Automatic Welding, 2014, №11



2014 №11 (05)

2014 №11 (07)

---

Автоматическая сварка № 11, 2014, с. 35-38

СИСТЕМА ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ БИОЛОГИЧЕСКИХ ТКАНЕЙ ПРИ БИПОЛЯРНОЙ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ СВАРКЕ

Ю. Н. ЛАНКИН, Л. Ф. СУШИЙ, Е. Н. БАЙШТРУК

ИЭС им. Е. О. Патона НАНУ. 03680, г. Киев, ул. Боженко, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua
 
Реферат
Высокочастотная сварка мягких биологических тканей биполярным электрохирургическим инструментом концептуально подобна контактной точечной сварке металлов. Физико-биологические процессы, происходящие в тканях при сварке, в основном являются следствием их нагрева и приложенного давления. Поэтому знание температуры в свариваемом контакте тканей имеет важное значение. Публикации по оборудованию и измерению температуры при сварке биологических тканей практически отсутствуют. В качестве датчиков температуры выбраны стандартные термопары с малым (70 мкм) диаметром проволок как наиболее миниатюрные. Тепловыделение в термопаре проходящим через нее сварочным током по сравнению с тепловыделением в ткани практически отсутствует. Искажением электрического и температурного поля вблизи термопары можно пренебречь. Тепловая постоянная времени выбранной термопары по литературным данным порядка 8 мс. Измерительная система состоит из хромель-алюмель термопары с диаметром проволок 70 мкм, усилителя термоЭДС, аналогового фильтра нижних частот, АЦП и ноутбука. Экспериментально показано, что термопара может быть представлена инерционным звеном первого порядка с чистым запаздыванием. Термическая постоянная времени термопары 4,3 мс, время запаздывания около 1 мс. Аналоговый фильтр нижних частот полностью подавляет помехи от сварочного тока и определяет общую полосу системы измерения температуры шириной 25 Гц. Разработанная система позволяет измерять температуру контакта биологических тканей при высокочастотной сварке биполярным электрохирургическим инструментом без динамических погрешностей и не внося искажений в температурное поле ткани. Бибилиогр. 9, рис. 6.
 
Ключевые слова: сварка биологических тканей, измерение температуры, термопара, тепловая постоянная времени, фильтрация помех от сварочного тока
 
Поступила в редакцию 30.04.2014
Подписано в печать 22.10.2014
 
1. Bergdahl B., Vallfors B., Neurosurg J. Studies on coagulation and development of an automatic computerized bipolar coagulator // J. Neurosurg. – 1991. – Vol. 75, N 8. – P. 148–151.
2. Разработка способов сварки кровеносных сосудов (Отчет) / ИЭС им. Е. О. Патона НАН Украины; Руководитель темы Б. Е. Патон. – № UA01009046P; Инв. № 492. – Тема 1/34. – Киев, 1994.
3. Pat. 4,938,761 U.S. Ensslin F. H. Bipolar electrosurgical Forseps. – MDT Corporatio. – Опубл. 07.1990.
4. Pat. 5,496,312 U.S. Klicek M. S. Impedance and temperature generator for control. – Valleylab Inc. – Опубл. 03.1996.
5. Pat. 5,540,681 U.S. Strub B., Alto P. Method and system for radiofrequency ablation of tissue. – Medtronic Cordiorhythm. – Опубл. 07.1996.
6. Pat. 5,540,684 US. Hassler W. L. Method and apparatus for electrosurgically treating tissue. – Опубл. 07.1996.
7. Pat. 6,083,223 US. Baker J. A. Method and apparatus for welding blood vessels. – Опубл. 07.2000.
8. Omega complete temperature measurement handbook and encyclopedia. – Engineering INC. – 1992. – Vol. 28.
9. Говорков В. А. Электрические и магнитные поля. – М.: Энергия, 1968. – 488 с.