Un mecanismo nuevo de complicación de la electrocirugía por radiofrecuencia

Introducción

La energía monopolar de radiofrecuencia (el “electrobisturí”) es usada virtualmente en todas las operaciones. A pesar de su uso omnipresente, el mecanismo por el cual ocurren algunas complicaciones relacionadas con la electrocirugía permanece poco claro. Numerosos reportes han hallado lesiones electroquirúrgicas (o quemaduras) alejadas del electrodo activo, en los lugares en donde dispositivos de monitoreo, conectados con cables que se extienden por fuera del campo quirúrgico, tocan al paciente (por ejemplo, conectores de electrocardiograma [ECG], electrodos para potenciales evocados motores, monitores Doppler) [1-8]. El mecanismo que causa esas injurias no es conocido. Un reporte reciente, documentando una quemadura en un nervio con un electrodo de monitoreo alejado del campo quirúrgico mencionó: “la causa exacta [en relación con la quemadura] no pudo ser determinada después de una completa investigación”.

Una “antena” es definida como un sistema de transmisión o recepción que está diseñado para irradiar o recibir ondas electromagnéticas [9]. Tanto la antena transmisora eléctricamente activa [ATEA] (electrodo activo en la radiofrecuencia monopolar o el “electrobisturí”), como la antena receptora eléctricamente inactiva [AREI] (cable o varilla conductora) están presentes en la sala de operaciones. El “acoplamiento” se define como una interferencia de campo cercano, por una fuente de voltaje, corriente o ambas, que produce una interferencia directa en un circuito de la víctima, sin que esté involucrada una ruta conductica (galvánica) en la transferencia [10]. En términos sencillos, el electrodo activo del electrobisturí (ATEA) emite energía en el aire, la que es capturada (acoplada) por cables no activos eléctricamente (AREI), cercanos al electrodo activo, sin contacto directo entre ellos.

El propósito de este estudio fue determinar qué factores influencian la magnitud del acoplamiento de antena, inducido por la energía de radiofrecuencia monopolar, en las salas de operaciones. Los objetivos específicos incluyeron: 1) determinar si el fenómeno de acoplamiento de antena ocurre comúnmente en los cables eléctricamente no activos, en la sala de operaciones: 2) definir el efecto de la orientación espacial de las antenas transmisora y receptora, sobre la magnitud del acoplamiento de antena y 3) describir la magnitud del acoplamiento de antena desde variables clínicas comunes, que el cirujano puede modificar.

Métodos

Se obtuvo la excepción regulatoria del Colorado Multi-Institutional Review Board (08-1377) debido a la designación como investigación no humana. Este estudio examinó el fenómeno del acoplamiento de energía desde un cable a un segundo cable sin contacto directo entre ellos. Con el propósito de un mejor entendimiento, se usó el término “acoplamiento de antena” para describir ese fenómeno que, desde el punto de vista de la física, es similar a la combinación y suma de acoplamiento (de radiación) de antena, acoplamiento inductivo y acoplamiento de capacitancia (ver la discusión para más detalles).

La energía de radiofrecuencia monopolar fue estudiada en un modelo de banco, diseñado para replicar un escenario laparoscópico habitual. Para todos los experimentos, el gancho en L laparoscópico con su cable de conexión, recibió una energía de radiofrecuencia monopolar (ATEA), mientras que la punta del instrumento no tocaba ningún tejido (esto es, una activación aérea abierta). Un segundo cable no activo eléctricamente (antena receptora) fue colocado en la proximidad de la ATEA. Los cables no activos eléctricamente (antenas receptoras) usados en esos experimentos fueron elegidos por su uso rutinario en la sala de operaciones (conector del ECG, “lápiz” [mango con hoja] del electrobisturí con su cable de conexión y electrodo para monitoreo nervioso con su cable de conexión). La mayoría de los experimentos fueron realizados con el lápiz del electrobisturí no activo como antena receptora, porque tiene la mayor relevancia clínica. Durante la parte laparoscópica de la operación, el gancho en L recibía energía desde el generador (ATEA) mientras que el lápiz del electrobisturí no activo (AREI) permanecía inactivo. Dado que los dos cables son conectados simultáneamente al mismo generador, los mismos corren paralelos el uno al otro, desde el generador hasta el punto de fijación en el campo quirúrgico.

La variable de resultado primaria fue el aumento de la temperatura (°C), de un tejido muscular bovino colocado adyacente a la AREI. El cambio en la temperatura fue cuantificado usando una cámara térmica (Flir, Boston, MA), en el rango infrarrojo de 3 a 5 micrones (emisión fijada a 0,94), utilizando el programa Thermacam Researcher Professional 2.8 (Boston, MA). El aumento en la temperatura del tejido adyacente a la AREI fue registrado inmediatamente después de una activación durante 5 segundos de la ATEA (excepto para el objetivo específico 3b; ver más adelante). La técnica específica empleada para cada medición de temperatura fue colocando la AREI en contacto con el músculo bovino durante los 5 segundos de activación de la ATEA. Inmediatamente después de dicha activación, la AREI fue retirada del contacto con el músculo bovino. El cambio registrado en la temperatura fue la imagen térmica del tejido muscular inmediatamente después de haber retirado a la AREI del mismo, menos la temperatura de base del tejido muscular bovino. Tanto la ATEA (gancho laparoscópico en L) como la AREI (punta del lápiz del electrobisturí) fueron conectadas en los conectores para electrodos activos del generador durante todos los experimentos (excepto si se menciona específicamente lo contrario), para reproducir la situación en el quirófano en la vida real. Se usó un electrodo de dispersión para completar el circuito electroquirúrgico. Dicho electrodo dispersivo (almohadilla) fue colocado por debajo de tejido hepático bovino. El cable del electrodo dispersivo fue cubierto por el piso y se lo conectó en el conector para el electrodo dispersivo del generador, completando así el circuito electroquirúrgico. El cable del electrodo de dispersión estuvo colocado a 90 cm aproximadamente, por debajo de las antenas de transmisión y recepción durante las pruebas; las antenas se ubicaron sobre la superficie plana de cajas vacías de cartón (material no conductivo). Se usaron 2 generadores electroquirúrgicos monopolares (ConMed System 5000, Centennial, CO y Covidien Triad, Boulder, CO) conectados a un circuito aislado de corriente alterna.

Todos los experimentos fueron realizados utilizando el modo de coagulación a 30-W (excepto para el objetivo específico 3a). Cada medición fue repetida 5 veces. Los resultados fueron reportados como medias ± desvió estándar. El análisis estadístico fue realizado usando la prueba de t de Student y el análisis de varianza. Se fijó la significación en P < 0,05.

Objetivo específico 1: determinar si el fenómeno de acoplamiento de antenas ocurre comúnmente en los cables eléctricamente no activos en la sala de operaciones. En todos los experimentos, se envió energía monopolar al gancho el L (ATEA). Las AREI usadas para este objetivo incluyeron conectores de ECG, la punta del lápiz del electrobisturí y un electrodo de monitoreo de nervio (todos con sus cables apropiadamente conectados). El cable de la AREI se orientó paralelo al cable del gancho laparoscópico en L (ATEA). La orientación paralela de la ATEA y de la AREI se realizó encintando los 2 cables juntos cada 60 cm (la longitud total de los cables fue de 300 cm), de manera que los 2 cables aislados yacieran a 1 cm el uno del otro a lo largo de toda su longitud.

Objetivo específico 1a: determinar si la corriente que creaba calor en la punta de la AREI se acoplaba con la AREI fuera del generador o si el generador en sí mismo acoplaba la energía (enviando energía a la AREI por el conector para el electrodo activo no operativo). El calor creado en la punta de la AREI (punta del lápiz del electrobisturí) fue registrado cuando el cable fue conectado al conector para el electrodo activo no operativo y desconectado del generador cuando los cables de la ATEA y de la AREI fueron orientados paralelamente.

Objetivo específico 2: determinar el efecto de la orientación espacial de la ATEA y de la AREI sobre la magnitud del acoplamiento de antena. La orientación espacial de la ATEA fue alterada, cambiando el ángulo entre las antenas (objetivo 2a), variando la distancia de separación entre las antenas paralelas (objetivo 2b) y alterando la longitud de la antena que corría paralela junto con la otra (objetivo 2c).

Objetivo específico 2a: determinar el efecto de la angulación de las antenas sobre la magnitud del acoplamiento de antena. En todos los experimentos, se envió energía monopolar al gancho en L (ATEA). El cable del lápiz inactivo del electrobisturí (AREI) fue extendido rectamente desde el generador, mientras que el cable del gancho en L (ATEA) fue colocado paralelamente, en ángulo de 45º y perpendicular al cable del lápiz del electrobisturí (Figura 1). Además, los cables inactivos de los conectores del ECG y del monitoreo nervioso (antenas receptoras) fueron probados paralelamente y perpendicularmente al gancho en L (ATEA).

• FIGURA 1: Acoplamiento de antenas: orientación de las antenas de transmisión y de recepción.

Objetivo específico 2b: determinar el efecto de variar la distancia de separación entre la ATEA y la AREI paralelas, sobre la magnitud del acoplamiento de antenas. En todos los experimentos, se envió energía monopolar al gancho en L (ATEA) y no se envió energía al lápiz del electrobisturí (AREI). Tanto el cable del lápiz del electrobisturí como el del gancho en L fueron colocados rectamente (paralelos el uno al otro) desde el generador. Los cables paralelos fueron colocados directamente adyacentes (< 1 cm de separación), con una separación de 15 cm y con una separación de 30 cm.

Objetivo específico 2c: determinar el efecto de alterar la longitud del recorrido paralelo de la ATEA y la AREI (< 1 cm) sobre la magnitud del acoplamiento de antenas. En todos los experimentos de envió energía monopolar al gancho en L (ATEA) y no se envió energía al lápiz del electrobisturí (AREI). El cable de 300 cm de longitud del lápiz del electrobisturí y el del gancho en L fueron colocados adyacentes (paralelos) el uno al otro por 300 cm (100% de la longitud de los cables), 225 cm (75% de la longitud), 150 cm (50% de la longitud) y 75 cm (25% de la longitud) (Figura 2).

• FIGURA 2: Acoplamiento de antenas: longitud del paralelismo ente las antenas de transmisión y recepción; implicaciones prácticas

Objetivo específico 3: describir la magnitud del acoplamiento de antena resultante de variables clínicas comunes, que el cirujano puede modificar. Las variables clínicas probadas, fácilmente modificables por el cirujano, fueron la fijación de la potencia del generador (objetivo 3a) y tiempo de permanencia del electrodo activo (objetivo 3b).

Objetivo específico 3a: determinar el efecto de la fijación de la potencia del generador sobre la magnitud del acoplamiento de antenas. En todos los experimentos se envió energía monopolar al gancho en L (ATEA) y no se envió energía al lápiz del electrobisturí (AREI). El cable del lápiz del electrobisturí y el del gancho en L fueron colocados adyacentes (< 1 cm) el uno al otro. La potencia enviada al gancho en L fue de 15 W, 30 W y 45 W, en modo coagulación.

Objetivo específico 3b: determinar el efecto del tiempo de permanencia sobre la magnitud del acoplamiento de antenas. En todos los experimentos, se envió energía monopolar al gancho en L (ATEA) y no se envió energía al lápiz del electrobisturí (AREI). La duración del tiempo en que se liberó la energía al gancho en L fue de 2 segundos, 5 segundos y 10 segundos.

Resultados

Objetivo específico 1: la punta eléctricamente no activa del lápiz del electrobisturí, los conectores de ECG y los electrodos de monitoreo nervioso (AREI), crearon calor cuando sus cables fueron colocados paralelamente con el cable del gancho laparoscópico en L (ATEA). Los aumentos en la temperatura del tejido desde la línea de base fueron los siguientes: conectores del ECG: 2,4°C ± 1,2°C (P = 0,002); punta del lápiz del electrobisturí: 90ºC ± 9ºC (P < 0,001) y electrodo monitor del nervio: 106°C ± 12°C (P < 0,001). Las áreas de superficie (relevante para comprender las densidades relativas de la corriente) de las 3 antenas receptoras fueron las siguientes: conectores del ECG (400 mm2), punta del lápiz (~ 2 mm2) y electrodo de monitoreo del nervio de 27G (< 0,1 mm2).

Objetivo específico 1a: la AREI (punta del lápiz del electrobisturí) aumentó la temperatura del tejido similarmente cuando fue conectada en el conector del electrodo activo no operativo del generador (90°C ± 9°C) como cuando fue desconectada (85ºC ± 11°C; P = 0,454).

Objetivo específico 2a: cambiando la orientación de las 2 antenas desde paralela a perpendicular, disminuyó el calor creado en la punta de la AREI (Tabla 1). El cambio de orientación de las 2 antenas, desde paralela en ángulo de 45º a perpendicular, disminuyó el calor creado en la punta de la AREI de una manera dosis-respuesta (Fig. 1).