ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ПАРАМЕТРІВ ПОДАВАННЯ ІМПУЛЬСНОЇ ВИСОКОЧАСТОТНОЇ НАПРУГИ НА ЗМІНУ ДІЕЛЕКТРИЧНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ БІОЛОГІЧНИХ ТКАНИН В МОДЕЛІ ЕЛЕКТРОЗВАРНОГО МІЖКІШКОВОГО АНАСТОМОЗУ

S. S. Podpriatov; G. S. Marinsky; O. V. Chernets; V. A. Tkachenko; D. A. Hrabovsky; K. G. Lopatkina; V. A. Vasylchenko

doi:10.11603/mie.1996-1960.2018.2.9290

Автор(и)

S. S. Podpriatov Київський міський центр електрозварювальної хірургії та новітніх хірургічних технологій Київська міська клінічна лікарня № 1
G. S. Marinsky Інститут електрозварювання імені Є. О. Патона НАН України
O. V. Chernets Інститут електрозварювання імені Є. О. Патона НАН України
V. A. Tkachenko Інститут електрозварювання імені Є. О. Патона НАН України
D. A. Hrabovsky Інститут електрозварювання імені Є. О. Патона НАН України
K. G. Lopatkina Інститут електрозварювання імені Є. О. Патона НАН України
V. A. Vasylchenko Інститут електрозварювання імені Є. О. Патона НАН України

DOI:

https://doi.org/10.11603/mie.1996-1960.2018.2.9290

Ключові слова:

тканина, кишка, органокомплекс, імпеданс, електрична напруга, імпульс, анастомоз, електрозварювання

Анотація

Вступ. Електрозварний спосіб створення міжкишкового анастомозу є новітнім і перспективним для втілення. Параметри оптимального радіочастотного впливу на тканини з метою їх з'єднання суттєво різняться поміж дослідницьких груп.

Мета: дослідити вплив амплітуди напруги високої частоти залежно від способу її подавання в імпульсному режимі на зміну діелектричної властивості тканин стінки кишки в моделі електрозварного міжкишкового анастомозу.

Матеріал і методи. Здійснили 120 проб постійного та зростаючого способів подавання на тканину органокомплексу свині радіочастотної електричної напруги імпульсами тривалістю 0,2 секунди після прикладення тиску від 2,0 Н/мм2 до 3,0 Н/мм2. Тканину складали вдвічі в прототипі інструменту, моделюючи міжкишковий анастомоз.

Результати. При подаванні імпульсів 80 В у 82,5% спостережень імпеданс тканини різко знижувався на 70% впродовж першого імпульсу, під час другого — плавно ще на 50% і в подальшому, після коливання на початку імпульсу, стабільно перебував на низькому рівні. Надалі напруга була підвищена до 120 В, і в 92,5% досліджень рівень імпедансу так само різко знижувався впродовж першого імпульсу майже на 80%, але під час другого вже набував загалом стабільної форми. При лінійному підвищенні напруги в імпульсі з 80 В до 120 В досягали покращення електропровідності на другому імпульсі у 87,5% досліджень, де первинний провал імпедансу на початку імпульсу змінився експоненційним зростанням.

Висновки. Подавання імпульсів високочастотної електричної напруги з амплітудою, яка перевищує критичний рівень для тканини, приводить до стабільного покращення електропровідності стінок кишки між електродами, як заведено, вже починаючи з другого імпульсу. Отримані дані є базою для встановлення параметрів алгоритму, спрямованого на гомогенізацію електричних характеристик в місці створення міжкишкового анастомозу.

Обговорення. Виявлений за імпульсної подачі напруги ефект зниження імпедансу стінок кишки між електродами та подальше покращення електропровідності є способом забезпечення рівномірності та глибини структурних перетворень в тканині. Зростання імпедансу при зростаючій напрузі може свідчити або за електричну інерційність іонних систем, або за поглиблені перетворення в тканині. Використання імпульсної подачі напруги обмежуватиме нагрівання тканини в наслідок зниження вкладеної потужності.

Посилання

Egorov, V. I., Turusov, R. A., Schastlivtsev, I. A., Baranov, A. O. (2004). Kishechnyi shov. Fiziko-mekhanicheskie aspekty. [Intestinal suture. Physical and mechanical aspects]. Vidar, Moscow. [In Russian].

Podpriatov, S. S., Podpryatov, S. E., Makarov, A. V., Marinsky, G. S., Tkachenko, V. A., Chernets, O. V., Tarnavsky, D. V., & Lopatkina, K. G. (2018). Vstanovlennya pervinnikh vimog do eksperimental'nikh zasobiv doslidzhennya ta umov stvorennya elektrozvarnogo z'ednannya stinok kishechniku [Establishing the first requirements in experimental equipment for investigations and creation conditions of electric welding intestinal connection]. Shpital'na khirurgiya. Zhurnal imeni L. Ya. Koval'chuka (Hospital Surgery. Journal named by L. Ya. Kovalchuk), 2, 56-60. [In Ukrainian]. doi 10.11603/2414-4533.2018.2.9230.

Holmer, C., Winter, H., Kroger, M., Nagel, A., Jaenicke, A., Lauster, R., ... Ritz, J. P. (2011). Bipolar radiofrequency-induced thermofusion of intestinal anastomoses — feasibility of a new anastomosis technique in porcine and rat colon. Langenbecks Arch. Surg., 396(4), 529-533. doi: 10.1007/s00423-011-0756-0.

Dean, D. A., Ramanathan, T., Machado, D., & Sundararajan, R. (2008). Electrical impedance spectroscopy study of biological tissues. Journal of Electrostatics, 66(3-4), 165-177. doi:10.1016/j. elstat.2007.11.005.

Ho, Y. H., & Ashour, M. A. T. (2010). Techniques for colorectal anastomosis. World J. Gastroenterol., 16(13), 1610-1621. doi: 10.3748/wjg.v16.i13.1610.

Linchevskyy, O., Makarov, A., & Hetman, V. (2010). Lung sealing using the tissue-welding technology in spontaneous pneumothorax. European Journal of Cardiothoracic Surgery, 37, 1126-1128 DOI: 10.1016/j. ejcts.2009.11.01.

Muratore, A., Mellano, A., Tarantino, G., Marsanic, P., De Simone, M., & Di Benedetto, F. (2014). Radiofrequency vessel-sealing system versus the clamp-crushing technique in liver transection: results of a prospective randomized study on 100 consecutive patients. HPB: The Official Journal of the International Hepato Pancreato Biliary Association., 16(8), 707-712. doi:10.1111/hpb.12207.