Физика взаимодействия токов утечки коагулятора и ЭКС

Сообщение №58151 от Тарас Вячеславович 09 марта 2009 г. 23:06
Тема: Физика взаимодействия токов утечки коагулятора и ЭКС

Здравствуйте, глубокоуважаемые физики!
Не могли бы Вы помочь Вашим коллегам - молодым ученым врачам в решении одного очень важного для практической медицины вопроса. Дело в том, что в нашей работе мы используем т.н. монополярную коагуляцию (прижигание тканей электрическим током с целью остановки кровотечения), когда активный электрод располагается в животе пациента, непосредственно у коагулируемой (прижигаемой) ткани, а пассивный - под бедром пациента. Во время работы коагулятора возникают токи утечки, которые ограничивают его использование у пациентов с кардиостимуляторами (электрическими водителями ритма). В связи с этим возникает вопрос - как нам померить температуру электродов кардиостимулятора во время работы коагулятора? На сколько они нагреваются при работе коагулятора? Может ли это повредить миокард (сердечную мышцу)? На кафедре была предложена методика имплантации тонкоугольного термографа. То есть, двух тонких игл в сердечную мышцу лабораторного животного, с которых будет производится снятие показаний температуры во время коагуляции на нем. В связи с этим возникает ряд вопросов - существуют ли такие термографы? Как еще можно измерять токи утечки? Как их минимизировать?
Господа, если кто-то сможет помочь с этим вопросом, наша кафедра и пациенты с кардиостимуляторами, которым мы отказываем в некоторых видах операций из-за опасений ожога мышцы сердца, будем вам очень признательны.
Спасибо!

tnechay@mail.ru


Отклики на это сообщение:

> Здравствуйте, глубокоуважаемые физики!
> Не могли бы Вы помочь Вашим коллегам - молодым ученым врачам в решении одного очень важного для практической медицины вопроса. Дело в том, что в нашей работе мы используем т.н. монополярную коагуляцию (прижигание тканей электрическим током с целью остановки кровотечения), когда активный электрод располагается в животе пациента, непосредственно у коагулируемой (прижигаемой) ткани, а пассивный - под бедром пациента. Во время работы коагулятора возникают токи утечки, которые ограничивают его использование у пациентов с кардиостимуляторами (электрическими водителями ритма). В связи с этим возникает вопрос - как нам померить температуру электродов кардиостимулятора во время работы коагулятора? На сколько они нагреваются при работе коагулятора? Может ли это повредить миокард (сердечную мышцу)? На кафедре была предложена методика имплантации тонкоугольного термографа. То есть, двух тонких игл в сердечную мышцу лабораторного животного, с которых будет производится снятие показаний температуры во время коагуляции на нем. В связи с этим возникает ряд вопросов - существуют ли такие термографы? Как еще можно измерять токи утечки? Как их минимизировать?
> Господа, если кто-то сможет помочь с этим вопросом, наша кафедра и пациенты с кардиостимуляторами, которым мы отказываем в некоторых видах операций из-за опасений ожога мышцы сердца, будем вам очень признательны.
> Спасибо!
>
> tnechay@mail.ru

Уважаемый Тарас Вячеславович! Вполне можно помочь в этом вопросе, но требуется ряд уточнений по форме внутриполостного электрода, его устройстве, используемом материале этого электрода, степени его неизотропности (в проводимости по координатам его геометрии), что является контактной средой между этим электродом и тканями (по аналогии с имирсионной средой УЗ-излучателей)и др. Дело в том, что всякое хорошее решение - предполагает и всестороннее знание предмета задачи, а у меня есть богатый опыт результативных работ с медиками, электротехника же и электроника - одни из моих коренных занятий.
В общем, организационном предложени, я бы подумал о возможности снижения токов растекания в прилегающей области внутриполостного электрода, посредством некой "подфокусировки" "линий" растекания тока: использованием охранного кольца на этом электроде, изготовлением оного с высокой с высокой степенью неизотропности используемом материале этого электрода, степени его неизотропности (в проводимости по координатам его геометрии), возможно - совместил бы эти два решения, есть и др. предложения, но они могут быть сформулированы чётче - только после углубления знаний по теме. Не исключаю, что может представится возможность столь снизить токи растекания, что и задача вмешиваться в кардиопроцессы - отпадёт за ненужностью, сам инфарктник, и...не очень желаю ковыряний в этом неприятном месте!
Что касается измерения температур электродов в сердечной мышце, то микротермометры , на основе микротермисторов существуют, но не всё же допустимо к применению в медицине, но первое, что приходит на память, то это микротемометрические игольчатые датчики применяемые в новой методике лечения аденомы простаты. Там, на сколько я помню, проникающие микротермометры внедряют в простату, а термически "выжигают" ткань простаты СВЧ-излучением, замечу, что в применениие СВЧ-излучений, правда больших мощностей, в технологических целях нагрева материалов - тоже мой давнишний конёк.
Итак, если данная проблема актуальна, то давайте объединим усилия. Мои: slavik1946@nm.ru, slavik1946@front.ru.


> Здравствуйте, глубокоуважаемые физики!
> Не могли бы Вы помочь Вашим коллегам - молодым ученым врачам в решении одного очень важного для практической медицины вопроса. Дело в том, что в нашей работе мы используем т.н. монополярную коагуляцию (прижигание тканей электрическим током с целью остановки кровотечения), когда активный электрод располагается в животе пациента, непосредственно у коагулируемой (прижигаемой) ткани, а пассивный - под бедром пациента. Во время работы коагулятора возникают токи утечки, которые ограничивают его использование у пациентов с кардиостимуляторами (электрическими водителями ритма). В связи с этим возникает вопрос - как нам померить температуру электродов кардиостимулятора во время работы коагулятора? На сколько они нагреваются при работе коагулятора? Может ли это повредить миокард (сердечную мышцу)? На кафедре была предложена методика имплантации тонкоугольного термографа. То есть, двух тонких игл в сердечную мышцу лабораторного животного, с которых будет производится снятие показаний температуры во время коагуляции на нем. В связи с этим возникает ряд вопросов - существуют ли такие термографы? Как еще можно измерять токи утечки? Как их минимизировать?
> Господа, если кто-то сможет помочь с этим вопросом, наша кафедра и пациенты с кардиостимуляторами, которым мы отказываем в некоторых видах операций из-за опасений ожога мышцы сердца, будем вам очень признательны.
> Спасибо!
>
> tnechay@mail.ru

Уважаемый Тарас Вячеславович,

Cuatro уже привел полезные рекомендации, выскажу свои соображения. Наверняка эти соображения будут не новы для Вас и Ваших сотрудников.

1) Целевая функция: коагуляция (прижигание). Что является определяющим для успеха процедуры:
- локальное повышение температуры, величина этого повышения в области воздействия?
- сила тока / количество электричества, прошедшее через область воздействия (возможно, это альтернатива температуре)? Если да, то, возможно, изменение силы тока с определенной зависимостью от времени (сопротивление области воздействия может изменяться в процессе прижигания)?
- площадь области воздействия?

Иными словами, прежде чем решать задачу устранения побочных эффектов, важно разобраться с факторами, влияющими на успех самой процедуры для выбора оптимальных (идеальных) параметров ее осуществления. Не сочтите за "поучание", просто общие соображения.

2) Побочные эффекты, которые желательно предотвратить/минимизировать. Собственно, вопросы вызваны неоднозначностью в Вашем сообщении, где говорится
- о токах утечки (надо понимать, о токах, протекающих "не там, где надо");
- о превышении на слишком длительное время допустимой температуры тканей (ожоге).

Понятно, что это взаимосвязанные эффекты, но что является главенствующим фактором?

Насколько я понимаю, на кардиостимулятор может оказать влияние в первую очередь именно электрический ток утечки, протекающий "не там, где надо". В этом случае немаловажным являются именно пути протекания тока, которые можно установить, скорее всего, только экспериментально. Понятно, что снижение общего тока частично решает эту проблему, но неравномерность распределения тока в теле пациента может оказаться фатальной и при малых токах. Поэтому возможным решением было бы размещение пассивного электрода поближе к активному (насколько это допускают условия процедуры).

Это - по вопросу токов утечки (если я правильно представил себе постановку вопроса).

По температуре. Одним из возможных решений является термопара. Конкректные рекомендации дать затрудняюсь - посоветовал бы обратиться к производителям медицинской техники, поискать информацию в интернете. Вот, к примеру, ссылка на статью, где описывается нечто близкое к Вашей задаче - хоть там речь идет об охлаждении, но приборы довольно компактны.

При выборе методики измерения немаловажно учесть, что зачастую удается измерить температуру не непосредственно интересующей области, но некоторой близлежащей; при неудачном выборе разница температур может оказаться слишком большой. Можно, например, представить встраивание тонкой термопары внутрь электрода, используемого для прижигания; однако если процесс прижигания кратковременный, то температура внешней поверхности электрода и прилегающих тканей может повысится сравнительно быстро, а температура теромопары вследствие инерционности будет отставать, что может привести к перегреву. Этот фактор может быть компенсирован поправками, полученными экспериментально.

Не совсем понятно, почему речь идет о температуре электродов кардиостимулятора, но непонимание наверняка происходит от моего полного неведения в этой области. Идет ли речь о прижигании области внедрения именно этих электродов (в этом случае, конечно, встраивание дополнительной констукции для измерения температуры внутрь электрода может оказаться не лучшей идеей, хотя кто знает)?

Получились "мысли вообще", буду рад, если какие-либо соображения окажутся полезными в Вашей работе.


> > Здравствуйте, глубокоуважаемые физики!
> > Не могли бы Вы помочь Вашим коллегам - молодым ученым врачам в решении одного очень важного для практической медицины вопроса. Дело в том, что в нашей работе мы используем т.н. монополярную коагуляцию (прижигание тканей электрическим током с целью остановки кровотечения), когда активный электрод располагается в животе пациента, непосредственно у коагулируемой (прижигаемой) ткани, а пассивный - под бедром пациента. Во время работы коагулятора возникают токи утечки, которые ограничивают его использование у пациентов с кардиостимуляторами (электрическими водителями ритма). В связи с этим возникает вопрос - как нам померить температуру электродов кардиостимулятора во время работы коагулятора? На сколько они нагреваются при работе коагулятора? Может ли это повредить миокард (сердечную мышцу)? На кафедре была предложена методика имплантации тонкоугольного термографа. То есть, двух тонких игл в сердечную мышцу лабораторного животного, с которых будет производится снятие показаний температуры во время коагуляции на нем. В связи с этим возникает ряд вопросов - существуют ли такие термографы? Как еще можно измерять токи утечки? Как их минимизировать?
> > Господа, если кто-то сможет помочь с этим вопросом, наша кафедра и пациенты с кардиостимуляторами, которым мы отказываем в некоторых видах операций из-за опасений ожога мышцы сердца, будем вам очень признательны.
> > Спасибо!
> >
> > tnechay@mail.ru

> Уважаемый Тарас Вячеславович! Вполне можно помочь в этом вопросе, но требуется ряд уточнений по форме внутриполостного электрода, его устройстве, используемом материале этого электрода, степени его неизотропности (в проводимости по координатам его геометрии), что является контактной средой между этим электродом и тканями (по аналогии с имирсионной средой УЗ-излучателей)и др. Дело в том, что всякое хорошее решение - предполагает и всестороннее знание предмета задачи, а у меня есть богатый опыт результативных работ с медиками, электротехника же и электроника - одни из моих коренных занятий.
> В общем, организационном предложени, я бы подумал о возможности снижения токов растекания в прилегающей области внутриполостного электрода, посредством некой "подфокусировки" "линий" растекания тока: использованием охранного кольца на этом электроде, изготовлением оного с высокой с высокой степенью неизотропности используемом материале этого электрода, степени его неизотропности (в проводимости по координатам его геометрии), возможно - совместил бы эти два решения, есть и др. предложения, но они могут быть сформулированы чётче - только после углубления знаний по теме. Не исключаю, что может представится возможность столь снизить токи растекания, что и задача вмешиваться в кардиопроцессы - отпадёт за ненужностью, сам инфарктник, и...не очень желаю ковыряний в этом неприятном месте!
> Что касается измерения температур электродов в сердечной мышце, то микротермометры , на основе микротермисторов существуют, но не всё же допустимо к применению в медицине, но первое, что приходит на память, то это микротемометрические игольчатые датчики применяемые в новой методике лечения аденомы простаты. Там, на сколько я помню, проникающие микротермометры внедряют в простату, а термически "выжигают" ткань простаты СВЧ-излучением, замечу, что в применениие СВЧ-излучений, правда больших мощностей, в технологических целях нагрева материалов - тоже мой давнишний конёк.
> Итак, если данная проблема актуальна, то давайте объединим усилия. Мои: slavik1946@nm.ru, slavik1946@front.ru.


До сих пор не понимаю кто вы форумчане...

Но если все правда, снимаю шляпу.


> > > Здравствуйте, глубокоуважаемые физики!
> > > Не могли бы Вы помочь Вашим коллегам - молодым ученым врачам в решении одного очень важного для практической медицины вопроса. Дело в том, что в нашей работе мы используем т.н. монополярную коагуляцию (прижигание тканей электрическим током с целью остановки кровотечения), когда активный электрод располагается в животе пациента, непосредственно у коагулируемой (прижигаемой) ткани, а пассивный - под бедром пациента. Во время работы коагулятора возникают токи утечки, которые ограничивают его использование у пациентов с кардиостимуляторами (электрическими водителями ритма). В связи с этим возникает вопрос - как нам померить температуру электродов кардиостимулятора во время работы коагулятора? На сколько они нагреваются при работе коагулятора? Может ли это повредить миокард (сердечную мышцу)? На кафедре была предложена методика имплантации тонкоугольного термографа. То есть, двух тонких игл в сердечную мышцу лабораторного животного, с которых будет производится снятие показаний температуры во время коагуляции на нем. В связи с этим возникает ряд вопросов - существуют ли такие термографы? Как еще можно измерять токи утечки? Как их минимизировать?
> > > Господа, если кто-то сможет помочь с этим вопросом, наша кафедра и пациенты с кардиостимуляторами, которым мы отказываем в некоторых видах операций из-за опасений ожога мышцы сердца, будем вам очень признательны.
> > > Спасибо!
> > >
> > > tnechay@mail.ru

> > Уважаемый Тарас Вячеславович! Вполне можно помочь в этом вопросе, но требуется ряд уточнений по форме внутриполостного электрода, его устройстве, используемом материале этого электрода, степени его неизотропности (в проводимости по координатам его геометрии), что является контактной средой между этим электродом и тканями (по аналогии с имирсионной средой УЗ-излучателей)и др. Дело в том, что всякое хорошее решение - предполагает и всестороннее знание предмета задачи, а у меня есть богатый опыт результативных работ с медиками, электротехника же и электроника - одни из моих коренных занятий.
> > В общем, организационном предложени, я бы подумал о возможности снижения токов растекания в прилегающей области внутриполостного электрода, посредством некой "подфокусировки" "линий" растекания тока: использованием охранного кольца на этом электроде, изготовлением оного с высокой с высокой степенью неизотропности используемом материале этого электрода, степени его неизотропности (в проводимости по координатам его геометрии), возможно - совместил бы эти два решения, есть и др. предложения, но они могут быть сформулированы чётче - только после углубления знаний по теме. Не исключаю, что может представится возможность столь снизить токи растекания, что и задача вмешиваться в кардиопроцессы - отпадёт за ненужностью, сам инфарктник, и...не очень желаю ковыряний в этом неприятном месте!
> > Что касается измерения температур электродов в сердечной мышце, то микротермометры , на основе микротермисторов существуют, но не всё же допустимо к применению в медицине, но первое, что приходит на память, то это микротемометрические игольчатые датчики применяемые в новой методике лечения аденомы простаты. Там, на сколько я помню, проникающие микротермометры внедряют в простату, а термически "выжигают" ткань простаты СВЧ-излучением, замечу, что в применениие СВЧ-излучений, правда больших мощностей, в технологических целях нагрева материалов - тоже мой давнишний конёк.
> > Итак, если данная проблема актуальна, то давайте объединим усилия. Мои: slavik1946@nm.ru, slavik1946@front.ru.

>
> До сих пор не понимаю кто вы форумчане...
Обыкновенные Советские прилежно учившиеся и актуально работавшие специалисты.

> Но если все правда, снимаю шляпу.
Всё правда и более того, а шляпу снимем перед гением наших предшественников, давших нам большой мир знаний, а потому мы обязаны оправдать своё назначение, а медицине помочь в меру нашего тяму и...потому - от чуйств к делу!


> На кафедре была предложена методика имплантации тонкоугольного термографа. То есть, двух тонких игл в сердечную мышцу лабораторного животного, с которых будет производится снятие показаний температуры во время коагуляции на нем. В связи с этим возникает ряд вопросов - существуют ли такие термографы? Как еще можно измерять токи утечки? Как их минимизировать?

Для проведения параллелей между животным и человеком в случае паразитных токов надо крепко подумать.
Во всяком случае геометрия сердец должна быть существенно похожа. Наличие какой-нибдь вены\артерии на сердечной мышце человека и отсутствие ее у животного может сильно влиять на результат. Если операция по прижиганию проходит далеко от сердца (например, кишечник), то влияние будет минимально, но если близко к сердцу, все уложняется.


Животное - свинья весом 70 кг. Практически идентична человеку. маленька вена/артерия существенного влияния иметь не будет. для минимизации расхождений планируются опыты на трупах.


Большое спасибо за подробный ответ.
Видите ли, в чем дело, нам нужно снизить, или устранить, токи утечки, которые возникают от прижигателя при его работе, потому что мы знаем, что они могут нагревать электрод кардиостимулятора. А нагревание электрода кардиостимуятора может повредить сердечную мышцу. Вот в чем проблема. Но чтобы их снижать, нужно: 1) для начала их измерить, 2) выяснить, насколько нагревается кардиостимулятор.Первое можно вообще не знаем как, второе - либо тонкоигольным датчиком (микротермистором? - где его взять?) либо ИК-термографом (знаем, где взять, но стоит 150К).
Вот такие сейчас стоят вопросы, а экспериментальная база практически подготовлена.


> Здравствуйте, глубокоуважаемые физики!
> Не могли бы Вы помочь Вашим коллегам - молодым ученым врачам в решении одного очень важного для практической медицины вопроса. Дело в том, что в нашей работе мы используем т.н. монополярную коагуляцию (прижигание тканей электрическим током с целью остановки кровотечения), когда активный электрод располагается в животе пациента, непосредственно у коагулируемой (прижигаемой) ткани, а пассивный - под бедром пациента. Во время работы коагулятора возникают токи утечки, которые ограничивают его использование у пациентов с кардиостимуляторами (электрическими водителями ритма). В связи с этим возникает вопрос - как нам померить температуру электродов кардиостимулятора во время работы коагулятора? На сколько они нагреваются при работе коагулятора? Может ли это повредить миокард (сердечную мышцу)? На кафедре была предложена методика имплантации тонкоугольного термографа. То есть, двух тонких игл в сердечную мышцу лабораторного животного, с которых будет производится снятие показаний температуры во время коагуляции на нем. В связи с этим возникает ряд вопросов - существуют ли такие термографы? Как еще можно измерять токи утечки? Как их минимизировать?
> Господа, если кто-то сможет помочь с этим вопросом, наша кафедра и пациенты с кардиостимуляторами, которым мы отказываем в некоторых видах операций из-за опасений ожога мышцы сердца, будем вам очень признательны.
> Спасибо!
>
> tnechay@mail.ru

Может быть я не вполне хорошо понимаю суть процесса.
Но больших проблем в решении Вашей проблемы я не вижу.
Чтобы решить Вашу проблему, достаточно заставить работать Вашу схему в импульсном режиме:
- коагулятор включен - кардиостимулятор выключен.
- кардиостимулятор включен - коагулятор выключен.
Если задать длину импульсов, например, 0,1 секунды, то ни пациент, ни врачи этого не заметят.

Тогда никакого влияния эти процессы друг на друга оказывать не будут.


> Но больших проблем в решении Вашей проблемы я не вижу.
> Чтобы решить Вашу проблему, достаточно заставить работать Вашу схему в импульсном режиме:
> - коагулятор включен - кардиостимулятор выключен.

А как Вы предполагаете выключать кардиостимулятор?


> > Но больших проблем в решении Вашей проблемы я не вижу.
> > Чтобы решить Вашу проблему, достаточно заставить работать Вашу схему в импульсном режиме:
> > - коагулятор включен - кардиостимулятор выключен.

> А как Вы предполагаете выключать кардиостимулятор?

По моим представлениям кардиостимулятор сам по себе работает в импульсном режиме - грубо говоря, раз в секунду подается импульс на сокращение сердечной мышцы. Все остальное время он, фактически, отдыхает.


> > > Но больших проблем в решении Вашей проблемы я не вижу.
> > > Чтобы решить Вашу проблему, достаточно заставить работать Вашу схему в импульсном режиме:
> > > - коагулятор включен - кардиостимулятор выключен.

> > А как Вы предполагаете выключать кардиостимулятор?

> По моим представлениям кардиостимулятор сам по себе работает в импульсном режиме - грубо говоря, раз в секунду подается импульс на сокращение сердечной мышцы. Все остальное время он, фактически, отдыхает.

Т.е. вмешаться в работу кардиостимулятора нельзя. Так?
Его нельзя отключить.
И получается, что каогулятор по Вашему должен работать в паузах импульсов кардиостимулятора, и при этом удасться не влиять на стимулятор?
Я так поняла, что в этом и заключается проблема. В паузах, или не в паузах, но токи каогулятора очень велики.


> > > > Но больших проблем в решении Вашей проблемы я не вижу.
> > > > Чтобы решить Вашу проблему, достаточно заставить работать Вашу схему в импульсном режиме:
> > > > - коагулятор включен - кардиостимулятор выключен.

> > > А как Вы предполагаете выключать кардиостимулятор?

> > По моим представлениям кардиостимулятор сам по себе работает в импульсном режиме - грубо говоря, раз в секунду подается импульс на сокращение сердечной мышцы. Все остальное время он, фактически, отдыхает.

> Т.е. вмешаться в работу кардиостимулятора нельзя. Так?
> Его нельзя отключить.
> И получается, что каогулятор по Вашему должен работать в паузах импульсов кардиостимулятора, и при этом удасться не влиять на стимулятор?

Да, именно так.

> Я так поняла, что в этом и заключается проблема. В паузах, или не в паузах, но токи каогулятора очень велики.

Да, Вы совершенно правы.


> Может быть я не вполне хорошо понимаю суть процесса.
> Но больших проблем в решении Вашей проблемы я не вижу.
> Чтобы решить Вашу проблему, достаточно заставить работать Вашу схему в импульсном режиме:
> - коагулятор включен - кардиостимулятор выключен.
> - кардиостимулятор включен - коагулятор выключен.
> Если задать длину импульсов, например, 0,1 секунды, то ни пациент, ни врачи этого не заметят.

> Тогда никакого влияния эти процессы друг на друга оказывать не будут.

Я, наверное, тоже не очень хорошо понимаю суть процесса. Но почему при паузе в импульсах кардиостимулятора токи утечки исчезнут?

Вообще-то, следующие вопросы скорее к Тарасу Вячеславовичу или его сотрудникам - какова природа токов утечки, как они связаны с наличием кардиостимулятора, где производится коагуляция - в сердце, в непосредственной близости, в произвольном месте?

Если я правильно понимаю, при прижиге ток протекает от места подключения внешнего электрода к месту подключения внутреннего электрода. Пути тока, по моим представлениям, неисповедимы, хотя преимущественно он должнен протекать через кровеносные сосуды (но тут я могу очень сильно ошибаться). Понятно, что через участки с меньшим сопротивлением будет протекать больший ток. Но всегда ли кардиостимулятор является одним из таких участков? И как меняется его сопротивление по отношению к приложенному извне напряжению в зависимости от работы/паузы (наверное, зависит от конструкции). Однако возникает вопрос: если через внутренние цепи кардиостимулятора протекает ток в процессе выдачи стимулятором импульса - не нарушит ли это работу стимулятора, что может привести к более фатальным последствиям, чем ожог.


> Большое спасибо за подробный ответ.
> Видите ли, в чем дело, нам нужно снизить, или устранить, токи утечки, которые возникают от прижигателя при его работе, потому что мы знаем, что они могут нагревать электрод кардиостимулятора. А нагревание электрода кардиостимуятора может повредить сердечную мышцу. Вот в чем проблема. Но чтобы их снижать, нужно: 1) для начала их измерить, 2) выяснить, насколько нагревается кардиостимулятор.Первое можно вообще не знаем как, второе - либо тонкоигольным датчиком (микротермистором? - где его взять?) либо ИК-термографом (знаем, где взять, но стоит 150К).
> Вот такие сейчас стоят вопросы, а экспериментальная база практически подготовлена.

Возникли следующие вопросы какова природа токов утечки, как они связаны с наличием кардиостимулятора, где производится коагуляция - в сердце, в непосредственной близости, в произвольном месте?

Если я правильно понимаю, при прижиге ток протекает от места подключения внешнего электрода к месту подключения внутреннего электрода. Пути тока, по моим представлениям, неисповедимы, хотя преимущественно он должнен протекать через кровеносные сосуды (но тут я могу очень сильно ошибаться). Понятно, что через участки с меньшим сопротивлением будет протекать больший ток. Но всегда ли кардиостимулятор является одним из таких участков? И как меняется его сопротивление по отношению к приложенному извне напряжению в зависимости от работы/паузы (наверное, зависит от конструкции). Однако возникает вопрос: если через внутренние цепи кардиостимулятора протекает ток в процессе выдачи стимулятором импульса - не нарушит ли это работу стимулятора, что может привести к более фатальным последствиям, чем ожог.


> > Может быть я не вполне хорошо понимаю суть процесса.
> > Но больших проблем в решении Вашей проблемы я не вижу.
> > Чтобы решить Вашу проблему, достаточно заставить работать Вашу схему в импульсном режиме:
> > - коагулятор включен - кардиостимулятор выключен.
> > - кардиостимулятор включен - коагулятор выключен.
> > Если задать длину импульсов, например, 0,1 секунды, то ни пациент, ни врачи этого не заметят.

> > Тогда никакого влияния эти процессы друг на друга оказывать не будут.

> Я, наверное, тоже не очень хорошо понимаю суть процесса. Но почему при паузе в импульсах кардиостимулятора токи утечки исчезнут?

> Вообще-то, следующие вопросы скорее к Тарасу Вячеславовичу или его сотрудникам - какова природа токов утечки, как они связаны с наличием кардиостимулятора, где производится коагуляция - в сердце, в непосредственной близости, в произвольном месте?

> Если я правильно понимаю, при прижиге ток протекает от места подключения внешнего электрода к месту подключения внутреннего электрода. Пути тока, по моим представлениям, неисповедимы, хотя преимущественно он должнен протекать через кровеносные сосуды (но тут я могу очень сильно ошибаться). Понятно, что через участки с меньшим сопротивлением будет протекать больший ток. Но всегда ли кардиостимулятор является одним из таких участков? И как меняется его сопротивление по отношению к приложенному извне напряжению в зависимости от работы/паузы (наверное, зависит от конструкции). Однако возникает вопрос: если через внутренние цепи кардиостимулятора протекает ток в процессе выдачи стимулятором импульса - не нарушит ли это работу стимулятора, что может привести к более фатальным последствиям, чем ожог.

Полагаю, что указания техники безопасности, в части того, что лимфа является самым низкоомным компонентом, оболочкой покрывает наше тело и думаю - способна растягивать пути тока по большим площадям, что и приводит к "дефокусировке" предпочтительного канала протекания тока.


> > Большое спасибо за подробный ответ.
> > Видите ли, в чем дело, нам нужно снизить, или устранить, токи утечки, которые возникают от прижигателя при его работе, потому что мы знаем, что они могут нагревать электрод кардиостимулятора. А нагревание электрода кардиостимуятора может повредить сердечную мышцу. Вот в чем проблема. Но чтобы их снижать, нужно: 1) для начала их измерить, 2) выяснить, насколько нагревается кардиостимулятор.Первое можно вообще не знаем как, второе - либо тонкоигольным датчиком (микротермистором? - где его взять?) либо ИК-термографом (знаем, где взять, но стоит 150К).
> > Вот такие сейчас стоят вопросы, а экспериментальная база практически подготовлена.

> Возникли следующие вопросы какова природа токов утечки, как они связаны с наличием кардиостимулятора, где производится коагуляция - в сердце, в непосредственной близости, в произвольном месте?

> Если я правильно понимаю, при прижиге ток протекает от места подключения внешнего электрода к месту подключения внутреннего электрода. Пути тока, по моим представлениям, неисповедимы, хотя преимущественно он должнен протекать через кровеносные сосуды (но тут я могу очень сильно ошибаться). Понятно, что через участки с меньшим сопротивлением будет протекать больший ток. Но всегда ли кардиостимулятор является одним из таких участков? И как меняется его сопротивление по отношению к приложенному извне напряжению в зависимости от работы/паузы (наверное, зависит от конструкции). Однако возникает вопрос: если через внутренние цепи кардиостимулятора протекает ток в процессе выдачи стимулятором импульса - не нарушит ли это работу стимулятора, что может привести к более фатальным последствиям, чем ожог.
Обычно, практика показывает, что самые высокоомные и тепловыделяющие мостики возникают в зоне переходов резко отличающихся по физическим и электрохимическим показателям элементах электроцепей, например, электрод-мышечная ткань и тем может быть хуже, чем больше отличаются электрохимические потенциалы контактёров, в двойном электрическом слое. Перегрев же, локальный, способен привести к сворачиванию белков и омертвлению контактного перехода.


> Обычно, практика показывает, что самые высокоомные и тепловыделяющие мостики возникают в зоне переходов резко отличающихся по физическим и электрохимическим показателям элементах электроцепей, например, электрод-мышечная ткань и тем может быть хуже, чем больше отличаются электрохимические потенциалы контактёров, в двойном электрическом слое. Перегрев же, локальный, способен привести к сворачиванию белков и омертвлению контактного перехода.

Ув. Cuatro, я понимаю, что в последовательной цепи наибольшая мощность выделяется на самом высокоомном участке. Но, насколько я понял описание процедуры

> ... в нашей работе мы используем т.н. монополярную коагуляцию ..., когда активный электрод располагается в животе пациента, непосредственно у коагулируемой (прижигаемой) ткани, а пассивный - под бедром пациента. Во время работы коагулятора возникают токи утечки, которые ограничивают его использование у пациентов с кардиостимуляторами

какие-либо элементы кардиостимулятора не используются в качестве активного (уж тем более, пассивного) электрода коагулятора. Следовательно, упоминаемые токи утечки являются токами через, условно говоря, паразитные цепочки, "подключенные" паралелльно основной цепи протекания тока коагуляции. Поэтому через сравнительно высокоомную паразитную цепь будет течь сравнительно малый ток. А почему кардиостимулятор должен попасть в основную цепь - мне тоже неясно.

Конечно, у меня очень слабое представление о путях протекания тока в человеском организме - отсюда и вопросы (хотя автор темы ждет скорее ответы, а не вопросы ).


> > Обычно, практика показывает, что самые высокоомные и тепловыделяющие мостики возникают в зоне переходов резко отличающихся по физическим и электрохимическим показателям элементах электроцепей, например, электрод-мышечная ткань и тем может быть хуже, чем больше отличаются электрохимические потенциалы контактёров, в двойном электрическом слое. Перегрев же, локальный, способен привести к сворачиванию белков и омертвлению контактного перехода.

> Ув. Cuatro, я понимаю, что в последовательной цепи наибольшая мощность выделяется на самом высокоомном участке. Но, насколько я понял описание процедуры

> > ... в нашей работе мы используем т.н. монополярную коагуляцию ..., когда активный электрод располагается в животе пациента, непосредственно у коагулируемой (прижигаемой) ткани, а пассивный - под бедром пациента. Во время работы коагулятора возникают токи утечки, которые ограничивают его использование у пациентов с кардиостимуляторами

> какие-либо элементы кардиостимулятора не используются в качестве активного (уж тем более, пассивного) электрода коагулятора. Следовательно, упоминаемые токи утечки являются токами через, условно говоря, паразитные цепочки, "подключенные" паралелльно основной цепи протекания тока коагуляции. Поэтому через сравнительно высокоомную паразитную цепь будет течь сравнительно малый ток. А почему кардиостимулятор должен попасть в основную цепь - мне тоже неясно.

> Конечно, у меня очень слабое представление о путях протекания тока в человеском организме - отсюда и вопросы (хотя автор темы ждет скорее ответы, а не вопросы ).
Ув.PapaKarlo, Вам известно, что микроэлектроды кардиостимулятора, даже в окружении жидкой контактирующей среды, имеющей ε~81 (что по сравнению с металлом ничто), микроэлектроды - полные закоротки поля и оное полностью сосредотачивается в переходе, а следовательно и все потери от всяких блуждающих токов, а в этом случае - от прижигателя.


> Ув.PapaKarlo, Вам известно, что микроэлектроды кардиостимулятора, даже в окружении жидкой контактирующей среды, имеющей ε~81 (что по сравнению с металлом ничто), микроэлектроды - полные закоротки поля и оное полностью сосредотачивается в переходе, а следовательно и все потери от всяких блуждающих токов, а в этом случае - от прижигателя.

Это я не совсем понял. Ниже представлена грубая эквивалентная схема, не могли бы Вы пояснить Вашу идею на ней (и уточнить ее, если необходимо), в том числе и количественно?

Указан только один путь утечки тока - через кардиостимулятор; это - худшая ситуация, при наличии дополнительных путей ток через переходы "тело - кс - тело" будет меньше, чем в представленном случае.

Также интересен вопрос, какую долю от полного тока коагулятора составляет ток утечки через кс. Мне кажется, эта величина измерима, но с большим трудом прогнозируема, что ставит под вопрос всю идею оценки тока и тепловыделения. Пусть выполнены замеры при некоторых условиях; где гарантия, что при определенном состоянии организма пациента эти условия не изменятся количественно в разы (а то и на порядки)?


> > Ув.PapaKarlo, Вам известно, что микроэлектроды кардиостимулятора, даже в окружении жидкой контактирующей среды, имеющей ε~81 (что по сравнению с металлом ничто), микроэлектроды - полные закоротки поля и оное полностью сосредотачивается в переходе, а следовательно и все потери от всяких блуждающих токов, а в этом случае - от прижигателя.

> Это я не совсем понял. Ниже представлена грубая эквивалентная схема, не могли бы Вы пояснить Вашу идею на ней (и уточнить ее, если необходимо), в том числе и количественно?

>

> Указан только один путь утечки тока - через кардиостимулятор; это - худшая ситуация, при наличии дополнительных путей ток через переходы "тело - кс - тело" будет меньше, чем в представленном случае.

> Также интересен вопрос, какую долю от полного тока коагулятора составляет ток утечки через кс. Мне кажется, эта величина измерима, но с большим трудом прогнозируема, что ставит под вопрос всю идею оценки тока и тепловыделения. Пусть выполнены замеры при некоторых условиях; где гарантия, что при определенном состоянии организма пациента эти условия не изменятся количественно в разы (а то и на порядки)?
Самое опасное по потерям ...2*"переход мышца миокарда-электрод кардиостимулятора", поскольку мал периметр контакта в этом переходе и резко разнородные материалы в контакте, а после 42'С есть опасность сворачивания белков в зоне этого контакта. А греют этот переход не специальные вредные блуждающие токи, а просто блуждающие всюду токи, но всюду они только протекают по средам, в худшем случае, с плавными переходами электрохимических свойств, а в зоне внедрения микроэлектродов - резкая неоднородность!


Здравствуйте!
Мною на кафедре РГМУ проводится работа по взаимодействию токов учечки и электродов кардиостимулятора. Мы опосредованно измеряем их, используя специальные программы стимулятора. Было бы очень любопытно обсудить тему с вами. Прошу ответить на е-мейл.


> > > Ув.PapaKarlo, Вам известно, что микроэлектроды кардиостимулятора, даже в окружении жидкой контактирующей среды, имеющей ε~81 (что по сравнению с металлом ничто), микроэлектроды - полные закоротки поля и оное полностью сосредотачивается в переходе, а следовательно и все потери от всяких блуждающих токов, а в этом случае - от прижигателя.

> > Это я не совсем понял. Ниже представлена грубая эквивалентная схема, не могли бы Вы пояснить Вашу идею на ней (и уточнить ее, если необходимо), в том числе и количественно?

> >

> > Указан только один путь утечки тока - через кардиостимулятор; это - худшая ситуация, при наличии дополнительных путей ток через переходы "тело - кс - тело" будет меньше, чем в представленном случае.

> > Также интересен вопрос, какую долю от полного тока коагулятора составляет ток утечки через кс. Мне кажется, эта величина измерима, но с большим трудом прогнозируема, что ставит под вопрос всю идею оценки тока и тепловыделения. Пусть выполнены замеры при некоторых условиях; где гарантия, что при определенном состоянии организма пациента эти условия не изменятся количественно в разы (а то и на порядки)?
> Самое опасное по потерям ...2*"переход мышца миокарда-электрод кардиостимулятора", поскольку мал периметр контакта в этом переходе и резко разнородные материалы в контакте, а после 42'С есть опасность сворачивания белков в зоне этого контакта. А греют этот переход не специальные вредные блуждающие токи, а просто блуждающие всюду токи, но всюду они только протекают по средам, в худшем случае, с плавными переходами электрохимических свойств, а в зоне внедрения микроэлектродов - резкая неоднородность!


Могли бы вы написать мне на мейл? Ваше предложение очень актуально для нас.

> > Обычно, практика показывает, что самые высокоомные и тепловыделяющие мостики возникают в зоне переходов резко отличающихся по физическим и электрохимическим показателям элементах электроцепей, например, электрод-мышечная ткань и тем может быть хуже, чем больше отличаются электрохимические потенциалы контактёров, в двойном электрическом слое. Перегрев же, локальный, способен привести к сворачиванию белков и омертвлению контактного перехода.

> Ув. Cuatro, я понимаю, что в последовательной цепи наибольшая мощность выделяется на самом высокоомном участке. Но, насколько я понял описание процедуры

> > ... в нашей работе мы используем т.н. монополярную коагуляцию ..., когда активный электрод располагается в животе пациента, непосредственно у коагулируемой (прижигаемой) ткани, а пассивный - под бедром пациента. Во время работы коагулятора возникают токи утечки, которые ограничивают его использование у пациентов с кардиостимуляторами

> какие-либо элементы кардиостимулятора не используются в качестве активного (уж тем более, пассивного) электрода коагулятора. Следовательно, упоминаемые токи утечки являются токами через, условно говоря, паразитные цепочки, "подключенные" паралелльно основной цепи протекания тока коагуляции. Поэтому через сравнительно высокоомную паразитную цепь будет течь сравнительно малый ток. А почему кардиостимулятор должен попасть в основную цепь - мне тоже неясно.

> Конечно, у меня очень слабое представление о путях протекания тока в человеском организме - отсюда и вопросы (хотя автор темы ждет скорее ответы, а не вопросы ).


Вашу задачу надо разделить на две подзадачи:

1. Измерить, во сколько раз меньше наведённое напряжение на электродах кардиостимулятора, чем на электроде коагулятора ("коэффициент ослабления").

2. Измерить на макете кардиостимулятора (макете его электродов) повышение температуры при заданном напрядении.

После этого применить арифметику для вычисления температуры, которая возникнет при применении коагулятора:

T = T_э * (1/k)^2 * (U_к / U_э)^2

где: T_э — значение температуры, полученное на макете, k — коэффициент ослабления, U_к — напряжение коагулятора, U_э — напряжение, использованное на макете.

Первую задачу можно решать на живом теле, но применяя маленький ток, который не будет ничего повреждать.

Вторую задачу можно решать просто на куске мяса с большими токами, чтоб получить большую температуру, чтоб было её легче мерить.


Вообще мне кажется, что температура получится очень маленькая, так как коэффициент ослабления будет большой (в десятки раз). А он ещё и в квадрате.
Но тут всё сильно зависит от геометрии (расположения электродов).

Покажите картинку кардиосимулятора с его электродами.
А заодно и картинку электрода коагулятора.
Возможно, что ваша задача "вылечится по фотографии".


Анна, прошу написать мне на е-мейл, если это возможно, спасибо.

> > > > Но больших проблем в решении Вашей проблемы я не вижу.
> > > > Чтобы решить Вашу проблему, достаточно заставить работать Вашу схему в импульсном режиме:
> > > > - коагулятор включен - кардиостимулятор выключен.

> > > А как Вы предполагаете выключать кардиостимулятор?

> > По моим представлениям кардиостимулятор сам по себе работает в импульсном режиме - грубо говоря, раз в секунду подается импульс на сокращение сердечной мышцы. Все остальное время он, фактически, отдыхает.

> Т.е. вмешаться в работу кардиостимулятора нельзя. Так?
> Его нельзя отключить.
> И получается, что каогулятор по Вашему должен работать в паузах импульсов кардиостимулятора, и при этом удасться не влиять на стимулятор?
> Я так поняла, что в этом и заключается проблема. В паузах, или не в паузах, но токи каогулятора очень велики.


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100