Вплив поверхневого ефекту на опір електродів електрохірургічних інструментів
Анотація
Досліджено вплив поверхневого ефекту на середовища, які залучені у процес при проведенні електрохірургічних втручань. Отримано залежності глибини поверхневих шарів електродів та біологічних тканин від частоти. Глибина поверхневого шару при частоті 440 кГц для біологічної тканини є достатньо великою — близько 1 м, для міді вона становить 0,1 мм. Для круглих та прямокутних електродів, виготовлених з міді та неіржавіючої сталі 410, розраховано опір в широкому частотному діапазоні (1 кГц – 1 МГц). Показано, що при збільшенні зовнішнього периметра електрода зменшується його опір, а значить збільшується його ефективна площа, що створює умови для підвищення ефективності електрохірургічних інструментів.
Посилання
Paton B. E. Electric welding of soft tissues in surgery. Automatic Welding, 2004, no. 9, pp. 7–11. (Rus)
Paton B. E., Ivanova O. N. Tkanesokhranyayushchaya vysokochastotnaya elektrosvarochnaya khirurgiya. [Tissue-Saving Highfrequency Electric Welding Surgery]. Kyiv, Naukova Dumka, 2009, 200 p. (Rus)
Umanets N., Pasyechnikova N. V., NaumenkoV. A. et al. High-frequency electric welding: A novel method for improved immediate chorioretinal adhesion in vitreoretinal surgery. Graefe’s Arch. Clin. Exp. Ophthalmol., 2014, № 252, iss. 11, pp. 1697–1703. https://doi.org/10.1007/s00417-014-2709-0
Shlykov V., Kotovskyi V., Dubko A. et al. Temperature monitoring for high frequency welding of soft biological tissues: A prospective study. Technology and Health Care, 2019, vol. 27, iss. 6, pp. 643–649. https://doi.org/10.3233/THC-191613
Dubko A., Sydorets V., Bondarenko O. Simulation of the temperature distribution with high-frequency electrosurgical heating. IEEE 38th International Conference on Electronics and Nanotechnology (ELNANO), 2018, pp. 394–397. https://doi.org/10.1109/ELNANO.2018.8477555
Molotkovets V. Yu., Medvediev V. V., Korsak A. V. et al. Restoration of the integrity of a transected peripheral nerve with the use of an electric welding technology. Neurophysiology, 2020, vol. 52, pp. 31-42. https://doi.org/10.1007/s11062-020-09848-3
Shamov A. N., Bodazkov V. A. Proyektirovaniye i ekspluatatsiya vysokochastotnykh ustanovok [Design and Operation of High-Frequency Installations]. L. Mashinostroyeniye, 1974, 280 p. (Rus)
Popovic Z., Popovic B. Introductory Engineering Electromagnetics. Prentice Hall, 1999, 548 p.
Lebedev A. V., Dubko A. G. Use of electric welding of living tissues in surgery. Biomedical Engineering, 2020, vol. 54, pp. 73–78. https://doi.org/10.1007/s10527-020-09977-3
González-Suárez A., Pérez J., Irastorza R. et al. Computer modeling of radiofrequency cardiac ablation: 30 years of bioengineering research. Computer Methods and Programs in Biomedicine, 2022, vol. 214, 106546. https://doi.org/10.1016/j.cmpb.2021.106546
Trujillo M., Berjano E. Review of the mathematical functions used to model the temperature dependence of electrical and thermal conductivities of biological tissue in radiofrequency ablation. International Journal of Hyperthermia, 2013, vol. 29, iss. 6, pp. 590–597. https://doi.org/10.3109/02656736.2013.807438
Dubko A. G., Chvertko N. A., Silenko A. K., Vasylchenko V. A. [Active electrode for high-frequency electrosurgery]. Pat. Ukraine on utility model №117691, 2017, bull. № 13. (Ukr)
Wessapan T., Rattanadecho P. Thermal effects of metal implants embedded in different layers of human tissues exposed to electromagnetic fields. Case Studies in Thermal Engineering, 2024, vol. 53, 103771. https://doi.org/10.1016/j. csite. 2023. 103771
Foster K. R. Dielectric Properties of Tissue. In The Biomedical Engineering Handbook (Ed. J. D. Bronzino), Boca Raton : CRC Press LLC, 2000, 3189 p.
Wessapan T., Rattanadecho P., Somsuk N. et al. Thermal effects of electromagnetic energy on skin in contact with metal: a numerical analysis. Energies, 2023, vol. 16, iss. 16, 5925. https://doi.org/10.3390/en16165925
Авторське право (c) 2024 Андрій Дубко, Олександр Романенко
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
