Eng
Ukr
Rus
Триває друк

2021 №07 (04) DOI of Article
10.37434/as2021.07.05
2021 №07 (06)

Автоматичне зварювання 2021 #07
Журнал «Автоматичне зварювання», № 7, 2021, с. 27-32

Скін-ефект в м’якій біологічній тканині і особливості її нагріву при автоматизованому біполярному зварюванні

В.Г. Соловйов, Ю.М. Ланкін, І.Ю. Романова
ІЕЗ ім. Є.О. Патона НАН України. 03150, м. Київ, вул. Казимира Малевича, 11. E-mail: office@paton.kiev.ua

Скін-ефект, що виникає в електричному ланцюзі при високочастотній електрохірургії, включаючи електрозварювання м’яких біологічних тканин (МБТ) електродами для біполярного зварювання, викликає інтерес дослідників як можливе джерело значної нерівномірності нагріву МБТ при автоматизованому зварюванні. Проведено дослідження математичними методами протікання електричних і теплових процесів при автоматизованому біполярному зварюванні з урахуванням і без урахування дії скін-ефекту на частоті 300 кГц. Визначено, що в біологічній тканині скін-ефект викликає нерівномірність нагріву в меншій мірі. Головними причинами, які впливають на нерівномірність нагріву, є наявність гострих ребер на поверхні електродів, що контактують з тканиною, ступінь стискання м’яких біологічних тканин затискачами електродів, розмір проміжку стиснутої МБТ між електродами, а також час протікання процесу нагріву МБТ. Бібліогр. 13, рис. 6.
Ключові слова: скін-ефект, біполярні електроди, електрозварювання м’яких тканин, біологічна тканина, анізотропія питомої електропровідності


Надійшла до редакції 23.03.2021

Список літератури

1. ДСТУ EN 60601-2-2:2019 (EN 60601-2-2:2009, IDT; IEC 60601-2-2:2009, IDT) Изделия медицинские электрические. Часть 2-2. Дополнительные требования насчет безопасности и основных рабочих характеристик высокочастотной хирургической аппаратуры и высокочастотных хирургических принадлежностей.
2. Поливанов К.М. (1969) Теоретические основы электротехники. Ч.3. Теория электромагнитного поля. Москва, Энергия.
3. Сидорець В.М., Дубко А.Г. (2015) Розподіл струму в електродах електрохірургічних інструментів при зварюванні біологічних тканин. Восточно-Европейский журнал передовых технологий, 3, 24–28. DOI: https://doi.org/ 10.15587/1729-4061.2015.43372.
4. Sydorets, V., Dubko, A., Bondarenko, O., Kosenko, R. (2016) Influence of Skin Effect on Current Flow Through Electrodes of Electro-Surgical Instruments and Biological Tissue. 15th Biennial Conference on Electronics and Embedded Systems (BEC-2016), Tallinn, Estonia, 211–214.
5. Сидорец В.Н., Дубко А.Г. (2015) Особенности анализа распределения тока высокой частоты в осесимметричных электродах электрохирургических инструментов. Електротехніка та електроенергетика, 2, 42–47.
6. Sydorets, V., Lebedev, A., Dubko, A. (2015) Mathematical Modeling of the Current Density Distribution in a High-Frequency Electrosurgery. 16th International Conference on Computational Problems of Electrical Engineering (CPEE), Lviv, Ukraine, 215–217. DOI: https://doi.org/10.1109/CPEE.2015.7333379.
7. Dubko, A., Sydorets, V., Bondarenko, O. (2018) Simulation of the Temperature Distribution with High-Frequency Electrosurgical Heating. 38th International Conference on Electronicsand Nanotechnology (ELNANO – 2018), Kyiv, Ukraine, 394–397.
8. Дубко А.Г., Чвертко Н.А., Лебедєв О.В. та ін. (2020) Математичні моделі розподілу густини струму високої частоти в електродах з різними формами поперечного перерізу. Біомедична інженерія і технологія, 3, 92–98.
9. Гухман А.А. (1973) Введение в теорию подобия. 2-е изд., Москва, Высш. шк.
10. Ланкін Ю.М., Соловйов В.Г., Романова І.Ю. (2021) Дослідження зміни питомої електропровідності біологічних тканин в результаті локального стискання електродами при біполярному зварюванні. Автоматичне зварювання, 1, 38–43. DOI: https://doi.org/10.37434/as2021.01.07
11. Пегель И.В. (2009) Электродинамика сверхвысоких частот. Уч. пособие. Издательство Томского политехнического университета.
12. Швед О.Є. (2008) Обґрунтування нового хірургічного методу гемостазу (експериментально-клінічне дослідження): автореф. дис…. канд. мед. наук: 14.01.03, Київ.
13. Булгаков О., Петров С., Лупандин В. (2009) Учет скин-эффекта в задачах о потоках самоиндукции и взаимоиндукции, наводимых током, протекающим в проводнике с прямоугольным поперечным сечением. Компоненты и технологии, 4, 122–125.

Реклама в цьому номері: