Система измерения температуры биологических тканей при биполярной высокочастотной сварке

Abstract

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.