После небольшого хирургического вмешательства угря для приведения «в сознание» поместили во вторую емкость со свежей водой. Вскоре он начал самостоятельно двигаться, и уже первые электрические удары, которые были измерены, имели высокое напряжение.
Тем не менее примерно через час после операции рыба, как казалось, почувствовала себя плохо. Электрические удары уже не были регулярными, она двигалась все меньше. Внезапно произошел сильный электрический разряд – и угорь перестал двигаться совсем. Животное было мертвым, словно остатки своей жизни оно вложило в этот последний удар. Были ли операция и наркоз слишком сильным стрессом для него, или электрического угря убила раковая опухоль?
Волтерс провел вскрытие. Опухоль была чрезвычайно большой, и она дала метастазы в печень и селезенку. Микроскопическое исследование показало, что это был метастазирующий рак поджелудочной железы. Это объясняет быстрый рост опухоли. Прогноз был плохим в любом случае. Вероятнее всего, смерть после наркоза спасла рыбу от продолжительных мучений.
Электричество, с которым должны были считаться Волтерс и его команда, являлось непредсказуемым, в некотором смысле у него была своя воля. Кроме того, все вокруг было влажным, и речь шла не об обычной операции. Хирурги, которые оперируют людей, должны осознавать опасность электричества, но, к счастью, сила тока в операционном зале контролируется и регулируется. Электричество при операции – вещь вездесущая. Аппарат искусственной вентиляции легких анестезиолога работает от электричества, приборы, которые измеряют частоту сердечных сокращений, содержание кислорода и кровяное давление, потребляют электричество, операционный стол изменяет положение при помощи электричества, операционные лампы, естественно, электрические, аппаратура для операций «через замочную скважину» требует электричества, мобильные устройства для рентгеноскопии тоже работают от электричества, в операционной находятся компьютеры, которые регистрируют и извлекают медицинские данные, а также видеоэкраны для просмотра процедур и рентгеновских снимков – все они потребляют электроэнергию. Кроме того, несколько хирургических методов требуют использования электричества, так что пациенты и оперирующие имеют с ним более тесный контакт, чем можно представить. В современной хирургии практически нет операций, которые проводились бы без электрокоагуляции. Для этой цели был разработан электрический нож, комбинация скальпеля и раскаленного железа. При его использовании пациент буквально оказывается под электрическим напряжением. И тем не менее этот метод безопасен.
В каменном веке хирурги пользовались камнями. Родоначальник многих народов Авраам совершал обрезание при помощи каменного ножа (глава 3). Скальпель греков делался из бронзы, римлян – из железа, а мы сегодня используем сталь. Благодаря новым технологиям за последние сто лет появились новые ножи. Например, так называемый пьезоэлектрический эффект (который известен благодаря гидроакустической системе обнаружения подводных лодок) применяется в операциях при помощи инструмента, который осуществляет режущую вибрацию для остановки кровотечения и разрезания. Вскоре после того, как радиоактивное излучение (ядерная энергия) стало технически управляемым, гамма-лучи использовались для разрезания с помощью так называемого гамма-ножа. Вскоре после разработки микроволновой техники (например, микроволновых печей) в хирургии стали применять и ее, то же самое относится и к лазерной технологии. Однако самым успешным инструментом оставался простой электрический нож, который появился в хирургии вскоре после того, как электричество повсеместно вошло в повседневность (электрическая лампочка).
Уже в 1875 году проводились эксперименты с нитями накаливания для прижигания кровотечений. Это называлось электрокаутеризацией, от латинского слова cauterium, что означает «раскаленное железо». Однако проволока становилась слишком горячей и сжигала окружающие ткани в большем объеме, чем предполагалось. Этот метод был медленным, ненадежным, и к тому же опасным.
Французский физик Жак Арсен д’Арсонваль продолжал размышлять над этим вопросом. Он знал, что электроэнергия вырабатывает тепло, особенно в месте наибольшего сопротивления. Тело достаточно большое, чтобы проводить ток без высокого сопротивления, и электричество может беспрепятственно проходить через металлический нож. Поэтому наибольшее сопротивление возникает в точке, где соприкасаются тело и нож, точнее, на небольших участках кожи вокруг кончика электрического ножа, именно там, где при хирургическом вмешательстве требуется накал. Кроме того, оно присутствует только тогда, когда нож контактирует с тканью, не дольше.
Идея д’Арсонваля заключалась в том, чтобы свести к минимуму негативное воздействие электричества на тело, применяя для передачи энергии переменный ток вместо постоянного. Переменный ток – это тот, который поступает из розетки. Из-за его парализующего воздействия на нервы, сердце и мышцы он опасен для жизни. Однако француз обнаружил, что этот нежелательный эффект пропадает, когда частота переменного тока повышается до более чем 10 000 герц. Первые хирургические генераторы переменного тока использовались уже в конце XIX века.
Электрический нож присоединяется кабелем к электрогенерирующему устройству. Чтобы замкнуть электрическую цепь, устройство должно быть подведено к пациенту через второй кабель. Пациент, таким образом, становится частью схемы. В наше время этот второй кабель прикрепляется к пациенту с помощью токопроводящей пластины, которая приклеивается к бедру. Поэтому хирург никогда не начинает операцию, не спросив предварительно операционную бригаду, приклеена ли пластина.
Как, собственно, накал останавливает кровотечение? Белки в крови и тканях из-за высокой температуры переходят из жидкого состояния в твердое, так же как белок в яйце становится плотным, когда вы его варите. Это специфическое свойство белков называется коагуляцией. Поскольку изменение вызвано электричеством, оно называется электрокоагуляцией. По мере того как повышается температура и на очень маленькую область ткани оказывается еще большее тепловое воздействие, клетки тела начинают разрушаться еще до того, как у белка появляется шанс коагуляции, так как вода в клетках сразу испаряется. Эффект в этом случае не кровоостанавливающий, а режущий.
Американский инженер Уильям Бови разработал более детальный принцип электрокоагуляции в двадцатые годы. Он создал генератор, который позволил значительно лучше контролировать количество энергии в тканях. Для этого он использовал переменный ток с частотой 300 000 герц. Его аппарат мог передавать электричество импульсами. Это называется модулированным переменным током. Кроме того, аппарат регулировал напряжение. Более высокое напряжение компенсировалось уменьшением числа импульсов в секунду, так что общая энергия не возрастала слишком сильно. Таким образом, появилась возможность вариаций между прижигающим и режущим эффектом, притом что мощность подаваемой электроэнергии осталась в безопасных пределах. С тех пор этот функциональный механизм неизменно используется в хирургии, а во многих странах электрокоагулятор все еще называют по имени его изобретателя – «Бови».
Аппарат Бови был введен в хирургию 1 октября 1926 года Харви Кушингом в Бостоне, хирургом, специализирующимся на единственном органе в организме, в котором кровотечение нельзя просто прижать, зашить или перевязать: на мозге. Кушинг – пионер нейрохирургии.
Мозг очень хорошо снабжается небольшими кровеносными сосудами. Так же, как и опухоли в голове. Удаление опухолей головного мозга было делом кровавым, поэтому Кушинг придумал некоторые меры предосторожности. Он использовал маленькие серебряные клипсы, которые размещал на кровеносных сосудах, как скобки, чтобы остановить кровотечение, а затем оставлял их в ткани. Такие клипсы по-прежнему применяются сегодня при операциях на любых частях тела, только они больше не делаются из серебра. Удаление опухолей по частям Кушинг сделал своей привычкой. Если он был вынужден преждевременно прекратить операцию из-за чрезмерной кровопотери, он оперировал пациента снова через несколько дней или недель, чтобы удалить оставшееся, когда восстановится необходимое количество крови в организме. Это называлось английским термином Piecemeal-Methode, то есть «метод удаления по частям». При масштабном вмешательстве Кушинг приглашал добровольца в операционную на случай срочной необходимости переливания крови пациенту. В большинстве своем то были студенты-медики, которые таким образом получали возможность поприсутствовать на новаторской операции на мозге профессора Кушинга.
Особую операцию, где он впервые использовал электрокоагуляцию, Кушинг описал в медицинском издании, чтобы подчеркнуть значимость новой кровоостанавливающей техники. Он определенно не был первым, кто применил эту технику, многие хирурги прежде уже работали с ней, но Кушинг настолько успешно применил коагуляцию в нейрохирургии и он сам был настолько известен среди хирургов, что публикация его удивительных результатов, полученных в этой операции, в 1926 году возымела решающее значение.
Однако прежде всего Кушингу нужно было решить одну большую проблему. Хотя в городе Бостон уже применялся переменный ток для освещения домов и улиц, больница Бригхэм, в которой работал Кушинг, все еще использовала силу постоянного тока. Поэтому, специально для этой операции, кабель нужно было протянуть в операционную с улицы.
В тот день Кушинг использовал электрохирургический генератор Уильяма Бови на шестидесятипятилетнем мужчине со злокачественной опухолью на черепе, «экстракраниальной саркомой». За три дня до этого ему пришлось прервать операцию из-за слишком большой потери крови. Кушинг не старался понять физические основы коагулятора. Необязательно знать, как работает двигатель, чтобы управлять автомобилем, сказал он тогда. Поэтому он попросил Бови присутствовать в операционной во время процедуры. В то время как Кушинг пытался остановить кровь, Бови мог повернуть переключатели, чтобы дать ему какое-то количество вольт импульсами. Кушинг открыл хирургическую рану и снова начал удалять опухоль по частям, на этот раз не ножом и ножницами, а с помощью электрокоагулятора. Дым от обгоревшей опухоли вонял настолько омерзительно, что зрителям в операционной стало плохо. Студент-медик, который был готов при необходимости пожертвовать кровь, упал сначала в обморок, а потом со стула, но тем не менее Кушинг сразу же понял: результат на удивление хорош.