Керування температурою іригаційної рідини в процесі вітреоретинальної хірургії з використанням термоелектричного нагрівання та охолодження.

Abstract

Актуальність. Вітреоретинальні операції супроводжуються неконтрольованою гіпотермією внутрішньоочних структур з наступним швидким неконтрольованим зігріванням. Різкі коливання інтраокулярної температури можуть пошкоджувати тканини ока та викликати небажані судинні реакції, підвищуючи ризик ускладнень. Розробка безпечних методів керованого термоконтролю іригаційних розчинів для вітреоретинальної хірургії є актуальним завданням офтальмології. Мета. Створити комп’ютерну модель, розробити конструкцію та виготовити дослідний зразок термоелектричного приладу для керування температурою іригаційної рідини під час вітреоретинальної хірургії. Матеріал і методи. У рамках співпраці Інституту термоелектрики НАН і МОН України та ДУ «Інститут очних хвороб і тканинної терапії ім. В.П. Філатова НАМН України» було побудовано фізичну, математичну та комп’ютерну моделі приладу для керування температурою іригаційної рідини в процесі вітреоретинальної хірургії. Розроблено конструкцію та виготовлено дослідний зразок приладу, що включає блок керування і живлення, а також термоелектричний блок охолодження/нагрівання, в якому температура рідини регулюється струмом термоелектричного модуля; зміною напрямку струму прилад переходить з режиму охолодження у режим нагріву. Результати. Моделювання визначило закономірності теплопередачі та умови досягнення необхідних температур (від 15 °C до 35 °C). Розраховано розподіл температур у потоці рідини при різних швидкостях, холодопродуктивності модуля та довжині трубки. Прилад забезпечує як охолодження, так і нагрівання рідини, створюючи можливість керування температурою рідини для досягнення необхідної глибини гіпотермії внутрішньоочних структур. Прилад дозволяє контролювати температуру рідини в реальному часі. Експериментальний зразок дозволяє перевірити відповідність розрахованих параметрів у реальному потоці рідини, що є наступним етапом дослідження. Висновки. Підтверджено можливість керування температурою іригаційної рідини за допомогою термоелектричного нагрівання та охолодження. Створено дослідний зразок приладу, що потребує подальшої апробації в експерименті.