Электрический нож присоединяется кабелем к электрогенерирующему устройству. Чтобы замкнуть электрическую цепь, устройство должно быть подведено к пациенту через второй кабель. Пациент, таким образом, становится частью схемы. В наше время этот второй кабель прикрепляется к пациенту с помощью токопроводящей пластины, которая приклеивается к бедру. Поэтому хирург никогда не начинает операцию, не спросив предварительно операционную бригаду, приклеена ли пластина.
Как, собственно, накал останавливает кровотечение? Белки в крови и тканях из-за высокой температуры переходят из жидкого состояния в твердое, так же как белок в яйце становится плотным, когда вы его варите. Это специфическое свойство белков называется коагуляцией. Поскольку изменение вызвано электричеством, оно называется электрокоагуляцией. По мере того как повышается температура и на очень маленькую область ткани оказывается еще большее тепловое воздействие, клетки тела начинают разрушаться еще до того, как у белка появляется шанс коагуляции, так как вода в клетках сразу испаряется. Эффект в этом случае не кровоостанавливающий, а режущий.
Американский инженер Уильям Бови разработал более детальный принцип электрокоагуляции в двадцатые годы. Он создал генератор, который позволил значительно лучше контролировать количество энергии в тканях. Для этого он использовал переменный ток с частотой 300 000 герц. Его аппарат мог передавать электричество импульсами. Это называется модулированным переменным током. Кроме того, аппарат регулировал напряжение. Более высокое напряжение компенсировалось уменьшением числа импульсов в секунду, так что общая энергия не возрастала слишком сильно. Таким образом, появилась возможность вариаций между прижигающим и режущим эффектом, притом что мощность подаваемой электроэнергии осталась в безопасных пределах. С тех пор этот функциональный механизм неизменно используется в хирургии, а во многих странах электрокоагулятор все еще называют по имени его изобретателя – «Бови».
Аппарат Бови был введен в хирургию 1 октября 1926 года Харви Кушингом в Бостоне, хирургом, специализирующимся на единственном органе в организме, в котором кровотечение нельзя просто прижать, зашить или перевязать: на мозге. Кушинг – пионер нейрохирургии.
Мозг очень хорошо снабжается небольшими кровеносными сосудами. Так же, как и опухоли в голове. Удаление опухолей головного мозга было делом кровавым, поэтому Кушинг придумал некоторые меры предосторожности. Он использовал маленькие серебряные клипсы, которые размещал на кровеносных сосудах, как скобки, чтобы остановить кровотечение, а затем оставлял их в ткани. Такие клипсы по-прежнему применяются сегодня при операциях на любых частях тела, только они больше не делаются из серебра. Удаление опухолей по частям Кушинг сделал своей привычкой. Если он был вынужден преждевременно прекратить операцию из-за чрезмерной кровопотери, он оперировал пациента снова через несколько дней или недель, чтобы удалить оставшееся, когда восстановится необходимое количество крови в организме. Это называлось английским термином Piecemeal-Methode, то есть «метод удаления по частям». При масштабном вмешательстве Кушинг приглашал добровольца в операционную на случай срочной необходимости переливания крови пациенту. В большинстве своем то были студенты-медики, которые таким образом получали возможность поприсутствовать на новаторской операции на мозге профессора Кушинга.
Особую операцию, где он впервые использовал электрокоагуляцию, Кушинг описал в медицинском издании, чтобы подчеркнуть значимость новой кровоостанавливающей техники. Он определенно не был первым, кто применил эту технику, многие хирурги прежде уже работали с ней, но Кушинг настолько успешно применил коагуляцию в нейрохирургии и он сам был настолько известен среди хирургов, что публикация его удивительных результатов, полученных в этой операции, в 1926 году возымела решающее значение.
Однако прежде всего Кушингу нужно было решить одну большую проблему. Хотя в городе Бостон уже применялся переменный ток для освещения домов и улиц, больница Бригхэм, в которой работал Кушинг, все еще использовала силу постоянного тока. Поэтому, специально для этой операции, кабель нужно было протянуть в операционную с улицы.
В тот день Кушинг использовал электрохирургический генератор Уильяма Бови на шестидесятипятилетнем мужчине со злокачественной опухолью на черепе, «экстракраниальной саркомой». За три дня до этого ему пришлось прервать операцию из-за слишком большой потери крови. Кушинг не старался понять физические основы коагулятора. Необязательно знать, как работает двигатель, чтобы управлять автомобилем, сказал он тогда. Поэтому он попросил Бови присутствовать в операционной во время процедуры. В то время как Кушинг пытался остановить кровь, Бови мог повернуть переключатели, чтобы дать ему какое-то количество вольт импульсами. Кушинг открыл хирургическую рану и снова начал удалять опухоль по частям, на этот раз не ножом и ножницами, а с помощью электрокоагулятора. Дым от обгоревшей опухоли вонял настолько омерзительно, что зрителям в операционной стало плохо. Студент-медик, который был готов при необходимости пожертвовать кровь, упал сначала в обморок, а потом со стула, но тем не менее Кушинг сразу же понял: результат на удивление хорош.
У другой пациентки с подобной опухолью, двенадцатилетней девочки, опухоль получилось полностью удалить за одну операцию благодаря «Бови». Оба пациента восстановились, осложнений не возникло, поэтому Кушинг продолжал использовать аппарат. Теперь он мог оперировать пациентов, для которых ранее вмешательство считалось невозможным. Своим коллегам Кушинг писал: «Мне удается делать в голове такое, что я всегда считал невозможным». Хирурги разных областей по всему миру стали следовать его примеру.
Поначалу время от времени еще возникали проблемы. На одной операции на черепе из открытой лобной пазухи вышло голубое остроконечное пламя, потому что горючий эфир, который пациент вдохнул для наркоза, попал в оперируемую область. Его зажгла искра от электрокоагуляции. С тех пор Кушинг стал обеспечивать пациентам анестезию не через дыхательные пути, а через прямую кишку. В другой раз сам Кушинг получил удар током, когда случайно коснулся рукой металлического ретрактора. Затем он долгое время использовал инструменты, сделанные из дерева, и проводил операции на деревянном столе, пока Бови не нашел лучшее решение, изменив настройки прибора.
Сегодня предпринимаются многочисленные меры для защиты пациента и оперирующего от тока. Хирургическая бригада носит хирургические перчатки из резины. Пациент, операционный стол и все электроприборы заземлены. Вся операционная комната представляет собой так называемую клетку Фарадея. Это означает, что в стены и в двери встроена сеть из медных проводов, чтобы ток снаружи – например, в случае удара молнии или перегрузки электросети – не смог проникнуть в операционную зону. Кроме того, современный операционный комплекс полностью «гальванически» защищен от внешнего мира. То есть ни один токопроводящий кабель не должен располагаться в непосредственной близости. Все электрические цепи управляются через трансформаторы, передача данных по локальной компьютерной сети осуществляется через оптоволоконные соединения.
Электрокоагуляционное устройство Бови спустя почти сто лет практически не изменилось. Оно только было усовершенствовано и стало более безопасным, ведь современные условия работы должны соответствовать гораздо более строгим требованиям, чем во времена Кушинга. И, хотя вся концепция электрокоагуляции считается сегодня достаточно безопасной, напряжение, передаваемое устройством пациенту, по-прежнему не сильно отличается от напряжения электрического угря: несколько сотен вольт.
