Strommodulation

Neben der applizierten Energiemenge und der Elektrodenform wird der Effekt im Gewebe auch von der Modulation des Stromes bestimmt. Während man bei den ersten Generatoren nur zwischen Schneiden und Koagulieren unterschied, kann der Strom heute beliebig moduliert werden, wobei es drei Hauptmodulationen gibt: Koagulieren, Schneiden und Fulgurieren.

Koagulieren

Koagulieren ist ein Modus, indem die Elektrode fest an dem Gewebe liegt und das Gewebe zunehmend erhitzt, bis eine weiße Koagulation eintritt. Eine langsame weitere Erwärmung dehnt die Koagulationszone soweit aus, bis an den Rändern die zugefügte Wärme abgeleitet wird und sich das Gewebe nicht mehr verändert. Ist die Energieabgabe hoch, dann koaguliert das Gewebe in der Nähe der Elektrode sehr rasch. Die weiter zugeführte Energie wird dann nicht so schnell in das umgebende Gewebe transportiert, sondern erhöht die Temperatur nahe der Elektrode weiter. Das Gewebe verdampft und verkohlt. Wenn das Gewebe bei der Koagulation also zu schnell verkohlt und eine ausreichende Koagulation des umgebenden Gewebes nicht erreicht wird, dann ist die Energieabgabe des Generators zu hoch. Wenn überhaupt keine Koagulation entsteht, dann ist die Energieabgabe zu gering und die Energie wird zu schnell abgeleitet. Da bei der Koagulation die Elektrode fest im Kontakt mit dem Gewebe ist, verklebt das ausgetrocknete Gewebe häufig mit der Elektrode, so dass ein Teil der koagulierten Fläche beim Entfernen der Elektrode abgezogen wird.

Schneiden

Beim Schneiden und Fulgurieren berührt die Elektrode das Gewebe nicht. Der Generator produziert eine höhere Spannung, so dass an der Elektrode kleine (10 µm) Funken auftreten, die eine Temperatur von 4000 °C aufweisen. Aufgrund dieser extrem heißen Funken werden die einzelnen Zellen so schnell erhitzt, dass sie platzen, ohne dass die Elektrode das Gewebe berührt. Beim Schneiden gleitet die Elektrode quasi wie ein Skalpell durch das Gewebe, weil das Gewebe in der Nähe der Elektrode einfach evaporiert. Die Zellen verdampfen so schnell, dass die Wärme sich nicht auf das benachbarte Gewebe übertragen kann, sondern mit der verdampften Luft entweicht. Die Wirkung auf das Gewebe ist lediglich auf einige Zellschichten begrenzt. Eine begleitende Koagulation der Wundränder bleibt somit beim puren Schneidemodus aus. Der Schneidestrom lässt sich aber so modulieren bzw. „blenden“, dass auch die Wundränder in geringem Maße koaguliert werden.

Fulgurieren

Auch bei der Fulguration des Gewebes entstehen Funken an der Elektrode wie beim Schneiden. Allerdings sind diese Funken einige Millimeter lang. Durch die hohe Temperatur der Funken wird das Gewebe sofort zerstört und verkohlt. Die Wärme wird nicht in tiefere Schichten fortgeleitet, so dass diese Methode lediglich zur oberflächlichen Behandlung geeignet ist und nicht zur tiefen Koagulation. Da bei der Fulguration sehr hohe Temperaturen auftreten, verglühen spitze Elektroden rasch, so dass größere Elektroden wie eine Kugelelektrode verwendet werden sollten. Das Gewebe wird bei der Fulguration wie beim Schneiden nicht berührt, sondern die Elektrode wird in einigen Millimetern Distanz zum Gewebe gehalten. Zum Funkenübersprung von der Elektrode durch die schlecht leitende Luft zum Gewebe sind relativ hohe Stromspannungen erforderlich. Es gibt insgesamt nur wenig Anwendungsgebiete für die Fulguration. Oberflächliche Tumoren können damit zerstört oder großflächige Blutungen aus multiplen kleinen Gefäßen gestillt werden, wie sie bei Operationen an der Leber oder Milz auftreten.

Argon-Beamer

Um die Fulguration zu erleichtern, wurde der Argon-Beamer entwickelt. Hierbei strömt Argongas an der Spitze des Instrumentes aus. Durch das Argongas wird der elektrische Strom sehr viel besser geleitet als durch die Luft, so dass mit dem gerichteten Gasstrahl genau der Ort der Fulguration festgelegt werden kann.

Mono- oder bipolarer Strom

Bei jeder elektrochirurgischen Anwendung wird zwischen mono- und bipolarem Strom unterschieden. Fulguration und Schneiden sind nur mit monopolarem Strom möglich, während die Koagulation mit bi- oder monopolarem Strom erreicht werden kann. Bei monopolarem Strom fließt der Strom von der stromführenden aktiven Elektrode des Instrumentes durch den Körper des Patienten zur ableitenden Neutralelektrode. Beim bipolaren Strom fließt der Strom nur zwischen den beiden aktiven Elektroden des Instrumentes durch das Gewebe. Dadurch ist der Gewebeeffekt beim bipolaren Strom sehr genau begrenzt und unabsichtliche Effekte werden verhindert, die beim Durchströmen durch den Organismus auftreten könnten.

Gewebeversiegelung

Es ist ein bipolares Instrument (Ligasure®, Covidien) verfügbar, das den Gewebeeffekt elektronisch kontrolliert. Es handelt sich dabei um eine bipolare Klemme, mit der das Gewebe mit einem definierten Druck zusammengepresst wird. Über einen speziellen Generator wird ein Koagulationsstrom appliziert und gleichzeitig der Widerstand im Gewebe gemessen. Im normalen Gewebe hängt der Gewebewiderstand vom Flüssigkeits- und Elektrolytgehalt ab, wobei z. B. Knochen einen sehr hohen Widerstand (ca. 1000 W/cm) und Blut nur einen geringen (ca. 30 W/cm) aufweisen. Während der Koagulation steigt der Widerstand von 200–300 W/cm auf bis zu 3000 W/cm an, weil das Gewebe zunehmend austrocknet. Das Gerät erkennt am Widerstand die adäquate Koagulation bzw. Gewebeversiegelung des Gewebes und schaltet sich automatisch aus. Mit dieser Technik, die sich sowohl in der konventionellen als auch in der laparoskopischen Chirurgie bewährt hat, können Gefäße bis zu einem Durchmesser von fünf bis sieben Millimeter sicher ligiert werden, wenn man den Strom auf jeder Seite einmal anwendet und die Gewebebrücke in der Mitte durchtrennt. Mit diesem Instrument kann eine Gastrektomie ohne jegliche Ligatur vorgenommen werden. Mittlerweile sind auch andere Systeme verfügbar, die unterschiedliche Modulationen und Verfahren kombinieren.