Модуль E14-440 в системе электросварки биологических тканей

Внедрение: 2018 г.

Ранее мы опубликовали статью на близкую тему "Стендовые исследования высокочастотной электросварки биологических тканей", где применялся модуль АЦП E20‑10.

Технология электросваривания в медицине завоевала прочные позиции благодаря тканесохраняющему эффекту, проявлением незначительного деструктивного воздействия на живую ткань, что позволяет производить одномоментно разрез и коагуляцию практически без нарушения морфоструктуры ткани. Однако в настоящее время недостаточно изучены физико-химические процессы в зоне электросварки. Для проведения исследований авторами статьи [1] была разработана система для измерения температуры, состоящая из усилителя термо-ЭДС, внешнего модуля АЦП Е14‑440 «Л Кард», ноутбука с программным обеспечением PowerGraph. Использовался также биполярный электрохирургический зажим и ВЧ‑электрокоагулятор ЕК‑300М1. Для имеющего место при сварке биологических тканей диапазона температур 40‑200 °С были выбраны термопары К‑типа, диаметром 70 мкм.

Рисунок 1. Общий вид системы измерения температуры при биполярной высокочастотной сварке мягких биологических тканей.

Исследования проводились экспериментальными методами на специально разработанном оборудовании, путем физического моделирования в Институте электросварки им. Е.О. Патона НАН Украины, под руководством доктора технических наук Ю.Н. Ланкина.

Основным технологическим параметром контактной сварки мягких биологических тканей является величина тока, протекающего через ткань. Электрическая проводимость биологических тканей определяется биологическими жидкостями (электролитами), содержащимися в тканях внутриклеточная и внеклеточная жидкости, кровь, лимфа, которые составляют 86 % всей массы тела. Для проведения исследований была создана система для измерения температуры (рисунок 1), состоящая из усилителя термо‑ЭДС (2), внешнего модуля АЦП Е14‑440 «Л Кард» (3), ноутбука с программным обеспечением PowerGraph (4). Использовался также биполярный электрохирургический зажим (5) и ВЧ‑электрокоагулятор ЕК-300М1 (6).

Для исследования диапазона температур 40‑200 °С, который используется при сварке биологических тканей, нами были выбраны термопары К‑типа, диаметром 70 мкм (1). Термопара помещалась между биологическими тканями в области прохождения тока биполярного сварочного инструмента, как представлено на рисунке 2.

Рисунок 2. Варианты расположения термопары между браншами биполярного сварочного инструмента.

Проведено изучение температурных режимов тканей кишечника, мышечной ткани, легкого и печени. Результаты проведенных исследований представлены на графиках (рисунок 3), где зарегистрированы соотношения силы тока, напряжения и сопротивления и их колебания, в зависимости от величины нагревания тканей.

Рисунок 3. Соотношения силы тока, напряжения и сопротивления и их колебания, в зависимости от величины нагревания тканей кишечника, мышечной ткани, легкого и печени.

Выводы

1. За последние 10‑15 лет электросварка заслуженно пользуется значительным успехом у специалистов хирургического профиля из-за простоты методики ее применения и безвредности высокочастотных токов.
2. Вместе с тем остаются неизвестными многие особенности использования методики сварки биологических тканей. Отсутствуют конкретные рекомендации применения режимов работы, что, безусловно, требует проведения систематического кропотливого изучения.
3. Доказана безопасность высокочастотной электросварки мягких тканей в пределах температурных режимов 40‑95 °С, без явлений некроза и обугливания.

Источник:
Музыченко П.Ф., Черняк В.А., Ланкин Ю.Н., Хохлова Р.А., Дубенко Д.Е., Гуменчук А.Ю., Карпенко К.К. Роль температурных режимов при электросварке биологических тканей // Зварювання та термічна обробка живих тканин. Теорія. Практика. Перспективи: матеріали XIII науково-практичної конференції. – Київ: Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України. – 2018. – С. 77‑80.

Разработчик: Музыченко П.Ф., Черняк В.А., Ланкин Ю.Н., Хохлова Р.А., Дубенко Д.Е., Гуменчук А.Ю., Карпенко К.К.