Chapter 9 Electrosurgical Unit

History of ESU (Electrosurgical Unit) • Thompson(1889) & d’Arsonval(1891) : 고주파 전류가 인체를 관통하여 흐를 때 충격이나 근육에 자극을 주지 않고 열을 발생함을 발견 • 1910 fulguration(방전요법) : 고주파전류에 의한 전기 불꽃을 사용하여 살아있는 조직을 파괴 desiccation(전기건조법) : 고주파 고압의 단극전류(short spark)를 작용시켜 그 부분을 건조 시킴으로써 종양이나 기타 질환을 치료 • 1928 Cushing(neurosurgeon) & Bovie(physicist) : 뇌종양의 제거 • 현재 Bloodless entry into the body for general surgery 체내의 기관으로부터 조직을 베어낼 때 (excise) 피부 상처를 치료하거나 제거할 때 불필요한 hair의 제거 출혈을 조절

Therapeutic Effects of ESU • Cutting Leading edge of an active electrode (매우 작은 표면적) - electrode가 tissue와 접촉하는 순간 매우 높은 전류밀도로 전류가 흐름 - electrode와의 접촉면의 tissue 쪽에 전기저항이 발생 - electrode의 tip에 joule heating에 의해 열이 발생 - 세포액(cellular water)이 급속히 volatilized(휘발, 증발)되면서 조직이 절개 • Coagulation 열이 전류를 가한 부위로부터 주변 조직으로 이동됨을 이용 (electrode 주변의 온도가 충분히 상승되면 drying 혹은 tissue destruction이 발생) - Fulguration (방전요법) 높은 전압(수천V)이 electrode와 tissue 사이에서 spark 발생 Spark는 조직 내부로 침투하지 않고 조직 표면으로 퍼져서 cutting 없이 응고 - Desiccation (전기건조법) Electrode와 tissue가 접촉되었을 때 발생 전류의 파형은 desiccation 효과에 중요하지 않음 Volatilization을 방지하기 위해서는 충분한 접촉면적, 낮은 전류 및 전력 값 유지

Essential Components of an ESU 300kHz – 3MHz로 동작 Electrode로 1,000-10,000V 전달 active electrode dispersive electrode - cutting electrode보다 넓은 표면적 - 전류밀도를 낮춰서 heating effect를 감소

Functional Circuits for Electrosurgery Diterminal-unipolar Diterminal-bipolar Monoterminal

Waveforms Generated from ESU Sinusoidal Continuous wave (CW) 250KHz - 4MHz Spark-gap waveform 500KHz

Waveforms Generated from ESU Continuous wave (cutting) Spark-gap (coagulating) modulated for (cutting & coagulating) Solid-state-generated blended (hemostatic) Solid-state-generated (coagulating)

Current Distribution between Electrodes and Tissue

Types of Electrodes

ESU Output Configuration 환자가 직접 ground open 되므로 환자는 안전 - passes all the RF current - blocks low frequency current - frequency dependent impedance 사용 - 환자가 power line frequency로부터 보호 Isolation transformer ground type에서 open circuit 되었을 때 동작자를 current pathway로부터 보호

ESU Equivalent Circuit ESU internal resistance Generated waveform Active electrode skin resistance Return electrode resistance Body resistance

Absorbed Power of an Active Electrode Plot the power observed, , at the active electrode as a function of , ranging from to Maximum power 일 때 maximum power

Return Electrode Electrosurgical current를 인체로부터 외부로 끌어내는 역할 - 넓은 면적 : 전류밀도 감소 및 온도상승 방지 - electrode와 skin 사이의 resistance가 중요 (monitoring of the resistance)