Grundsätze der Elektro- und Laserchirurgie

Die Anwendung der Elektrochirurgie in der Hysteroskopie geht auf die 1970er Jahre zurück, als die Tubenkauterisation zur Sterilisation eingesetzt wurde. Bei der Hysteroskopie sorgt die Hochfrequenz-Elektrochirurgie gleichzeitig für Blutstillung und Gewebedissektion. Der erste Bericht über Elektrokoagulation in der Hysteroskopie erschien 1976, als Neuwirth und Amin ein modifiziertes urologisches Resektoskop zur Entfernung eines submukösen myomatösen Knotens verwendeten.

Der Hauptunterschied zwischen Elektrochirurgie, Elektrokauterisation und Endothermie besteht in der Durchleitung von Hochfrequenzstrom durch den Körper des Patienten. Die beiden letztgenannten Methoden basieren auf der Kontaktübertragung von Wärmeenergie auf das Gewebe von einem beheizten Leiter oder einer Wärmeeinheit; es findet keine gerichtete Bewegung von Elektronen durch das Gewebe statt, wie bei der Elektrochirurgie.

Mechanismus der elektrochirurgischen Wirkung auf Gewebe

Der Durchgang von Hochfrequenzstrom durch das Gewebe führt zur Freisetzung thermischer Energie.

Wärme wird im Abschnitt des Stromkreises freigesetzt, der den kleinsten Durchmesser und damit die höchste Stromdichte aufweist. Es gilt das gleiche Gesetz wie beim Einschalten einer Glühbirne: Der dünne Wolframfaden erhitzt sich und gibt Lichtenergie ab. Bei der Elektrochirurgie geschieht dies im Abschnitt des Stromkreises mit dem kleinsten Durchmesser und dem größten Widerstand, also dort, wo die Elektrode des Chirurgen das Gewebe berührt. Im Bereich der Patientenplatte wird keine Wärme freigesetzt, da dessen große Fläche zu Streuung und geringer Energiedichte führt.

Je kleiner der Elektrodendurchmesser, desto schneller erwärmt sich das an die Elektrode angrenzende Gewebe aufgrund seines geringeren Volumens. Daher ist das Schneiden mit Nadelelektroden am effektivsten und am wenigsten traumatisch.

Es gibt zwei Hauptarten elektrochirurgischer Effekte auf Gewebe: Schneiden und Koagulation.

Zum Schneiden und Koagulieren werden verschiedene Formen von elektrischem Strom verwendet. Im Schneidmodus wird kontinuierlicher Wechselstrom mit niedriger Spannung zugeführt. Die Details des Schneidmechanismus sind nicht vollständig geklärt. Wahrscheinlich kommt es unter dem Einfluss des Stroms zu einer kontinuierlichen Ionenbewegung innerhalb der Zelle, die zu einem starken Temperaturanstieg und zur Verdunstung der intrazellulären Flüssigkeit führt. Es kommt zu einer Explosion, das Zellvolumen vergrößert sich augenblicklich, die Membran platzt und das Gewebe wird zerstört. Wir empfinden diesen Vorgang als Schneiden. Die freigesetzten Gase leiten Wärme ab, wodurch eine Überhitzung tieferer Gewebeschichten verhindert wird. Daher werden die Gewebe mit geringer lateraler Temperaturübertragung und minimaler Nekrosezone präpariert. Die Kruste auf der Wundoberfläche ist vernachlässigbar. Aufgrund der oberflächlichen Koagulation ist der hämostatische Effekt in diesem Modus unbedeutend.

Im Koagulationsmodus wird eine völlig andere Form von elektrischem Strom verwendet. Es handelt sich um gepulsten Wechselstrom mit hoher Spannung. Es ist ein Anstieg der elektrischen Aktivität zu beobachten, gefolgt von einer allmählichen Abschwächung der Sinuswelle. Der Elektrochirurgiegenerator (ESG) liefert nur 6 % der Zeit Spannung. In dieser Pause erzeugt das Gerät keine Energie, das Gewebe kühlt ab. Die Erwärmung des Gewebes erfolgt nicht so schnell wie beim Schneiden. Ein kurzer Hochspannungsstoß führt zur Devaskularisierung des Gewebes, jedoch nicht zur Verdampfung wie beim Schneiden. Während der Pause trocknen die Zellen aus. Bis zur nächsten elektrischen Spitze haben die trockenen Zellen einen erhöhten Widerstand, was zu einer stärkeren Wärmeableitung und einer weiteren Austrocknung des Gewebes führt. Dies gewährleistet eine minimale Dissektion bei maximaler Energieeindringung in die Tiefe des Gewebes, Proteindenaturierung und Bildung von Blutgerinnseln in den Gefäßen. Somit bewirkt der ESG Koagulation und Hämostase. Mit zunehmender Austrocknung des Gewebes steigt sein Widerstand, bis der Blutfluss praktisch zum Erliegen kommt. Dieser Effekt wird durch den direkten Kontakt der Elektrode mit dem Gewebe erreicht. Der betroffene Bereich ist kleinflächig, weist jedoch eine beträchtliche Tiefe auf.

Um gleichzeitiges Schneiden und Koagulieren zu erreichen, wird ein Mischmodus verwendet. Mischströme entstehen bei einer höheren Spannung als im Schneidmodus, aber niedriger als im Koagulationsmodus. Der Mischmodus gewährleistet die Trocknung benachbarter Gewebe (Koagulation) bei gleichzeitigem Schneiden. Moderne EKGs verfügen über mehrere Mischmodi mit unterschiedlichen Verhältnissen beider Effekte.

Die einzige Variable, die die Aufteilung der Funktion der verschiedenen Wellen bestimmt (eine Welle schneidet, die andere koaguliert das Gewebe), ist die Menge der erzeugten Wärme. Große, schnell freigesetzte Wärme führt zum Schneiden, d. h. zur Verdampfung des Gewebes. Geringe, langsam freigesetzte Wärme führt zur Koagulation, d. h. zum Austrocknen.

Bipolare Systeme arbeiten ausschließlich im Koagulationsmodus. Das Gewebe zwischen den Elektroden wird bei steigender Temperatur dehydriert. Sie arbeiten mit konstant niedriger Spannung.