S065: Principios físicos de la Electrocirugía

agosto 9, 2012 in Agua, Centro de Salud, Cirugía, Electricidad, Electrocirugía, equipment medical, Equipo Biomédico, Generador Eléctrico, Hospital, Seguridad, Sistema Eléctrico, Universidad Nacional de Ingeniería
Etiquetas: campo eléctrico, electrodo

Los equipos de electrocirugía que aprovechan del calor generado por la disipación de la corriente, de manera que pueda ser utilizado para fines terapéuticos o de tratamiento clínico. El calor es simplemente energía en movimiento.

El calentamiento del tejido con radiofrecuencia se puede dar por medio de dos mecanismos: calentamiento óhmnico o calentamiento dieléctrico. El calentamiento óhmnico, producido a menos de 500 MHz incrementa el movimiento traslacional de las partículas. El calentamiento dieléctrico producido a más de 500 MHz incremente el movimiento vibratorio y rotacional de las partículas. Cuando un campo eléctrico es aplicado sobre la materia, los dipolos absorben parte de la energía del campo. El calentamiento óhmnico es el mecanismo utilizado por los dispositivos de electrocirugía y el calentamiento dieléctrico es el utilizado por el láses y hornos microondas.

Se debe tener presente que la corriente que fluye en uno de los electrodos debe ser igual a la corriente que fluye en el otro electrodo. Por lo tanto debido a que el electrodo activo tiene un área de sección transversal muy pequeña, la densidad de corriente es muy alta. Debido a la diferencia de densidad de corriente entre los dos electrodos, el tejido en contacto con el electrodo de dispersión se caliente lentamente mientras que el que está en contacto con el electrodo activo se caliente hasta destruirse.

El calentamiento del tejido se genera por la potencia disipada en el tejido que puede expresar como:

P = \rho V I^2

donde:
P es la potencia en Watts.
\rho es la resistividad del tejido en Ohmnios – metro
V es el volumen del tejido en m^3
I es la densidad de corriente en A/m^2

Durante el procedimiento de electrocirugía la corriente de alta frecuencia fluye a través de una sonda o electrodo activo manipulado por el cirujano y llega a una «tierra» hecha a partir de un elemento dispersivo, electrodo de dispersión, que se encuentra en contacto con el paciente o vuelve al instrumento quirúrgico. La potencia del instrumento se disipa en forma de calor en el tejido, en el sitio cercano a la punta del electrodo activo, con un radio de aplicación de máximo 1 cm. La corriente de radiofrecuencia viaja a través del cuerpo por los diferentes iones intra y extracelulares que se mueven de acuerdo con el campo eléctrico producido por la radiofrecuencia. Los iones encuentran resistencia a lo largo del camino y se colisionan con otras moléculas generando calor. Si se asume un tejido homogéneo, se puede determinar el incremento de la temperatura a nivel local mediante la ecuación:

\delta T = \frac{J^2 t \rho}{CD}

donde:
J es la densidad de corriente en A/m^2
t es el tiempo (segundos) de aplicación de la corriente
D es la densidad del tejido (kg/m^3)
C es la capacidad calorífica específica del tejido (kcal/kg/°C)
\rho es la resistividad del tejido.

La resistividad del tejido varía de acuerdo a su contenido de agua, microestructura y contenido iónico.