Gas Chromatographie Analyses of Intestinal Gas to Clarify the Question of Inert Gas Insufflation in Electrosurgical Endoscopy

Summary

Of the gas swallowed or produced in the gastrointestinal tract, in particular hydrogen and methane – which are usually produced only in the colon – when present in a certain concentration can form an explosive mixture with oxygen. Occasional reports of explosions occurring during electrosurgical interventions in the colon, e.g. Endoscopic polypectomy, have been published. To investigate the situation, we measured the concentration of hydrogen and methane in the intestinal lumen after preparing the patient in three different ways: Group 1: No clearing of the intestine; stimulation of the production of gas (meals of beans). Group 2: No clearing out of the intestine; no gas stimulation. Group 3: Intestinal clearing (diet, magnesium sulphate, enemas). The determination of hydrogen and methane was effected with gas chromatography. The explosive range of the two gases investigated is, as our investigation showed, reached at a concentration of approximately 4% by volume. While in Group 3 the gas concentrations were lower than O.Ol%o, in Groups 1 and 2, figures above the “explosive threshold” were measured. The findings clearly indicate that after careful clearing of the intestine, and avoidance of dietary stimulation of gas production, no risk of explosion need be feared when electrosurgery is carried out in the colon. If no clearing of the intestine is carried out, or if the formation of gas is promoted (increase in the concentrations of hydrogen and methane), there is, however, a distinct danger of an explosive mixture being formed.

Zusammenfassung

Von den aufgenommenen und im Gastrointestinaltrakt produzierten Gasen sind speziell Wasserstoff und Methan, die in der Regel nur im Dickdarm gebildet werden, bei Überschreitung einer bestimmten Konzentration in der Lage, mit Sauerstoff explosible Gasgemische zu bilden. Über Explosionen bei elektrochirurgischen Eingriffen im Kolon, z. B. der endoskopischen Polypektomie, wurde vereinzelt berichtet. Wir haben daher nach drei verschiedenen Vorbereitungen die Wasserstoff- und Methankonzentrationen im Darmlumen gemessen: Gruppe 1: ohne Darmreinigung mit Stimulation der Gasproduktion (Bohnen), Gruppe 2: ohne Darmreinigung und ohne Gasstimulation, Gruppe 3: nach Darmreinigung (Diät, Magnesiumsulfat, Einläufe). Die Bestimmung von Wasserstoff und Methan erfolgte gaschromatographisch. Der explosible Bereich der beiden untersuchten Gase wird, wie eigene Untersuchungen zeigten, bei einer Konzentration von ca. 4 Vol.-% erreicht. Während die Gaskonzentrationen in der Gruppe 3 unter 0,01%o lagen, wurden in der Gruppe 1 und 2 oberhalb der Explosionsgrenze liegende Werte gemessen. Die Untersuchungsbefunde machen deutlich, daß nach einer sorgfältigen Darmreinigung ohne nahrungsbedingte Stimulation der Darmgasbildung bei elektrochirurgischen Eingriffen am Dickdarm keine Explosionsgefahr zu erwarten ist. Eine unterlassene Darmreinigung oder eine Stimulation der Darmgasbildung (Anstieg der Konzentrationen von Wasserstoff und Methan) birgt jedoch die Gefahr der Entstehung eines explosiblen Gasgemisches.

Key-Words

Endoscopic polypectomy - electrosurgery - gas insufflation - analyses of intestinal gas