水冷式射频组织焊接电极的多物理场仿真与实验研究

来源：上海理工大学学报杂志2023年第6期北京时间：

作者：陈通，涂良勇，陈留晓，涂明玉，毛琳，宋成利

单位：上海理工大学，健康科学与工程学院，上海 200093,上海理工大学，健康科学与工程学院，上海 200093,上海理工大学，健康科学与工程学院，上海 200093,上海理工大学，健康科学与工程学院，上海 200093,上海理工大学，健康科学与工程学院，上海 200093,上海理工大学，健康科学与工程学院，上海 200093

摘要：为了降低射频组织焊接中高温造成的热损伤，设计了一种创新的水冷式射频组织焊接电极，使用COMSOL Multiphysics软件对猪小肠的体外焊接过程进行了多物理场仿真，结合焊接和爆破压实验对生物组织的焊接温度与效果进行了分析。结果表明：仿真使用“温度阈值”方法解决了现有模型中生物组织水分的可逆蒸发问题；在相同实验条件下水冷电极的最大焊接温度为139.8 ℃，平均焊接温度为112.5 ℃，较典型金属电极明显得到控制；水冷电极作用下生物组织爆破压达到62.3±13.7 mmHg，满足焊接要求。仿真模型预测的温度与实验结果拟合良好，且水冷电极有效焊接了组织，控制了焊接温度。

关键词：射频电流;组织焊接;水冷式电极;温度;多物理场仿真

基金资助：国家自然科学基金资助项目(51735003)；科技部数字诊疗装备研发重点专项(2019YFC0120402)