МОДЕЛЮВАННЯ АНІЗОТРОПІЇ ПИТОМОЇ ЕЛЕКТРОПРОВІДНОСТІ БІОЛОГІЧНОЇ ТКАНИНИ, ЯКА ВИНИКАЄ ЗА ЛОКАЛЬНОГО СТИСКАННЯ ЕЛЕКТРОДАМИ ДЛЯ БІПОЛЯРНОГО ЗВАРЮВАННЯ

Ю.М.  Ланкін; В.Г.  Соловйов; І.Ю.   Романова

doi:10.15407/techned2021.02.013

МОДЕЛЮВАННЯ АНІЗОТРОПІЇ ПИТОМОЇ ЕЛЕКТРОПРОВІДНОСТІ БІОЛОГІЧНОЇ ТКАНИНИ, ЯКА ВИНИКАЄ ЗА ЛОКАЛЬНОГО СТИСКАННЯ ЕЛЕКТРОДАМИ ДЛЯ БІПОЛЯРНОГО ЗВАРЮВАННЯ

Автор(и)

Ю.М. Ланкін Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України, вул. Казимира Малевича, 11, Київ, 03150, Україна https://orcid.org/0000-0001-6306-8086
В.Г. Соловйов Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України, вул. Казимира Малевича, 11, Київ, 03150, Україна https://orcid.org/0000-0002-1454-7520
І.Ю. Романова Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України, вул. Казимира Малевича, 11, Київ, 03150, Україна https://orcid.org/0000-0001-7154-1830

DOI:

https://doi.org/10.15407/techned2021.02.013

Ключові слова:

біполярне зварювання біологічних тканин, питома електропровідність, стискання біологічної тканини, моделювання, COMSOL multyphysics, анізотропія

Анотація

В сучасних публікаціях про біполярне зварювання використовують електричні характеристики нестиснутої біологічної тканини. Це знижує точність розрахунків розподілу струмів, які протікають, і напруженості електричних полів в зоні зварюваної тканини за її стискання. В роботі показано методику розрахунку зміни питомої електропровідності біологічної тканини у випадку локального стискання електродами та вплив цього фактора на результати моделювання електричних процесів біологічного зварювання. Запропоновано геометричну інтерпретацію зміни питомої електропровідності серцевого м'яза свині у разі стискання електродами для біполярного зварювання у відносних одиницях. Використано принцип подібності геометричних параметрів фізичного експерименту і графічної моделі COMSOL multyphysics, в результаті чого визначено залежності трьох основних геометричних параметрів моделі від величини відносного стискання. Використано метод послідовних наближень значень загального електричного опору біологічної тканини у фізичному експерименті на частотах 0,3, 30 і 300 кГц і розрахункових опорів на моделі за зміні основних геометричних параметрів питомої електропровідності. Отримано модель біполярного зварювання біологічних тканин, в якій враховано фактор анізотропії питомої електропровідності біологічної тканини у разі стискання. Наведено деякі результати досліджень закономірностей протікання струму в тканині з урахуванням анізотропії, що виникає. Бібл. 12, рис. 5, табл. 4.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Lebedev A.V., Dubko A.G., Lopatkina K.G. Features of the application of the theory of resistance welding of metals to welding of living tissues. Tekhnichna elektrodinamіka. Tematychnyi vypusk Sylova elektronika ta energoefektyvnist. Part 2. 2012. Pp. 187-192. (Rus).

Kobelev A.V., Smolyuk L.T., Kobeleva R.M., Procenko Y.L. (2012) Nonlinear viscoelastic properties of biological tissues. Ekaterinburg, UrO RAN, 2012. 244 p. (Rus).

Olejnik V.P., Kulish S.N. Hardware research methods in biology and medicine. Kharkov: Kharkivskii aviatsiinyii instytut, 2004. 110 p. (Rus).

Hlusov I.A., Pichugin V.F., Ryabceva M.A. Fundamentals of biomechanics of biocompatible materials and biological tissues. Tomsk: Izdatelstvo Tomskogo politekhnicheskogo universiteta, 2007. 149 p. (Rus).

Lamberton G.R., His R.S., Jin D.H., Lindler T.U., Jellison F.C., Balder D.D. Prospective comparison of four laparocopic vessel ligation devices. Journal of Endourology. 2008 Vol. 22. No 10. Pp. 2307-2312. DOI: https://doi.org/10.1089/end.2008.9715

Szyrach M., Paschenda P., Afify M., Schäller D., Tolba R. Evaluation of the novel bipolar vessel sealing and cutting device BiCision® in a porcine model. Minimaly Invasive Therapy & allied technologies. 2012. No 21(6). Pp. 402 - 407. DOI: https://doi.org/10.3109/13645706.2012.661373

Lankin Y.N., Sushij L.F., Bajshtruk E.N. System for measuring the temperature of biological tissues in bipolar high-frequency welding. Avtomaticheskaya svarka. 2014. No 11. Pp. 35-38. (Rus).

Smolyaninov V.V. Mathematical models of biological tissues. Moskva: Nauka, 1980. 368 p. (Rus).

Shved O.E. Substantiation of a new surgical method of hemostasis (experimental-clinical study): diss. kand. med. nauk 14.01.03. Natsionalna medychna academiia pisliadyplomnoi osvity imeni P.L. Shchupika. Kyiv. 2008. 172 p. (Ukr).

Muzichenko P.F., Chernyak V.A., Lankіn Y.M. Factors that affect the quality of electric welding of living tissues. 14rd Sci.-Pract. Conf. Zvariuvannia ta termіchna obrobka zhyvyh tkanyn. Teorіa. Praktyka. Perspektyvy. Kyiv, Ukraine, 29 November 2019. URL: http://patonmed.com.ua/wp-content/uploads/2019/11/Tezy_dopovidi_2019.pdf (Ukr)

Zuev A.L. Mishlanov V.YU., Sudakov A.I., SHakirov N.V., Frolov A.V. (2012) Equivalent electrical models of biological objects. Rossijskij zhurnal biomekhaniki. 2012. Vol. 16. No 1(55). Pp. 110–120. (Rus).

Guhman A.A. (1973) Introduction to Similarity Theory. Moskva: Vysshaya shkola, 1973. 296 p. (Rus).

##submission.downloads##

ARTICLE_2_PDF

Опубліковано

2021-02-23

Як цитувати

[1]

Ланкін, Ю. et al. 2021. МОДЕЛЮВАННЯ АНІЗОТРОПІЇ ПИТОМОЇ ЕЛЕКТРОПРОВІДНОСТІ БІОЛОГІЧНОЇ ТКАНИНИ, ЯКА ВИНИКАЄ ЗА ЛОКАЛЬНОГО СТИСКАННЯ ЕЛЕКТРОДАМИ ДЛЯ БІПОЛЯРНОГО ЗВАРЮВАННЯ. ТЕХНІЧНА ЕЛЕКТРОДИНАМІКА. 2 (Лют 2021), 013. DOI:https://doi.org/10.15407/techned2021.02.013.