Exposición al humo del electrocauterio y eficacia de los sistemas de evacuación de humo en cirugía mínimamente invasiva y abierta: un estudio prospectivo aleatorizado

Scientific Reports volumen 12, Número de artículo: 4941 (2022) Citar este artículo

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En todo el mundo, los profesionales de la salud que trabajan en quirófanos (OR) están expuestos diariamente al humo del electrocauterio. Los objetivos de este estudio fueron determinar la composición y las concentraciones del humo del electrocauterio en el quirófano mediante espectrometría de masas. Estudio observacional prospectivo en un centro académico de atención terciaria, que involucró 122 procedimientos quirúrgicos de los cuales 84 fueron aleatorizados por computadora 1:1 al sistema de evacuación de humos (SES) versus ningún uso de SES. Se observaron COV irritantes, tóxicos, cancerígenos y mutagénicos en el aire del quirófano, y algunos excedieron los límites de exposición permitidos (OSHA/NIOSH). La concentración total media de compuestos nocivos fue de 272,69 ppb (± 189 ppb) con una concentración total máxima de sustancias nocivas de 8991 ppb (a nivel de cirujano, sin SES). Las concentraciones máximas de VOC totales fueron 1,6 ± 1,2 ppm (cirugía mínimamente invasiva) y 2,1 ± 1,5 ppm (cirugía abierta), y las concentraciones máximas totales de VOC fueron 1,8 ± 1,3 ppm en la mesa de operaciones 'al nivel del cirujano' y 1,4 ± 1,0 ppm ' en el aire de la habitación del quirófano lejos de la mesa de operaciones. Ninguna diferencia fue estadísticamente significativa. En cirugía abierta, SES redujo significativamente las concentraciones máximas de COV específicos a nivel del cirujano, incluidos los aromáticos y los aldehídos. Nuestros datos indican una exposición relevante de los profesionales de la salud a compuestos orgánicos volátiles en el quirófano. La técnica quirúrgica y la distancia a los dispositivos de cauterización no redujeron significativamente la exposición. SES redujo la exposición a VOC dañinos específicos durante la cirugía abierta.

Número de registro de prueba: NCT03924206 (clinicaltrials.gov).

Los dispositivos de electrocauterización se encuentran entre las herramientas más eficientes para dividir el tejido y proporcionar hemostasia, y se utilizan habitualmente en la mayoría de las intervenciones quirúrgicas. Sin embargo, la exposición al humo del electrocauterio está asociada con posibles consecuencias que afectan a cientos de miles de trabajadores de la salud cada año. Estos incluyen asma, enfisema, bronquitis crónica, hipoxia y mareos, irritación de nariz y garganta, irritación ocular, carcinoma de las vías respiratorias, leucemia, disfunción cardiovascular, dolor de cabeza, hepatitis, alergias y otros1,2,3.

Tomita et al. demostraron que los vapores liberados al aire ambiente durante la cirugía cuando se utilizan instrumentos electroquirúrgicos pueden ser tan mutagénicos como el humo del cigarrillo4. Debido a carcinógenos como el 1,2-dicloroetano, el benceno y los hidrocarburos aromáticos policíclicos5, se estimó que el impacto diario promedio del humo del electrocauterio en un equipo de quirófano dado era equivalente a 27–30 cigarrillos sin filtro2. También se ha demostrado que el humo del electrocauterio transporta material infeccioso como virus (incluidos el SARS-CoV-2 y el virus del papiloma humano), bacterias y/o células viables5,6,7.

Por esta razón, muchos institutos de seguridad y salud en el trabajo recomiendan el uso de sistemas de evacuación de humos (SES), pero se informa que la adherencia a estas recomendaciones es baja (14% con el uso de electrocauterio y 47% durante la cirugía abierta con láser8).

La renuencia a usar SES podría atribuirse al hecho de que solo se dispone de datos escasos de la vida real sobre la efectividad de estos dispositivos. En un estudio de laboratorio húmedo reciente, demostramos que la espectrometría de masas de la reacción de transferencia de protones (PTR) permite la medición en tiempo real de la composición del humo del electrocauterio. Observamos que las máscaras quirúrgicas de rutina no protegen contra este tipo de humo porque las partículas peligrosas son demasiado pequeñas y que SES podría reducir los compuestos peligrosos al menos hasta cierto punto. También detectamos concentraciones significativas de sustancias peligrosas en el escape del SES, a pesar de haber pasado un prefiltro, un filtro de aire de partículas ultrabajas (ULPA) y un filtro de carbón activo9.

Basándonos en los datos que se han publicado hasta ahora, incluidos los nuestros, llevamos a cabo una investigación de la composición y concentración del humo del electrocauterio en un quirófano en condiciones reales.

Los objetivos principales de nuestro estudio fueron medir las concentraciones de compuestos orgánicos volátiles (COV) nocivos en el quirófano y evaluar la eficacia de SES en la práctica diaria, así como investigar si el abordaje quirúrgico (es decir, abierto o mínimamente invasivo) y la distancia a la fuente de cauterización tiene un impacto en la exposición del personal de quirófano al humo quirúrgico.

El criterio principal de valoración de nuestro estudio fue determinar la concentración de COV peligrosos en el quirófano a nivel del cirujano durante la cirugía con dispositivos de electrocauterio. Las operaciones se aleatorizaron 1:1 en uso de SES frente a no uso de SES y se registraron prospectivamente para poder comparar las mediciones con y sin el uso de SES. Los criterios de valoración secundarios incluyeron la exposición al humo 'directa' (equipo de operaciones en la mesa de quirófano, etiquetado como 'a nivel del cirujano) versus 'indirecta' (personal de quirófano distante de la mesa de operaciones, etiquetado como 'aire de la habitación') y la comparación de la exposición al humo según la técnica quirúrgica utilizada (cirugía abierta versus mínimamente invasiva). El estudio se realizó durante un período de cuatro meses (mayo de 2019 a septiembre de 2019) en un quirófano dedicado de un centro académico de atención terciaria (División de Cirugía Torácica General en el Inselspital, Hospital Universitario de Berna, Universidad de Berna, Suiza). Se incluyeron procedimientos quirúrgicos consecutivos con una duración planificada de > 1 h. Los criterios de exclusión fueron una contraindicación para el uso de electrocauterio (es decir, pacientes con un desfibrilador automático implantado (ICD) y/o un neuroestimulador implantado).

El comité de ética cantonal (Kantonale Ethikkommission, KEK, Berna) renunció a la aprobación ética formal, ya que no se utilizaron datos de pacientes para este estudio y solo se registró el tipo de procedimiento (cirugía abierta o mínimamente invasiva). El estudio se registró en Clinicaltrials.gov (NCT03924206). Todos los profesionales médicos participantes dieron su consentimiento informado por escrito. El estudio se realizó en cumplimiento de la Declaración de Helsinki.

Las intervenciones quirúrgicas fueron realizadas por el mismo equipo quirúrgico en un quirófano que cumplía con los últimos requisitos estándar, incluido un flujo laminar vertical (0,3-0,6 m/s) y un sistema de evacuación de gas anestésico. Se realizaron principalmente resecciones pulmonares anatómicas. La decisión de realizar el procedimiento "abierto" o "mínimamente invasivo" la tomó el cirujano independiente antes de la aleatorización a la cirugía con o sin SES. La 'cirugía abierta' incluía un acceso al campo operatorio a través de una toracotomía anterolateral con preservación muscular. La 'cirugía mínimamente invasiva' comprendía operaciones realizadas mediante VATS (cirugía torácica asistida por video), usando una técnica de VATS uniportal con una incisión de 3-4 cm en la línea medioaxilar en el quinto espacio intercostal y el uso de un protector blando para heridas (sin separador de costillas , sin insuflación de CO2).

Los procedimientos abiertos y mínimamente invasivos fueron aleatorizados (1:1, aleatorización basada en computadora en bloques de 4) a cirugía con o sin SES después de determinar el tipo de procedimiento quirúrgico (abierto vs. mínimamente invasivo) (Fig. 1). El análisis de potencia se basó en datos previos10: se usaron concentraciones de butadieno, benceno y furfural con y sin SES al cortar el tejido muscular y se corrigió la distancia (2 × distancia, asumiendo la mitad de las concentraciones). Alfa se fijó en 0,05 y la potencia del estudio en 90 %, lo que indica que se requería un tamaño de muestra de 15 cirugías en el grupo de "cirugía abierta".

Descripción general del diagrama de flujo del análisis de datos. *Se excluyó 1 análisis de aliento por razones técnicas. **En total, 17 conjuntos de datos tuvieron que ser excluidos debido a datos incompletos (n = 6) o por razones técnicas (n = 11).

Durante un total de 35 procedimientos quirúrgicos (abiertos y mínimamente invasivos), se midió el aire de la sala del quirófano alejado de la mesa de operaciones colocando la entrada del MS justo encima del propio MS (aprox. 150 cm por encima del suelo y al menos con 200 cm de distancia de la mesa de quirófano).

Además, durante un total de 3 procedimientos abiertos, el aire que inhaló y exhaló el cirujano quirúrgico se midió por medio de una máscara facial dedicada (ver más detalles a continuación y en la Fig. 3).

Se utilizó un dispositivo de cauterización monopolar estándar (VIO 300D, ERBE Swiss AG, Winterthur, Suiza) con los siguientes ajustes: coagulación: spray, efecto 2, 80 W; y corte: efecto 4, 100 W. En el grupo sin SES se utilizó un lápiz de cauterización estándar y se aclaró el humo despedido como de costumbre, mediante succión de fluido con punta de plástico Yankauer. En el grupo 'con SES', se aplicó un SES móvil (IES 2, ERBE Swiss AG, Winterthur, Suiza), que consiste en un lápiz dedicado con un aspirador integrado cerca de la punta del electrocauterio. Desde el lápiz de cauterización, hay un enchufe eléctrico estándar y un conector de aspirador adicional que conduce a la máquina extractora de humos (Fig. 2). El extractor de humos se activa automáticamente tan pronto como se utiliza el cauterio. El IES 2 tiene una salida de succión de > 550 l/min y se ejecutó a una salida de succión del 100 % durante nuestro estudio, lo que resultó en un flujo de 110 l/min en la entrada del dispositivo de cauterización. El aire evacuado pasa por un proceso de filtración de tres etapas: primero, un 'prefiltro' elimina las partículas grandes y los componentes líquidos, luego, un filtro ULPA (aire de penetración ultra baja) captura las partículas finas y los microorganismos de hasta 0,1 μm con una tasa de eficiencia del 99,9995% y, por último, se supone que una parte del filtro de carbón activado de alto rendimiento absorbe los olores y los COV.

Montaje de quirófano para mediciones a nivel del cirujano. La entrada del espectrómetro de masas (I) se colocó al nivel de la boca/nariz del cirujano (D), directamente sobre el campo operatorio (C). (Figura creada con Adobe Photoshop versión 22.4.2; https://www.adobe.com/products/photoshop.html).

Los COV en fase gaseosa se midieron utilizando espectrometría de masas de reacción de transferencia de protones en tiempo real (Vocus S PTR-TOF, Tofwerk AG, Suiza). Los COV se ionizaron mediante ionización química de baja energía y se identificaron en función de la masa exacta. El instrumento operó a una frecuencia de medición de 1 Hz, midiendo un rango de masas de 0–800 Th, con un poder de resolución de 5000 (FWHM m/dm). Antes de cada operación, se realizaron un blanco de instrumento de 1 minuto, una calibración de 1 minuto y un segundo blanco de instrumento de 1 minuto. De manera similar, después de cada operación, se realizó un blanco del instrumento de 90 s, seguido de una calibración de 10 min utilizando una mezcla de gases estándar. El fondo del instrumento se sustrajo utilizando las medidas previas a la operación. El espectrómetro de masas (MS) tomó muestras a través de una entrada de PFA de 2,5 m y 1/8″ de diámetro interior, calentada a 80 °C para evitar la condensación de COV al nivel de la entrada y la tubería antes de llegar a la cámara de medición del MS. La punta de la entrada se colocó por encima de la incisión quirúrgica al nivel de la boca y la nariz del cirujano ("al nivel del cirujano") o sobre el instrumento, lejos de la mesa de operaciones en la parte posterior del quirófano ("aire ambiente"). ").

Para analizar la respiración inspiratoria y espiratoria de los cirujanos, se utilizó inicialmente una máscara facial completa dedicada (Full Face Mask Comfort Gel Blue, Philips Respironics, Philips AG, Horgen, Suiza) con mediciones de MS de entrada/salida. La entrada calentada se unió directamente a la máscara facial (Fig. 3). Solo se monitorearon tres operaciones usando la máscara facial porque obstruye la vista del cirujano y dificulta la capacidad de realizar o asistir la cirugía. La exposición del cirujano a un compuesto en particular está relacionada con las concentraciones del compuesto en el aire, la ventilación por minuto y el tiempo de exposición. La cantidad de VOC inhalado se calculó con una ventilación por minuto supuesta de 5 L y un tiempo de operación promedio de 120 min.

La máscara facial con conector dedicado para la entrada de espectrometría de masas (círculo rojo) permitió medir los VOC inhalados y exhalados durante la cirugía.

El uso de SES durante los dos tipos diferentes de cirugías (abierta y mínimamente invasiva) fue aleatorizado para disminuir el efecto de las variables de confusión.

Se realizó un análisis univariante de los diferentes escenarios para determinar las concentraciones medias de COV totales así como las concentraciones máximas medias de COV totales de los diferentes escenarios (cirugía abierta a nivel del cirujano con SES y sin SES, cirugía mínimamente invasiva a nivel del cirujano con y sin SES, sala mediciones de aire, etc.).

Luego usamos análisis de regresión lineal múltiple para separar los efectos de cada parámetro experimental. A cada parámetro experimental (con SES, sin SES, en aire ambiente, a nivel del cirujano, abierto y mínimamente invasivo) se le asignó un valor de cero o uno para cada operación; luego, se realizó un ajuste de mínimos cuadrados para cuantificar el efecto sobre las concentraciones de VOC relacionadas con cada parámetro. El análisis de regresión lineal indica que estos parámetros experimentales solo explican una pequeña porción de la variabilidad en el VOC total máximo y medio medido (R = 0.17). Sin embargo, los parámetros experimentales pueden explicar una mayor parte de la variabilidad en las concentraciones medias de muchos COV individuales (en promedio, R = 0,3).

Las concentraciones de humo del electrocauterio se midieron durante un total de 122 procedimientos quirúrgicos. Los datos de 105 operaciones permanecieron en el conjunto de datos final (Fig. 1), con n = 17 excluidos por razones técnicas. De ellos, n = 6 tenían datos incompletos y n = 11 tenían parámetros de instrumentos críticos para el rendimiento fuera de tolerancia.

Se cuantificaron aproximadamente 1300 masas de iones utilizando el software de procesamiento de datos Tofware (Tofwerk, Suiza). Después de excluir los iones primarios, los fragmentos comunes conocidos y los iones con una señal muy pequeña o constantes de velocidad estimadas bajas, se seleccionaron 1064 masas de iones (que representan los COV individuales) para el análisis. Las concentraciones totales de VOC, definidas como la suma de los 1064 VOC cuantificados por PTR-MS, tenían una concentración promedio típica de 403 partes por billón por volumen (ppb) y una concentración máxima típica de 1.7 partes por millón (complementario). Figura 1). También consideramos la concentración total de COV que se sabe que son cancerígenos, mutagénicos, irritantes y/o tóxicos (Tabla 1). Este último tuvo una concentración promedio (a nivel de cirujano, sin SES) de 272,69 ppb y una concentración máxima de 8991 ppb. Aunque solo unas pocas sustancias (incluyendo formaldehído, metanol y 1,3-butadieno/1-butino) excedieron los límites de exposición definidos por NIOSH/OSHA14, las concentraciones máximas acumuladas medidas de VOC nocivos conocidos alcanzaron casi 9 ppm para espacios abiertos. cirugías cuando no se utilizó SES. Las estadísticas incluyen todas las operaciones medidas excepto el análisis de aliento. La mezcla de COV estuvo dominada por COV oxigenados pequeños, especialmente formaldehído, metanol, acetaldehído, acetona, acroleína, etanol y 2-butadiona (Fig. 2 complementaria).

Se detectaron COV con efectos nocivos para la salud conocidos o sospechados. Se compiló una lista de compuestos de interés considerando los COV previamente indicados en el humo quirúrgico de acuerdo con la literatura: COV que pueden tener efectos nocivos para la salud según la clasificación europea CMR, la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer de la OMS o la declaración de peligro del GHS, y COV que tienen un olor fuerte. En la Tabla 1 se proporciona una descripción general de los compuestos potencialmente dañinos que se encuentran en concentraciones significativas en el humo. Las concentraciones informadas son los niveles promedio y máximo en todas las operaciones. Las concentraciones de VOC detectados adicionales se informan en la Tabla 1 complementaria.

Se evaluaron las concentraciones de COV nocivos individuales y COV totales. Se investigaron los efectos sobre las concentraciones máxima y media. La Tabla 1 comprende las concentraciones promedio y máximas detectadas de todos los VOC dañinos medidos durante todos los procedimientos quirúrgicos torácicos a nivel de cirujano. Dado que nuestro objetivo principal era detectar las concentraciones de COV a nivel del cirujano y evaluar la eficacia del sistema de evacuación de humos, primero echamos un vistazo a estos resultados. Con respecto al análisis de poder previo al estudio, el número mínimo de mediciones se cumplió con 16 (sin SES) y 15 (con SES) conjuntos de datos completos en el grupo abierto.

Al comparar las concentraciones medias de COV a nivel de cirujano en todas las cirugías sin SES (272,69 ± 188,9), con la situación a nivel de cirujano con SES (247,22 ± 145,11), la diferencia no fue significativa (p = 0,53).

En la Fig. 4, los diagramas de caja muestran las comparaciones de concentraciones de VOC dañinos específicos con y sin SES, entre cirugía abierta y mínimamente invasiva.

Concentraciones máximas de COV seleccionados a nivel del cirujano durante procedimientos abiertos y procedimientos mínimamente invasivos. Cada subparcela compara operaciones en las que se usó SES (rojo) con operaciones en las que no se usó (negro). se dan los valores de p. Las marcas de trazos horizontales son las concentraciones medidas durante operaciones individuales, y los diagramas de caja y bigotes muestran el percentil máximo, 75, promedio (marcador circular), percentil 50 y percentil 25 para todas las operaciones.

Cuando se compararon todas las operaciones con SES y sin SES, independientemente de la ubicación de la medición o del tipo de procedimiento, la diferencia en el VOC total no fue significativa. La concentración total máxima promedio de VOC con SES fue de 1633 ppb (± 1382), en comparación con 1716 ppb (± 1049) sin SES (p = 0,37), y la concentración promedio típica de VOC total con SES fue de 381 ppb (± 142) en comparación con 421 ppb (± 179) sin SES (p = 0,17). El uso de SES redujo las concentraciones promedio y máxima experimentadas de ciertos VOC, pero no para todos los VOC. Los COV cuya concentración media fue menor cuando se utilizó un SES incluyeron acrilonitrilo (7 ppb con SES frente a 15 ppb sin SES, p = 0,02), pentadieno (2,4 ppb frente a 2,8 ppb, p = 0,02) y metil-2-butenal ( 82 ppb frente a 100 ppb, p = 0,04). Además, las concentraciones máximas de algunos VOC adicionales fueron más bajas cuando se utilizó un SES, incluido el formaldehído (1722 ppb frente a 519 ppb, p < 0,0001), acetonitrilo (8,2 ppb frente a 12,9 ppb, p = 0,02), propionitrilo (0,6 ppb frente a 1,5 ppb, p = 0,04), crotonaldehído (0,9 ppb frente a 1,8 ppb, p = 0,03) y piridina (0,12 ppb frente a 0,27 ppb, p = 0,04).

El VOC total máximo no difirió estadísticamente entre los procedimientos abiertos (en promedio 2064 ± 1536 ppb) y los procedimientos mínimamente invasivos (1590 ± 1157 ppb) (p = 0.10), ni el VOC total promedio fue significativamente diferente (385 ± 156 ppb en procedimientos abiertos). procedimientos vs 415 ± 182 ppb en procedimientos mínimamente invasivos, p = 0,26). El análisis de regresión lineal indicó un efecto similar, con VOC total máximo para procedimientos abiertos de aproximadamente 170 ppb más que para procedimientos mínimamente invasivos (VOC total medio, ns).

Sin embargo, algunos niveles específicos de COV aumentaron en los procedimientos abiertos en comparación con los procedimientos mínimamente invasivos. Casi todos los VOC dañinos (Tabla 1) tuvieron máximos más altos estadísticamente significativos (todos p ≤ 0.05) durante los procedimientos abiertos. Las concentraciones medias de algunos COV distintos también aumentaron durante los procedimientos abiertos, en particular el pentadieno (3,4 ppb en cirugía abierta frente a 2,57 ppb en cirugía mínimamente invasiva, p = 2 × 10–5), crotonaldehído (0,43 frente a 0,32 ppb, p = 4 × 10– 4) y g-butirolactona (0,67 frente a 0,52 ppb, p = 0,001). Por el contrario, las concentraciones medias de acetonitrilo (0,90 ppb frente a 1,27 ppb, p = 0,004) y acetaldehído (123 frente a 144 ppb, p = 0,04) aumentaron durante los procedimientos mínimamente invasivos.

Dado que los COV promedio y total fueron diferentes en la cirugía mínimamente invasiva en comparación con la cirugía abierta, y las mediciones a nivel del cirujano pueden ser más relevantes para comprender los efectos relacionados con la salud, realizamos un análisis en profundidad comparando las concentraciones de COV específicos a nivel del cirujano, con y sin SES , para cirugías abiertas, y por separado para cirugías mínimamente invasivas (Fig. 4). El uso de un sistema de evacuación de humos redujo la exposición de los cirujanos a compuestos nocivos durante las cirugías abiertas, pero tuvo menos efecto en las cirugías mínimamente invasivas. Para obtener datos completos sobre las concentraciones de todos los COV con y sin SES y procedimientos quirúrgicos, consulte el Suplemento.

En general, observamos que las concentraciones promedio de VOC al nivel del cirujano son solo ligeramente más altas que las concentraciones en el aire de la habitación, pero las concentraciones máximas al nivel del cirujano pueden ser más altas que en el aire de la habitación. Esto se observó para los COV totales y los COV nocivos individuales. El COV total máximo promedio para todas las operaciones medido a nivel del cirujano fue de 1759 ppb (± 1316), en comparación con un máximo promedio de 1442 ppb (± 1051) para todas las mediciones con aire ambiente (p = 0,15). La diferencia en el valor medio fue de 404 ppb (± 172) a nivel del cirujano, en comparación con 382 ppb (± 120) en aire ambiente (p = 0,29). El análisis de regresión lineal, que separa los efectos combinados del uso de SES y el tipo de procedimiento, indica que pasar del aire de la habitación a la ubicación del cirujano aumenta el VOC total máximo en alrededor de 120 ppb y el VOC total medio en alrededor de 22 ppb. Los COV individuales con las diferencias más significativas entre la mesa de operaciones y el aire de la habitación incluyen cianuro de hidrógeno (0,46 ppb de media (nivel del cirujano) frente a 0,17 ppb (aire de la habitación), p = 0,0002), formaldehído (7,9 ppb frente a 3,2 ppb, p = 0,0004), butadieno (13,2 ppb frente a 7,5 ppb, p = 0,002), butenos (3,8 ppb frente a 1,5 ppb, p = 0,0003) y pentadieno (2,9 ppb frente a 1,8 ppb, p ~ 0).

Para el acetaldehído, se midió una concentración promedio de 136 ppb (± 52 ppb SD), lo que indica 146 µg (± 56) de acetaldehído inhalado por operación. Otros compuestos peligrosos incluyeron butadieno 15 µg por operación (± 17), formaldehído 4,8 µg (± 7,3), metanol 4,6 µg (± 3,9), etanol 34 µg (± 33), fenol 6,3 µg (± 1,3) y butenos 4,3 µg (± 6,6) (consulte la Tabla 1 para ver la lista completa). Dado que las respiraciones inhaladas y exhaladas se midieron por separado, la captación se calcula como la diferencia de concentración entre la respiración inhalada y exhalada (Fig. 3 complementaria). El VOC con la mayor diferencia de concentración (mayor absorción) fue el acetaldehído, del cual se inhalan 77 ppb o alrededor del 40 % por respiración. El butadieno y el etanol también mostraron altas absorciones (3 ppb y 16,9 ppb, respectivamente).

En general, la absorción osciló entre el 1 % (fenol, que permanece esencialmente inalterado) y el 90 % (butadieno) y hasta el 100 % (indano/metilestireno).

Investigamos la evolución temporal de las concentraciones de VOC y observamos que las concentraciones máximas de VOC generalmente se experimentan dentro de los primeros minutos de una operación. Para mostrar esto, seleccionamos los 100 VOC principales con las concentraciones más altas para cada operación, luego determinamos el momento en que cada VOC alcanzó la concentración más alta (Fig. 4a complementaria; la línea discontinua indica la distribución esperada si no hubiera patrones sistemáticos). Es más probable que se detecten concentraciones máximas de VOC particulares (p. ej., acetaldehído) dentro de los primeros 5 a 10 minutos de una operación. Sin embargo, es más probable que algunos COV alcancen un máximo más tarde (Fig. 4b complementaria).

Aquí mostramos que los profesionales de la salud están expuestos a niveles considerables de compuestos orgánicos volátiles irritantes, tóxicos, cancerígenos y mutagénicos cuando se utilizan dispositivos de electrocauterización en el quirófano. La exposición no se limita al equipo de operaciones en la mesa del quirófano, sino que se extiende a todo el personal presente en el quirófano (incluidos, por ejemplo, enfermeras y anestesistas). La elección de la técnica quirúrgica y el uso de SES portátiles pueden reducir las concentraciones máximas de sustancias peligrosas específicas, especialmente en cirugía abierta.

Al considerar las concentraciones medidas y su relación con los límites de exposición definidos por el Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH) y las pautas anteriores (OSHA)10, parece que la mayoría de los límites se basan en los Valores límite umbral (TLV) de 196811. Es Sin embargo, es importante señalar que los límites se establecen generalmente para compuestos individuales y no tienen en cuenta la exposición a mezclas de sustancias tóxicas y cancerígenas y sus correspondientes efectos acumulativos. Además, aún no se han definido los límites de exposición para muchas sustancias y existe exposición a diversos compuestos con genotoxicidad directa (p. ej., formaldehído, acetaldehído, butadieno, etc.), independientemente de la concentración12.

Cuando examinamos los niveles de compuestos en el humo del electrocauterio, encontramos muchas similitudes con los compuestos que se encuentran comúnmente en el humo del cigarrillo (p. ej., acetaldehído en alrededor de 2000 µg por cigarrillo y butadieno en 130 µg por cigarrillo13,14). Nuestros datos muestran que las concentraciones medidas durante los análisis del aliento inspiratorio/espiratorio son comparables a la exposición a aproximadamente una décima parte de un cigarrillo sin filtro por procedimiento quirúrgico. Al igual que con el tabaquismo, es probable que el riesgo de humo del electrocauterio en el quirófano se acumule y, con el tiempo, provoque problemas de salud.

Importantes limitaciones de este estudio merecen discusión. Primero, presentamos datos de una investigación monocéntrica, limitando la validez externa. Sin embargo, la aleatorización del uso de SES puede haber permitido la estimación de los efectos inducidos por SES. En segundo lugar, hay disponibles diferentes tipos de dispositivos de electrocauterización, al igual que hay diferentes dispositivos SES portátiles y, por lo tanto, se pueden generar diferentes concentraciones de VOC. Sin embargo, el estudio fue diseñado deliberadamente para evaluar las condiciones de la vida real, utilizando una configuración de quirófano estable, en lugar de condiciones de prueba artificiales. Además, hemos investigado la eficacia del sistema SES utilizado para este mismo estudio y hemos descubierto que la construcción con evacuación de humo en la punta del dispositivo de cauterización se encuentra entre las más prácticas y eficaces15.

Además, es importante señalar que nuestro estudio solo se centró en los procedimientos quirúrgicos torácicos, durante los cuales principalmente el acceso al campo operatorio provoca emisiones de humo del electrocauterio. Los hallazgos y resultados de otras cirugías más 'electrocauterizadas' (es decir, procedimientos importantes de tejidos blandos como, por ejemplo, abdominoplastia o dermolipectomía) podrían causar aún más contaminación del aire en el quirófano.

Otros grupos han investigado el tema del humo quirúrgico en otros escenarios, por ejemplo durante la amigdalectomía16. Aunque este procedimiento quirúrgico específico parece causar concentraciones más bajas de VOC peligrosos en general, el uso de un cauterio de lápiz evacuador de humo aún redujo significativamente la exposición al humo. Si bien lo primero probablemente se deba al "procedimiento relativamente pequeño" (en términos de área de la herida y tiempo de operación), lo segundo podría explicarse por una operación que se lleva a cabo en un espacio relativamente pequeño y más o menos contenido.

Cheng et al.17, por otro lado, encontraron concentraciones bastante altas de COV nocivos durante la cirugía mamaria y, además, pudieron demostrar que una mayor potencia de electrocauterio (> 27,5 vatios) produciría concentraciones más altas de COV. De manera similar, Tokuda et al.18 investigaron los vapores peligrosos del electrocauterio durante las cirugías mamarias y encontraron, en línea con nuestros propios hallazgos, que la diferencia con la fuente del cauterio no da como resultado concentraciones significativamente más bajas de VOC dañinos y que, de hecho, todo el personal del quirófano está expuesto. a dichas sustancias. En contraste con los resultados de nuestro estudio, el grupo Tokuda encontró una reducción de los VOC totales cuando se utilizó un SES, lo que podría estar relacionado con el tipo específico de operaciones con cauterización predominante de tejido graso durante la cirugía conservadora de mama y los procedimientos de mastectomía. Nuevamente, de manera similar a nuestro estudio, una de las principales sustancias nocivas, el formaldehído, se redujo significativamente mediante el SES (Tokuda: reducción significativa de las concentraciones promedio; nuestro estudio: reducción significativa de las concentraciones máximas).

En resumen, nuestros datos indican una exposición significativa de los profesionales de la salud a compuestos orgánicos volátiles nocivos en el quirófano. Si bien el uso de un SES, el tipo de abordaje quirúrgico y la distancia a la fuente de cauterización no tuvieron un impacto significativo en los VOC totales, los 3 factores al menos resultaron en una reducción de las concentraciones máximas de VOC dañinos específicos. Por lo tanto, recomendamos reducir las concentraciones máximas de VOC dañinos siempre que sea posible, hasta que se hayan investigado y desarrollado medidas más efectivas para proteger al personal de atención médica del humo del electrocauterio.

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Descargar referencias

Este trabajo fue apoyado por una subvención de la Lungenliga Bern, Suiza (otorgada a GJK).

Este trabajo fue apoyado por una subvención de la Lungenliga Bern, Suiza (a GJK).

División de Cirugía Torácica General, Inselspital, Hospital Universitario de Berna, Universidad de Berna, 3010, Berna, Suiza

Gregor J. Kocher, Christopher Quapp, Patrick Dorn, Jon Lutz, Mohammad Al-Hurani y Sergio B. Sesia

Tofwerk AG, Thun, Suiza

Abigail R. Koss, Luca Cappellin, Manuel Hutterli y Felipe D. López-Hilfiker

Departamento de Nefrología e Hipertensión y Departamento de Investigación Biomédica, Inselspital, Hospital Universitario de Berna, Universidad de Berna, Berna, Suiza

Michael Grossl

Departamento de Medicina de Cuidados Intensivos, Inselspital, Hospital Universitario de Berna, Universidad de Berna, Berna, Suiza

Joerg C. Schefold

Departamento de Anestesiología y Medicina del Dolor, Inselspital, Hospital Universitario de Berna, Universidad de Berna, Berna, Suiza

Markus M. Luedi

Departamento de Cirugía General y Especial, Facultad de Medicina, Universidad Hachemita, Zarqa, Jordania

Mohammad Al-Hurani

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Concepción y diseño del estudio: GK, MG, JS, MH, FL; Adquisición de datos: GK, MG, ML, CQ, PD, JL, MA, MH, FL, SS; Análisis e interpretación de datos: Todos los autores; Redacción del manuscrito: Todos los autores; Revisión crítica y aprobación final: Todos los autores.

Correspondencia a Gregor J. Kocher.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Kocher, GJ, Koss, AR, Groessl, M. et al. Exposición al humo del electrocauterio y eficacia de los sistemas de evacuación de humo en cirugía mínimamente invasiva y abierta: un estudio prospectivo aleatorizado. Informe científico 12, 4941 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-08970-y

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Recibido: 06 Agosto 2021

Aceptado: 15 de marzo de 2022

Publicado: 23 de marzo de 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-08970-y

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Exposición al humo del electrocauterio y eficacia de los sistemas de evacuación de humo en cirugía mínimamente invasiva y abierta: un estudio prospectivo aleatorizado