Особенности анализа распределения тока высокой частоты в осесимметричных электродах электрохирургических инструментов

Abstract

RU: 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. UK: У середовищі математичного пакета Matlab, за допомогою методу кінцевих різниць, зроблено аналіз розподілу напруженості електричного поля та щільності високочастотного струму в електродах електрохірургічних інструментів. Вирішена двовимірна еліптична задача, з граничнимиумовамипершого та другого роду, яка моделюєтовщинускін-ефекту в провідниках з вісесиметричним поперечним перерізом. Впливати на ширину зони коагуляції біологічної тканини, тим самим знизити перегрів живих біологічних тканин та їх некроз, можливо з допомогою зміни частоти струму, форми і матеріалу електродів. Розроблена математична модель може застосовуватися для провідників з різноюелектропровідністю в широкому частотному діапазоні. Ця модель показує, що глибина поширення щільності струму в електродах є однією з основних складових частин при розробці нових ефективних методів хірургічного лікування. Збільшити площу, яка проводить струм можливо за рахунок збільшення загальної довжини зовнішнього периметра електрода зміною форми його поперечного перерізу завдяки видалення окремих ділянок електрода. EN: In the environment of mathematical package Matlab, using finite difference method, the analysis of the electric field intensity distribution and the high frequency current density in the electrodes of electrosurgical instruments was performed. Two-dimensional elliptic problem, with boundary conditions of the first and second kind, which models the skin effect thickness in conductors with axis- symmetric-cross-section was solved. The mathematical model clearly shows that almost no high-frequency current flows inside the electrode. The mathematical model can be used for conductors with different conductivity in a wide frequency range. The increase of the electrode cross section area, which conducts current, is possible by increasing the overall length of the electrode outer perimeter by changing its cross section shape thanks to the electrode parts be removed.