Математическое моделирование электромагнитных полей в рабочей среде СВЧ-стерилизатора хирургических инструментов
- 1,2 Саратовский государственный технический университет им. Ю.А. Гагарина (г. Саратов, Россия)
- 3 ООО НПП «НИКА-СВЧ» (г. Саратов, Россия)
Аннотация
Постановка проблемы. Отличительной особенностью технологии микроволновой деконтаминации медицинских инструментов является превалирующее воздействие энергии электромагнитного поля на микрофлору. Процессы, лежащие в основе этой технологии, пока остаются малоизученными, что предопределяет актуальность данного исследования.
Цель работы – исследование факторов, оказывающих влияние на напряженность электромагнитного поля вблизи поверхности медицинских инструментов, облучаемых СВЧ-энергией, для достижения эффекта полной дезактивации микрофлоры.
Результаты. Разработаны математические модели, описывающие процессы распространения и рассеяния электромагнитных волн вблизи металлической поверхности, покрытой слоем воды. Выявлены особенности поведения поля внутри слоя воды при вариациях его высоты и температуры. Найдены условия формирования максимальной напряженности поля, тангенциального металлической поверхности.
Практическая значимость. Результаты моделирования позволили сформулировать практические рекомендации по реализации технологии микроволновой стерилизации хирургических инструментов.
- Поступила
- 02.10.2023
- Одобрена
- 16.10.2023
- Принята
- 20.10.2023
Для цитирования
Байбурин В.Б., Комаров В.В., Мещанов В.П. Математическое моделирование электромагнитных полей в рабочей среде СВЧ-стерилизатора хирургических инструментов // Биомедицинская радиоэлектроника. 2023. T. 26. № 6. С. 47−52. DOI: https:// doi.org/10.18127/ j15604136-202306-06
Список источников
- Nagatsu M., Zhao Y., Motrescu I., Mizutani R., Fujioka Y., Ogino A. Sterilization method for medical container using microwave-excited volume-wave plasma. Plasma processes and polymers. 2012. № 9. P. 590–596.
- Tonmitr N., Mori T., Takami M., Yonesu A., Hayashi N. Time-modulated LF-microwave hybrid plasma for surface sterilization. IEEE Transactions on Plasma Science. 2021. V. 49. № 1. P. 154–161.
- Байбурин В.Б., Балакин М.И., Комаров В.В., Лунева И.О., Никифоров А.А., Мещанов В.П. Быстрый метод полной деконтаминации в СВЧ электромагнитном поле // Вопросы электротехнологии. 2022. № 2(35). С. 27–30.
- Байбурин В.Б., Комаров В.В., Мещанов В.П. Моделирование электродинамических параметров микроволнового стерилизатора // Физика волновых процессов и радитехнические системы. 2022. Т. 25. № 4. С. 52–58. DOI: https:// doi.org/10.18469/ 1810-3189.2022.25.4.52-58.
- Ratamadecho P., Aoki K., Akahori M. The characteristics of microwave melting of frozen packed beds using a rectangular waveguide. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2002. V. 50. № 2. P. 1495–1502.
- Воробьев Е.А. Экранирование СВЧ-конструкций. М.: Сов. радио. 1979. 136 с.
- Григорьев А.Д. Электродинамика и микроволновая техника. СПб.: Лань. 2007. 704 с.