2018년 7월 12일 목요일

고주파 발생장치에 대한 기본 이해 (gastric ESD)

2018년 7월 11일 점심시간에 내시경실 간호사를 대상으로 고주파전류장치(electrosurgical unit, ESU)에 대한 강의를 하였습니다. 

고주파전류장치는 고주파를 이용하여 에너지를 전달하는 도구입니다.

일반 가정용 전기와 같은 50-60Hz로도 에너지를 전달할 수 있지만, 근육의 수축이 발생하므로 의료용으로 사용할 수 없습니다. 톰과 제리를 생각해 보세요! 고주파 전류에서는 근육수축이 발생하지 않습니다. 의료용으로 사용할 수 있다는 의미입니다. 1926년 William Bovie라는 biophysical engineer가 개발했습니다. 수술장에서 사용하는 Bovie 아시지요?

의료용 고주파 전류는 duty cycle에 따라 cutting current와 coagulation current의 특성을 가질 수 있습니다. Duty cycle이란 전체 시간 중 전류가 흐르는 시간의 percent입니다. 100%에서는 pure cut 효과가, 6%에서는 pure coagulation 효과가 나옵니다. 그 중간 12-80%에서는 blended effect가 나옵니다 (Gastroinet Endosc 2003).

 
- Cutting (= incision): 고주파전류를 이용하여 높은 Joule heat를 지속적으로 가하면 세포내액 온도가 급속시 상승하며 steam explosion (spark)가 발생하여 조직이 잘립니다. 
- Coagulation: Joule heat를 간헐적으로 올려서 세포내 및 세포간 액체의 온도를 천천히 올려서 탈수,건조 효과가 발생하면 조직이 응고됩니다. [참고] 응고효과는 고주파 전류의 duty cycle을 낮추는 방법이 전통적입니다. 최근에는 constant voltage source에서 전압을 낮게 유지하면 응고효과를 낼 수 있습니다. VIO 300D의 soft coagulation이 좋은 예입니다. ERBE 300D에서는 coagulation current를 이용한 cutting도 가능합니다.

ERBE ICC200 부터는 Endocutting이라는 기능이 가능해졌습니다. ERBE ICC 200에는 Endo Cut라는 획기적인 모드가 있어 인기가 있었습니다. 일정한 간격의 cutting 사이에 coagulation current가 자동으로 흘러주는 방식이었습니다. Endo Cut의 한 주기는 0.8초(Auto Cut 0.05 sec + Soft Coagulation 0.75 sec)입니다. 전압은 Effect로 출력은 Max Watt로 조절할 수 있지만 보다 섬세한 조절은 어려웠습니다.


[ERBE ICC 300D]

ERBE ICC 300D의 모드는 크게 cutting mode와 coagulation mode로 나누어집니다. 300D의 좌측 화면이 cutting mode, 우측 화면이 coagulation mode입니다.

Cutting mode에는 Q와 I 두 가지가 있습니다. Q 모드(알파벳 Q는 snare처럼 생겼습니다)는 주로 snare에 사용하는 모드이지만, needle type knife에도 쓸 수 있습니다. I 모드(알파벳 I는 needle처럼 생겼습니다)는 주로 needle type knife에 사용하는 모드입니다.

Endocutting에서 effect를 올리면 cutting 전류 사이에 깔리는 coagulation 전류의 전압이 높아집니다 (0-400 V). Effect를 올리면 cutting 효과가 강해지는게 아니고 응고효과(=지혈)가 강해집니다. Cutting이 안된다고 Effect를 올리면 cutting은 더욱 안됩니다. Effect는 보통 2 혹은 3을 선택합니다. Effect 4는 coagulation이 너무 강해서 조직손상이 심하기 때문에 조심해야 합니다.

ERBE ICC 300D가 나오면서 cutting duration, cutting interval, baseline coagulation 강도 등 보다 섬세한 조절이 가능해졌습니다.

Coagulation mode는 5 가지입니다. Dry cut, Swift coagulation, Forced coagulation의 주된 차이는 duty cycle입니다. 이름에 coagulation이 쓰이기도 하고 cut가 쓰이기도 했지만 본질적으로 비슷하고 모두 cutting에 이용할 수 있는 높은 voltage를 제공하는 모드입니다. Spray coagulation은 non-contact 방법이고, Soft coagulation은 peak voltage가 낮아 cutting 효과가 전혀 없는 지혈 전용입니다. Soft coagulation 빼고는 모두 cutting에 사용할 수 있습니다.

1) Dry cut: Duty cycle 30%, peak voltage 843 Vp (E4). 초보자는 사용하지 않는 것이 좋습니다. 다루기 어렵습니다. 너무 강한 모드입니다. ERBE300D에서는 coagulation mode로 분류되어 있지만 사실은 강력한 cutting 효과를 가지고 있습니다.

2) Swift coagulation: Duty cycle 20%, peak voltage 990 Vp (E3). Dry cut에 비해 절개효과는 떨어지나 지혈능력이 우수합니다. Cutting과 coagulation 목적 모두 가능하며, ESD에서 submucosal dissection에 가장 많이 사용되는 모드입니다. 조금 빨리 움직이면 cutting 효과, 조금 천천히 눌러주면 coagulation이 됩니다. 연기가 적게 발생합니다.

3) Forced coagulation: Duty cycle 10%, peak voltage 1430 Vp (E3). 기존 응고파에 가장 가까우며 높은 전압으로 빠른 응고를 유발합니다. 응고시간이 길어지면 조직이 탄화되고 knife에 달라 붙습니다. 최근 단순 지혈을 넘어서 ESD시 출혈이 심한 병변의 점막하박리 때 효과적인 모드로 사용되기도 합니다.

4) Spray coagulation: Non-contact 방법입니다. 접촉하지 않고 공중 방전이 가능한 강력한 응고 모드입니다. 전기 스파크가 3 mm까지 발생하므로 응고 깊이가 얕습니다. 시술 후 넓은 범위의 미만성 출혈(diffuse hemorrhage)에 사용하면 좋습니다. 잔존 조직의 소작에도 사용할 수 있습니다. 연기가 많이 발생합니다. ESD의 첫 단계인 marking에 사용할 수 있습니다. 전기 spark가 발생하므로 Dual Knife의 tip을 내지 않고도 marking 할 수 있습니다. Achalasia의 내시경치료인 POEM에서 유용하게 사용되는 모드입니다.

5) Soft coagulation: Peak voltage (Vp)가 200 이하이므로 spark가 발생하지 않고 탈수,건조효과만 발생합니다. 응고가 진행되면 조직에 전류가 잘 흐르지 않아 조직이 달라 붙는 현상이 적습니다. Coagrasper (지혈겸자)에서 이용됩니다.

ERBE 300D에는 foot switch 큰 발판 사이에 작고 둥근 발판이 있습니다. 이를 누르면 Endo Cut 모드는 그대로 두고 응고모드만 변경할 수 있습니다. 자주 사용하는 응고모드 두개를 사전에 정해두고 서로 옮겨가면서 작업하면 편합니다. ESD에서는 Soft coagulation과 Swift coagulation을 선택하여 옮겨가면서 작업합니다.

ERBE 300D에서는 시술자별로 setting을 저장할 수 있습니다. 김재준 교수님의 ERBE 300D setting이 삼성서울병원의 gastric ESD 기본 setting입니다. 조금 센 편입니다. 민병훈 교수님, 이혁 교수님, 민양원 교수님도 같은 모드를 사용하고 있습니다.

이준행은 다른 교수님보다 조금 약한 setting을 사용하고 있습니다. 주된 knife가 Dual knife이기 때문이기도 합니다.

Marking (Dual knife)Spray Coag E1 30W
Pre and circumferential cutting (Dual knife +/- IT-2 knife)Endo Cut I E3 D3 I3
Endo Cut Q E3 D3 I3
Submucosal dissection (IT-2 knife or Dual knife)Swift Coag E3 80W
Endo Cut I E3 D3 I3
Hemostasis (Coagrasper)Soft Coag E5 80W

아래는 책에서 언급된 여러 기관의 setting입니다.

 김도하 - 소화관 종양 내시경 치료술의 실제

 고주파발생장치 (일본어 단행본)

 Gastic ESD by Morita at Kobe University (Gastrointest Endosc Clin N Am 2014)

 Esophageal ESD by Fujishiro at Toko University

 동경암센터에서 2015년 발표한 논문 (Suzuki H. WJG 2015)


댓글 없음:

댓글 쓰기