Первый опыт применения электрического тока определенной частоты для теплового воздействия на ткани без повреждающего эффекта принадлежит французскому ученому де Арсонвалю (1891 г.). Спустя 35 лет Штерн использовал для разъединения тканей вольфрамовую проволочную нить. Маккартни соединил прямой резектоскоп Вапплера и проволочную петлю в один инструмент для резекции тканей простаты. Объединение инструмента с комплексным генератором позволило создать одну из первых высокоэнергетических систем для урологии, что делало возможным применять один и тот же электрохирургический прибор как в режиме резания, так и коагуляции.
В последующем комплекс модернизировался добавлением осветительных волоконно-оптических систем и внедрением в конструкцию резектоскопа широкофокусных линз Хопкинса. Применение современных HD-видеосистем высокой четкости дает возможность хирургу адекватно контролировать ход выполнения операции на широкоформатном жидкокристаллическом мониторе.
Параллельно шла модернизация электрохирургических блоков. Для рассечения ткани и выполнения гемостаза в современных электрохирургических генераторах применяется переменный ток с частотой более 100 кГц. Ограничение верхнего порога частоты принято примерно в 1 МГц. Это сделано потому, что токи свервысокой частоты обладают мощной индуктивностью. Это может спровоцировать значительные реактивные явления за счет распространения тока за пределы контролируемой электрической цепи.
Электрический ток стандартной частоты (60 Гц) на выходе из генератора преобразуется в высокочастотное напряжение с определенными параметрами. Характеристики тока и свойства самой ткани определяют в итоге конечный эффект взаимодействия между собой. Исходя из законов физики, переменный ток определенной мощности, имеющий форму волны в виде правильной непрерывной синусоиды обладает режущим эффектом. В свою очередь коагуляционный эффект присущ прерывистой волне с постепенно снижающейся амплитудой. Основные эффекты, происходящие в ткани при воздействии электрического тока, обусловлены превращением электрической энергии в термическую. При этом в тканях происходит ряд специфических изменений. Повышение температуры до 43-45◦ С вызывает сокращение ткани. При достижении порога в 50◦ С отмечается снижение активности ферментных систем. Явления денатурации белков начинаются при 50-60◦ С. Высушивание тканей, обусловленное интенсивной потерей жидкости происходит при температуре в 90-100◦ С, а при превышении порога в 100◦ С вода закипает и переходит в парообразное состояние. Дальнейшее повышение температуры сопровождается следующими последовательными эффектами - карбонизация (150◦ С), вапоризация (300◦ С ), краевое воспламенение (более 500◦ С ).
Основу монополярного режима, используемого в хирургии, составляет резкое повышение сопротивления переменному импульсно-синусоидальному электрическому току высокой частоты. Этот процесс происходит в точке контакта активного электрода с тканью. Активный электрод, как правило, имеет небольшую площадь поверхности. В резектоскопе в его качестве выступает резекционная петля. При этом электрический ток проходит через ткани пациента от активного элекрода к пассивному. Последний, в свою очередь, имеет поперечное сечение значительно большей площади и представляет собой металлизированную пластину, контакт которой с телом пациента осуществляется в крестоцовой зоне или на бедре.
Физика данного процесса выражается переходом электрической энергии в тепловую, что приводит к резкому повышению температуры внутри- и внеклеточной жидкости свыше 100◦ С. В зоне интенсивного кипения происходит разрушение клеток – таким образом реализуется эффект разъединения (разреза) тканей.
Для предотвращения неблагоприятных воздействий электрического тока на организм пациента, при операциях в качестве оптической среды используют растворы со слабой токопроводящей способностью (9% раствор маннитола, 5% раствор глюкозы).
Принципы монополярной электрохирургии остаются неизменным и не зависят от разновидности применяемого резекционного электрода (валика, проволочной или выпаривающей петли). Изменяются лишь параметры мощности электрохирургического генератора в зависимости от площади поверхности активного электрода. При работе проволочной петлей описанные выше физические эффекты происходят на весьма ограниченном объеме ткани - зона резания составляет чуть больше сечения петли, и при этом зона коагуляции распространяется на глубину 0,1-0,5 мм.
При применении выпаривающих электродов зона интенсивного кипения (разрушения клеток) составляет 3-4 мм, а на глубину до 1-3 мм подлежащая ткань коагулируется. С целью остановки кровотечения электрохирургический блок используют в режиме коагуляции. При этом подается чистый импульсный ток.
По мнению большинства хирургов-урологов трансуретральная резекция является «золотым стандартом» лечения инфравезикальной обструкции, развившейся вследствие аденомы простаты, склероза шейки мочевого пузыря, а также при хирургическом лечении пациентов с неинвазивными опухолями мочевого пузыря. У последних трансуретральная резекция является основополагающим способом морфологического подтверждения диагноза и правильного стадирования процесса. Кроме того, одновременно с диагностическим характером этот метод носит и лечебную составляющую в комплексном лечении поверхностного рака мочевого пузыря.
Несмотря на многие преимущества, накопленный опыт показал, что методы монополярной хирургии имеют определенные недостатки, которые имели выражение в интра- и послеоперационных осложнениях и ограничениях, среди которых стоит отметить «ТУР – синдром», «случайную» перфорацию стенки мочевого пузыря из-за стимуляции запирательного нерва проходящим электрическим током, плохую операционную видимость и потерю ориентации при массивном кровотечении, невозможность применения данного метода у больных с кардиостимулятором. Все это заставляло проводить постоянную работу, направленную на снижение частоты их возникновения и минимизации отрицательного воздействия на организм пациента.
Результатом дальнейшей эволюции электрохирургии в урологии стало появление в конце 20 века методики биполярной трансуретральной резекции. Принципиальное отличие метода заключается в том, что прохождение электрического тока ограничивается расстоянием между электродами (активным и пассивным), т.е. не проходит его протекания через весь организм больного как при монополярном варианте. Кроме того, в качестве оптической среды применяются растворы электролитов (чаще всего 0,9% физиологический раствор NaCl). Это позволяет создать разряд между близко расположенными электродами, что приводит к переходу электропроводящей жидкости в плазменное состояние (высокоионизированных частиц), что в свою очередь приводит к разрушению моллекулярных связей в структуре ткани. При этом температура в зоне воздействия находится в диапазоне 40 - 70◦ С, в то время, как при использовании традиционных монополярных электрохирургических методов происходит нагрев свыше 400◦ С. Поэтому иногда биполярное высокоэнергетическое воздействие называется «холодная» плазма. Таким образом, ткани, в том числе окружающие, получают меньше побочных тепловых повреждений, происходит их более быстрое восстановление и уменьшается процесс рубцевания.
В заключении необходимо сказать, что применение трансуретральных хирургических вмешательств с высокоэнергетическим воздействиями у пациентов с аденомой предстательной железы, опухолью мочевого пузыря, склерозом шейки мочевого пузыря способствует повышению эффективности и безопасности лечения данных недугов, снижению уровня интраоперационных рисков, сокращению числа осложнений.