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Electrochirurgie Manuel 1 Principes électrophysiques 2 V 1.1 La Société Gebrüde

Electrochirurgie Manuel 1 Principes électrophysiques 2 V 1.1 La Société Gebrüder Martin GmbH & Co. KG est activement engagée depuis 1960 dans la pro- duction d’appareils pour électrochirurgie. Les générateurs à haute fréquence conçus et fabri- qués pendant cette période ont permis à Martin d’obtenir auprès des utilisateurs du monde entier, la réputation d’un fournisseur compétent dans toutes les disciplines chirurgicales. La technologie des appareils produits par Martin a suivi jusqu'à nos jours une évolution continue. Parmi les développements des plus récents se trouvent par exemple, la coupe bipolaire, l’identification des électrodes et le contrôle du contact de la plaque neutre au moyen d’une électrode double zone en caoutchouc conducteur. Les principes de construction des généra- teurs ont totalement changé au cours des dernières décennies. Avec l’asservissement dynami- que des courbes de puissance, Martin offre aux utilisateurs un système prenant en charge de façon automatique l’adaptation des caractéristiques du générateur aux nécessités de l’intervention. Ce manuel sert de complément à la présentation. Cette dernière est disponible chez Martin. Il est possible de la visionner en la demandant aux représentants Martin. Ce manuel comprend les chapitres suivants: 1 Principes électrophysiques 2 Techniques d’utilisation 3 Risques 4 Informations concernant le produit Quelques informations historiques 2.800 av. J.C. Première description de l’utilisation de la chaleur comme moyen thérapeutique dans le plus ancien texte de chirurgie connu, le Papyrus Edwin Smith. Réchauffement des instruments par le feu ou au moyen de gaz combustibles. Moitié du XIX siècle Le réchauffement des instruments par l’extérieur n’est plus nécessaire, puisque l’on connaît désormais les caractéristiques possédées par le courant électrique qui réchauffe les conducteurs métalliques, lorsqu’il les traverse. Première utilisation du courant électrique dans la technique opératoire. Utilisation du cautère galvanique constitué par un fil de platine porté au rouge Précurseur des bistouris H.F. 1 Principes électrophysiques V 1.1 3 Principe de fonctionnement de l’électrochirurgie Le dessin illustre le principe de fonctionnement d’un bistouri électrique. Le générateur électro- chirurgical est l’élément dans lequel l’énergie électrique fournie par l’alimentation secteur est transformée en courant de haute fréquence. Ce courant est conduit par un câble et un manche à une électrode active ponctuelle. Au point de contact de l’application de cette électrode avec les tissus, se produit une densité importante de courant. Grâce à cette forte concentration d’énergie sur une petite surface de tissus, on obtient l’effet électrochirurgical souhaité. Lors du passage du courant à travers les tissus du patient vers l’électrode plaque, la densité du cou- rant diminue et du fait de l’importante surface de contact de l’électrode plaque avec la peau, aucun effet thermique ne se produit dans la zone d’application. Le retour du courant vers le générateur, donc le bouclage du circuit se fait à travers le câble de plaque. La mise en route du générateur de haute fréquence est effectuée par l’opérateur au moyen de la commande par pédale ou de la commande digitale. Il faut noter ici que le risque de brûlures au niveau de l’électrode plaque résulte du fait que si celle-ci n’est pas parfaitement et totalement appliquée sur le patient, la densité du courant sur cette surface réduite de contact produit un effet thermique indésirable. Le principe décrit ci-dessus concerne les générateurs dit «monopolaires». Lorsque l’appareil est conçu pour appliquer le courant de haute fréquence sur les deux branches, une pince spéciale dont les branches sont isolées l’une par rapport à l’autre, on obtient un effet dit «bipolaire». Pour de plus amples informations voir le paragraphe «technique bipolaire». 1 Principes électrophysiques 4 V 1.1 Action excito-motrice Des courants pulsés, par exemple des courants continus à fréquence rythmée ou des courants à basse fréquence (par exemple la fréquence de l’alimentation secteur) provoquent des stimuli ou des réactions sur les fibres nerveuses et sur les cellules musculaires. Par conséquent, l’on constate une stimulation de l’échange ionique normal de l’organisme humain responsable de la conduction de stimuli physiologiques. Les stimuli de ce type entraînent une contraction de la musculature jusqu'à provoquer des extrasystoles et des fibrillations. L’effet du stimulus, appelé également effet faradique, se calcule de la façon suivante: I R= _____________ F Le système physiologique d’excitation des tissus est dépendant d’une courbe dont le seuil de stimulation par des courants continus hachés, ou des courants de basse fréquence, détermine des impulsions de stimulations agressives. Avec des courants alternatifs de haute fréquence (> 200 kHz) le système physiologique ne peut plus suivre le rythme des impulsions, et l’on constate une insensibilité aux stimuli. Pour ces raisons, les bistouris électriques délivrent des courants de haute fréquence supérieurs à 300 kHz. 1 Principes électrophysiques V 1.1 5 Loi de Joule Les bistouris électriques mettent en application le principe de la transformation d’énergie, c’est-à-dire la transformation d’énergie électrique en énergie thermique. La loi de base est la loi thermique de «*Joule». Cette loi explique que la quantité de chaleur produite dans les tis- sus traversés par le courant électrique, dépend de l’intensité de courant, la résistance en Ohms et la durée de l’action. Q = I2 x R x t * Joule, James Prescott, 1819 - 1889, physicien anglais qui a défini l’équivalence thermique de l'énergie mécanique. 1 Principes électrophysiques 6 V 1.1 Effets de la loi de Joule Cette illustration montre de façon symbolique l’effet de la loi de base thermique de Joule dans le cas d’un bistouri électrique à haute fréquence. La quantité de chaleur produite dépend: • du carré de l’intensité du courant • du réglage de la puissance • de la résistance en Ohm du tissu physique, considérée comme résistance totale au point de contact avec l’électrode active (par exemple: sang, tissus musculaires ou tissu adipeux) • la résistance totale dans la zone comprise entre l’électrode active et l’électrode neutre. Le temps de réaction t est la période pendant laquelle le courant de haute fréquence est acti- vé au moyen de la commande digitale ou la commande par pédale. Il faut en outre prendre en considération le fait que la température produite par l’électrode active peut être réduite par le flux sanguin irriguant le point de contact. Avec les générateurs H.F. de technologie récente, la courbe de puissance n’est pas forcément linéaire; c’est-à-dire que la position à moitié course du potentiomètre de réglage ne corres- pond pas à la moitié de la puissance disponible. Ceci a l’avantage, lors d’interventions difficiles, de permettre un ajustage très fin dans la partie inférieure des réglages, et de disposer d’une importante réserve de puissance en cas de nécessité. 1 Principes électrophysiques V 1.1 7 Influences sur l'effet thermique L'effet thermique dépend des facteurs suivants: 1. Intensité du courant et puissance de sortie 2. Degré de modulation 3. Forme de l’électrode 4. Etat de l’électrode active 5. Vitesse de coupe et durée de l’action 6. Caractéristiques des tissus • Intensité du courant et puissance de sortie • Degré de modulation On entend par ce terme la forme des impulsions du courant de haute fréquence, en fonction de la conception du générateur et des réglages possibles sur le bistouri électrique. Plusieurs conceptions différentes en rapport avec les expériences spécifiques des constructeurs existent sur le marché. Le degré de modulation peut par exemple, être un paramètre dans l’efficacité de la coupe mais aussi un élément pour l’effet de profondeur lors d’une coagulation. • Forme de l’électrode. La forme de l’électrode active détermine la concentration des lignes de champ au point d’application. L’on peut ainsi définir la température de cette zone et l’effet prévu. De fines électrodes ponctuelles produisent une densité de courant élevée, donc une température élevée et un effet de coupe électrique correspondant. Des électrodes de surface plus importante pro- duisent une densité de courant inférieur donc une température plus basse et un effet de coa- gulation correspondant. 1 Principes électrophysiques 8 V 1.1 • Etat des électrodes En application de la loi thermique de Joule, les effets prévus dépendent des résistances pré- sentes. Outre les résistances physiques des tissus, déjà décrites, il intervient également la ré- sistance de contact de l’électrode active; en particulier lorsque l’électrode est couverte de croûtes de carbonisation, la résistance ohmique du système peut augmenter de façon considé- rable. Pour des réglages et des durées d’application identiques, l’effet final peut être considé- rablement réduit. De ce fait il est important de toujours bien nettoyer les électrodes durant l’intervention. • Caractéristiques des tissus Comme énoncé précédemment on sait que les tissus ont des caractéristiques de résistance différentes en fonction de leur physiologie. Ces caractéristiques sont exprimées en valeur phy- sique au moyen de la résistance spécifique R0. Tissu biologique Métal (de 0,3 à 1 MHz) Sang 0,16 x 103 Argent 0,16 x 10-5 Muscles, reins, cœur 0,2 x 103 Cuivre 0,17 x 10-5 Foie, rate 0,3 x 103 Or 0,22 x 10-5 Cerveau 0,7 x 103 Aluminium 0,29 x 10-5 Poumon 1,0 x 103 Graisse 3,3 x 103 1 Principes électrophysiques V 1.1 9 Effets du courant Des températures supérieures à 45 °C entraînent dans les tissus vivants, une altération de la structure et de la fonction des protéines. On parle dans ce cas de dénaturation. uploads/Sante/ bistouri-detail.pdf