ОСОБЕННОСТИ АНАЛИЗА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТОКА ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ В ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ ЭЛЕКТРОДАХ ЭЛЕКТРОХИРУРГИЧЕСКИХ ИНСТРУМЕНТОВ

V. M. Sydorets, A. G. Dubko

Аннотация


В среде математического пакета Matlab, с помощью метода конечных разностей, сделан анализ распределения напряженности электрического поля и плотности высокочастотного тока в электродах электрохирургических инструментов. Решена двухмерная эллиптическая задача, с граничными условиями первого и второго рода, которая моделирует толщину скин-эффекта в проводниках с осесимметричным поперечным сечением. Влиять на ширину зоны коагуляции биологической ткани, тем самим снизить перегрев живых биологических тканей и их некроз, возможно с помощью изменения частоты тока, формы и материала электродов. Разработанная математическая модель может применяться для проводников с разной электропроводностью в широком частотном диапазоне. Эта модель показывает, что глубина распространения плотности тока в электроды является одной из основных составных частей при разработке новых эффективных методов хирургического лечения. Увеличить площадь, которая проводит ток возможно за счет увеличения общей длины внешнего периметра электрода изменением формы его поперечного сечения благодаря удалению отдельных участков электрода

Ключевые слова


высокочастотный ток; электрохирургические инструменты; электроды; скин-эффект; Matlab; метод конечных разностей

Полный текст:

PDF (Українська)

Литература


Карпухин В. А. Исследование термоэлектрических характеристик артериол при биполярной электрокоагуляции / В. А. Карпухин, З. А. Сидорова, О. А. Макарян // 13-я НТК «Медикотехнические технологии на страже здоровья» (Медтех -2011): сб. тр. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана. – 2011. –С. 149–151.

Dodde R. E. Monopolar electrosurgical thermal management for minimizing tissue damage / R. E. Dodde, J. S. Gee, J. D. Geiger, A. J. Shih// IEEE Transactions on Biomedical Engineering. – 2012. – Vol. 59, Issue 1. – P. 167–173. doi: 10.1109/TBME.2011.2168956.

Белов С. В. Исследование принципов электрохирургических воздействий и разработка научных основ проектирования аппаратов и устройств для высокочастотной электрохирургии /С. В. Белов, автореф. дис. … докт. техн. наук. // – М. : – 2004. – 53 с.

Kuroda Y. Electrical-thermal-structural coupling simulation for electrosurgery simulators / Y. Kuroda, S. Tanaka, M. Imura, O. Oshiro // 2011 Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, EMBC. IEEEPubl. – 2011. – P. 322–325. doi: 10.1109/IEMBS.2011.6090084.

Патон Б. Е. Электрическая сварка мягких тканей в хирургии / Б. Е. Патон // Автоматическая сварка. – 2004. – № 9. – С. 7–11.

Лебедев А. В. Особенности применения теории контактной сварки металлов к сварке живых тканей / А. В. Лебедев, А. Г. Дубко // Технічна електродинаміка. – 2012. – Вип. 2. – С. 187–192.

Уманец Н. Н. Ультраструктурные изменения сосудистой оболочки и сетчатки глаза кролика непосредственно после воздействия различных режимов высокочастотной электросварки биологических тканей / Н. Н. Уманец, В. А. Науменко, Н. Е. Думброва, Н. И. Молчанюк, Р. Э. Назаретян // Журнал НАМН Украины. – 2014. – Т. 20, № 3. – С. 359–364.

Ландау Л. Д. Теоретическая физика. Том VIII. Электродинамика сплошных сред / Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц // – М. : Наука.– 1982. – 623 с.

Kosek M. Skin effect in massive conductors at technical frequencies / M. Kosek, M. Truhlar, A. Richter // PRZEGLAЫD ELEKTROTECHNICZNY (Electrical Review), ISSN 0033-2097, R. 87 Issue 5. – 2011. – P. 179–185.

Tungjitkusolmun S. Finite Element Analyses for a Study of Hepatic Cancer Tissue Destruction using Monopolar and Bipolar Radio-Frequency Ablation / S.Tungjitkusolmun// INTERNATIONAL JOURNAL OF APPLIED BIOMEDICAL ENGINEERING Vol. 2, Issue 1. – 2009. – P. 33–38.

Suarez A. G. Mathematical modeling of epicardial RF ablation of atrial tissue with overlying epicardial fat / A. G. Suarez, F. Hornero, E. J. Berjano // The Open Biomedical Engineering Journal. – 2010. – Vol. 4, Issue 1. – P. 47–55. doi: 10.2174/1874120701004010047.

Morton K. W. Numerical Solution of Partial Differential Equations /K. W. Morton, D. Mayers. // Cambridge University Press. SecondEdition. – 2005. – 279 p.

Каханер Д. Численные методы и программное обеспечение /Д. Каханер, К. Моулер, С. Неш.// – М. : Мир. – 1998. – 575 с.

Сидорець В. М. Розподіл струму в електродах електрохірургічних інструментів при зварюванні біологічних тканин / В. М. Сидорець, А. Г. Дубко // Восточно-Европейский журнал передових технологий. – 2015. – № 3. – С. 24–28. doi:10.15587/1729-4061.2015.43372.

Sydorets V. Mathematical Modelingof the Current Density Distribution in a High-Frequency Electrosurgery / V. Sydorets, A. Lebedev, А. Dubko // 16th International Conference on Computational Problems of Electrical Engineering (CPEE), Lviv, Ukraine. – 2015. – P. 215–217. doi: 10.1109/CPEE.2015.7333379.


Пристатейная библиография ГОСТ






DOI: https://doi.org/10.15588/1607-6761-2015-2-6

Метрики статей

Загрузка метрик ...

Metrics powered by PLOS ALM

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Copyright (c) 2017 V. M. Sydorets, A. G. Dubko

Creative Commons License
Эта работа лицензирована Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Адрес редакции журнала:
Редакция журнала «E&E», Запорожский национальный технический университет, 
ул. Жуковского, 64, г. Запорожье, 69063, Украина. 
Телефон: 0 (61) 769-82-96 – редакционно-издательский отдел
E-mail: rvv@zntu.edu.ua