estas rupturas del aislamiento pueden ser mínimas e invisibles a simple vista.
El flujo de corriente pasa a través de esta interrrupción del aislamiento hacia los tejidos y no por la punta del cauterio.

• Defecto de aislamiento 2
Cuando existe un defecto del aislamiento del instrumento fuera del campo visual, pueden suceder quemaduras tisulares (piel u órganos) imperceptibles, con consecuencias dramáticas si no se diagnostican y tratan de inmediato.
En la práctica, el cirujano debe preocuparse cuando es necesario aumentar el poder del generador durante un procedimiento para obtener una adecuada cauterización. Ello significa que una parte de la corriente está escapando a través del defecto de aislamiento.
• Contacto directo
El contacto directo es otra forma de contacto no deseado donde el flujo de corriente es transmitido por un elemento conductivo del electrodo activo hacia el tejido. Una vez que el electrodo, ya sea el gancho, grasper o tijeras, esté activado, puede tomar contacto con otro objeto metálico, como el endoscopio.
Si este último está en contacto con la pared por medio de un trocar de metal, descargará sobre un área amplia sin causar daño. Inversamente, si está aislado de la pared, puede entrar en contacto con un asa intestinal en un área restringida y producir una lesión térmica con el consecuente riesgo de fístula secundaria.
• Corrientes de fuga
• Corriente monopolar
El uso de corriente monopolar implica el retorno de una corriente hacia el generador por medio de un electrodo de retorno situado a distancia del campo quirúrgico. Durante su curso, la corriente puede liberarse hacia regiones de menor resistencia antes de llegar al electrodo e inducir calor, así como cauterización o división de estos tejidos a distancia de la zona quirúrgica.
• Cirugía Ginecológica
Durante la cauterización de las trompas de Falopio, la corriente usualmente viaja a través del útero y el ligamento ancho.
Si la corriente no fluye hacia el útero o el ligamento ancho, atraviesa la trompa y puede así escaparse a través de un asa intestinal adyacente. Si este contacto entre el asa intestinal y la trompa ocurre sobre una superficie muy pequeña se puede producir una lesión punctiforme.

• Cirugía biliar
La corriente siempre tomará la vía de menor resistencia. Si el cauterio se utiliza sobre el conducto cístico, la corriente puede difundir hacia la vía biliar, produciendo un daño que resulta en:
- estenosis secundarias,
- fistulas secundarias después del descamamiento de la piel en el sitio de la herida.
• Casos específicos
La fuga de la corriente puede ser transmitida por un arco eléctrico hacia los tejidos adyacentes cuando se usan corrientes de alto poder.
Las fugas de corriente en el exterior del paciente se producen por el contacto entre el paciente y una parte metálica de la mesa de operaciones.
Ellas son responsalbes de las quemaduras de piel. Los generadores electroquirúrgicos modernos detectan estas corrientes y automáticamente se detienen.
• Acople de capacitancia
• Principios
El acople de capacitancia está relacionado con la formación de un condensador de capacidad por parte de un metal y un dispositivo de electrocauterio con capas de aislante. La parte activa de un gancho rodeado por su cubierta aislante constituye un condensador cuando atraviesa un trocar de metal. Este condensador genera una corriente inducida. Dicha corriente carga al condensador, el cual se descarga cuando está en contacto directo con los tejidos (en dicho caso a través de la pared abdominal sin evidencia de lesión).direct contact with tissues (in such a case through the patient’s abdominal wall without evidence of lesion).
• Riesgo
Sin embargo, si el trocar es aislado de la pared, por ejemplo por un dispositivo de fijación plástico, la corriente inducida no será capaz de descargarse a través de la pared, pero sí a través del tejido vecino.
Este tipo de acople de capacitancia también puede suceder con un electrodo activo colocado en el dispositivo de succión-irrigación que atraviesa el trocar de metal.
• Marcapaso
Existen riesgos al utilizar el electrocauterio en un paciente con marcapaso: las corrientes de alta frecuencia pueden producir una pausa o alterar aleatoriamente su programación, produciendo alteraciones del ritmo.
Este riesgo está relacionado con la manera en que el marcapaso responde a la interferencia eléctrica y magnética producida por corrientes de alta frecuencia que fluyen a través del cuerpo. Estas corrientes pueden ser inducidas o generadas por el dispositivo electroquirúrgico.
Una nota del Ministerio de Salud (Francia) informa que si un dispositivo de electrocauterio es indispensable para un acto quirúrgico, debe preferirse la modalidad bipolar.
Cuando la cauterización monopolar tiene que usarse, la placa en el paciente debe colocarse de tal forma que un cono compuesto por la punta del electrodo activo y la placa permanezca perpendicular al plano formado por el marcapaso y la sonda de estimulación.
• Prevención de Complicaciones
• Recomendaciones 1
Cualquier instrumento con un defecto visible debe ser eliminado de la sala de operaciones.
Se recomienda el uso de dispositivos de electrocauterio protegidos, incluso si no están destinados a usarse con un generador eléctrico, debido a los riesgos de acoplamiento directo.
En electrocirugía, se prefieren las corrientes de bajo voltaje (menos de 200V) . Estas son corrientes para dividir. Sólo las corrientes de cauterización de alto voltaje (más de 200V) son capaces de generar arcos eléctricos. Esto provoca quemaduras tisulares a distancia del campo quirúrgico.
• Recomendaciones 2
El electrodo sólo debe activarse una vez que se ha establecido el contacto entre los tejidos y el electrodo.
Una buena visión del campo quirúrgico con una cámara de vídeo de alta calidad, así como un adecuado neumoperitoneo pueden disminuir el riesgo de quemaduras involuntarias.
• Medidas de seguridad
Los generadores modernos están equipados con medidas de seguridad que:
- limitan la duración de la activación,
- detienen automáticamente la entrega de energía cuando la impedancia del circuito aumenta. Esta impedancia aumenta cuando la resistencia tisular aumenta (por ejemplo cuando se cauteriza). De esta manera es imposible carbonizar tejidos.

Ellos generan energía controlable: la cantidad de energía entregada por el electrodo no depende de la profundidad de la cauterización o de su duración.
El generador automáticamente se apaga cuando se generan corrientes de baja frecuencia.
Los generadores están constantemente controlando la calidad del contacto establecido entre el electrodo neutral y el paciente. Un defecto en el contacto o un área de contacto inadecuada puede causar quemaduras de piel en este sitio.

9. Coagulación con argón-plasma
• Equipo
La coagulación con plasma de argón (Argon Plasma Coagulation, siglas APC en inglés) puede realizar la hemostasia de superficies de sangrado difuso.
Este conduce corriente monopolar al tejido por vía de un chorro de gas argón ionizado.
- suministro de gas de argón;
- corriente de alta frecuencia: la fuente de energía;
- electrodo de alta frecuencia: adentro del aplicador de argón y conectado a la salida del dispositivo de electrocirugía.
• Principios
Si el voltaje es lo suficientemente alto y el tejido es conductor, el chorro de gas (por ejemplo, plasma de argón eléctricamente ionizado) permite que la corriente fluya entre el aplicador y el tejido.
La densidad de la corriente aplicada a los tejidos induce una coagulación térmica. Esta transferencia de energía se realiza sin el mínimo contacto entre el instrumento y el tejido. El rayo de plasma de argón actúa no sólo a lo largo del eje de la aplicación, sino también lateral y radialmente.
• Beneficios
Dado que la corriente tiende a correr hacia el tejido que está aún inadecuadamente coagulado (baja impedancia) y que la impedancia tisular aumenta con la coagulación, el plasma de argón automáticamente se dirige a las áreas poco o no coaguladas, por lo cual produce una cauterización más homogénea de la superficie tisular que con cualquier otra técnica. La baja profundidad de penetración y la ausencia de tejidos carbonizados permite su uso en áreas delicadas.
10. Nuevas técnicas electroquirúrgicas
• Principios
La electrocirugía de alta frecuencia representa un nuevo método de aplicación del poder eléctrico que podría cambiar la cara de la electrocoagulación: sistema de sellado de vasos utilizando corrientes de alta frecuencia.
Es un nuevo abordaje al uso de las corrientes eléctricas en cirugía:
- usando ambos efectos de presión mecánica en los tejidos,
- y la transferencia de energía eléctrica para crear una fusión entre los tejidos.
• Propiedades
- habilidad para controlar vasos sanguíneos de hasta 7 mm en diámetro;
- difusion de calor restringido a menos de 2 mm del área de aplicación;
- uso de baja energía, por lo que menos tejido se adhiere a la tenaza del instrumento en comparación a la cauterización bipolar convencional.
El generador regula la energía entregada dependiendo del grosor y tipo de tejido.
El cirujano sólo activa el generador una vez que el grasper ha sido aplicado sobre el vaso a cauterizar.
El generador envía un impulso diagnóstico que le permite determinar la impedancia del tejido. Luego aplica una descarga eléctrica adaptada al tejido específico.
La energía se entrega secuencialmente. Se hace un nuevo cálculo de la impedancia residual entre cada pulso de energía. Esta monitorización tisular permanente evita tanto un exceso como un defecto de la cauterización tisular.
La energía utilizada es menor que con otros sistemas; ésto disminuye la difusión de calor por fuera del área de aplicación.
• Resultados
• Resistencia
El efecto tisular es el resultado de una alteración de la estructura de la pared vascular por fusión del colágeno con la elastina, produciendo un agregado sólido, apenas deformable. Existe poco calor localizado y sin trombosis.

La presión de ruptura de la cauterización arterial fue monitorizada a 360 mmHg: eso es, 3 veces una presión sistólica arterial media de 120 mmHg. Es mayor que la hemostasia obtenida a través del bisturí ultrasónico o por vía bipolar: la eficacia es similar a la de una ligadura.
• Grasper desechables
Los grasper desechables utilizados en cirugía laparoscópica son caros. El extenso uso de este sistema podría conducirnos a una disminución en su costo.
11. Láseres
Tipos de láseres
Los lasers pueden proveer calor a los tejidos sin el uso de una corriente eléctrica:
- el láser neodymium ytrium-aluminio-garnet (Nd:YAG) con emisión infrarroja;
- el láser potasio titanyl fosfato (KTP) con emisión verde;
- el láser de argón con emisión azul.
Todavía no se ha comprobado que los láseres sean superiores a los sistemas de electrocirugía convencional. Además, existen otros sistemas más caros y poco disponibles.

Principios
El principio de disección asistida por láser se basa en la capacidad de la energía de la luz para estimular las moléculas tisulares, produciendo un aumento de la temperatura local.
Esto induce una deshidratación tisular y una coagulación de las proteinas.
El resultado final es comparable con el obtenido con la cauterización.

Riesgos
Los riesgos conocidos del láser: el aumento de temperatura local pobremente controlable con un riesgo de quemaduras por contacto.
Por ejemplo, el láser Nd:YAG tiende a inducir un aumento de la temperatura sobre más de 3 a 4 mm de profundidad y provocar una quemadura del tejido por fuera del área de cauterización.
12. Disectores ultrasónicos
Esta nueva generación de dispositivos inducen un aumento de temperatura en los tejidos secundario a la aplicación de una “cuchilla” vibrando a una frecuencia de 25 000 a 55 000 Hz. Esta vibración está generada por un sistema piezo-eléctrico. Ninguna corriente eléctrica atraviesa el tejido.
13. Conclusión
El adecuado uso de los dispositivos electroquirúrgicos y un conocimiento acabado de sus funciones permiten a los cirujanos beneficiarse al máximo del uso de corrientes de altas frecuencias en la cirugía. Ello, además, previene accidentes.
Algunas tecnologías alternas a las corrientes de alta frecuencia han sido sugeridas para uso quirúrgico, pero ninguna ha demostrado ser superior.