{"id":14148,"date":"2018-09-14T18:53:48","date_gmt":"2018-09-14T16:53:48","guid":{"rendered":"http:\/\/www.bmscience.net\/blog\/?p=14148"},"modified":"2024-02-08T09:06:59","modified_gmt":"2024-02-08T08:06:59","slug":"principio-di-funzionamento-dellelettrobisturi-applicazione-effetto-joule","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bmscience.net\/blog\/principio-di-funzionamento-dellelettrobisturi-applicazione-effetto-joule\/","title":{"rendered":"Principio di funzionamento dell’elettrobisturi (applicazione effetto Joule)"},"content":{"rendered":"\n

L\u2019effetto Joule<\/strong> \u00e8 un effetto di dissipazione della potenza in un circuito in corrente alternata.
La quantit\u00e0 di calore Q<\/strong> sviluppata per effetto Joule nel tempo \u0394t<\/strong> \u00e8: Q<\/em>=Ri<\/em>2<\/sup><\/strong>\u0394t<\/em><\/strong> dove R<\/strong> \u00e8 la resistenza elettrica del conduttore ed i <\/strong>\u00e8 la corrente che lo attraversa.
Considerando un corpo resistente cilindrico, dalla II legge di Ohm: <\/strong><\/p>\n\n\n

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(dove \u03c1<\/strong> \u00e8 la resistivit\u00e0, S<\/strong> la sezione e l<\/strong> la lunghezza del corpo resistente) e dalla definizione di densit\u00e0 di corrente J<\/strong>:<\/p>\n\n\n

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allora la quantit\u00e0 di calore Q<\/strong> sviluppata per effetto Joule diventa:<\/p>\n\n\n

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Volendo calcolare l\u2019aumento di temperatura \u0394T<\/strong>, in seguito al passaggio della corrente i<\/strong> nella direzione di l<\/strong>, se m<\/strong> \u00e8 la massa del corpo resistente, partendo dalla definizione di calore Q <\/em>= mc<\/em><\/strong>\u0394T<\/em><\/strong> (dove c<\/strong> \u00e8 il calore specifico a volume costante), dobbiamo applicare la seguente formula:<\/p>\n\n\n

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Sostituendo m<\/strong> con \u03b4 S l<\/strong> (dove \u03b4 <\/strong>\u00e8 la densit\u00e0 del corpo resistente ed S l<\/strong> il suo volume) e Q<\/strong> con l\u2019equazione individuata precedentemente abbiamo:<\/p>\n\n\n

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L\u2019effetto termico della corrente \u00e8 sfruttato dall\u2019elettrobisturi<\/strong> che permette di tagliare i tessuti e coagulare il sangue durante gli interventi chirurgici.
Nel caso dell\u2019utilizzo di elettro bisturi, il corpo resistente \u00e8 costituito dal tessuto biologico che si vuole sezionare.
Inoltre, in elettrochirurgia si usano correnti alternate tra 10 kHz e 1 MHz, per cui al posto della densit\u00e0 di corrente continua J<\/strong>, si deve considerare il valore efficace Jeff<\/sub><\/strong> della corrente alternata:<\/p>\n\n\n

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dove J0<\/sub><\/strong> \u00e8 il valore di picco della corrente alternata e corrisponde a J<\/strong> della formula individuata prima che quindi diventa:<\/p>\n\n\n

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Fonte: Fisica biomedica<\/a>.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

La corrente fluisce grazie alla differenza di potenziale alternata tra l\u2019elettrodo operante<\/strong> o \u201celettrodo attivo\u201d e \u201cl\u2019elettrodo neutro\u201d (piastra<\/strong>) che ha una grande superficie di contatto col corpo del paziente (dell\u2019ordine di 102 <\/sup>cm2<\/sup>).
Si usano correnti con frequenza tra 10 kHz e 1 MHz, perch\u00e9 frequenze inferiori a 1 kHz stimolano muscoli e nervi e possono causare shock elettrici<\/strong> a causa delle correnti elevate usate; invece frequenze maggiori di 1 MHz provocano ustioni cutanee.<\/p>\n\n\n\n

Per ottenere rialzi termici \u0394T <\/em><\/strong>sufficienti per la rapida coagulazione del sangue, si devono avere valori di Jeff<\/sub><\/em><\/strong> elevati (infatti \u0394T \u00e8 proporzionale a J2<\/sup>eff<\/sub><\/em><\/strong>) e ci\u00f2 si ottiene con punte del bisturi di piccola sezione S <\/em><\/strong>(1 mm2<\/sup>), con il vantaggio di eseguire tagli molto sottili.
Invece, all\u2019elettrodo neutro <\/em><\/strong>la J <\/em><\/strong>\u00e8 molto bassa perch\u00e9 la superficie di contatto \u00e8 molto grande e ci\u00f2 comporta una \u0394T <\/em><\/strong>molto piccola.
L\u2019elettrochirurgia ha due modi di applicazione.<\/p>\n\n\n

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Elettrocoagulazione<\/h2>\n\n\n
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Caricamento…<\/p><\/div><\/div><\/div>\n\n\n

In questo caso si usa un piccolo elettrodo a forma di sfera o di lama, a seconda del tipo di intervento.
La corrente pulsante \u00e8 prodotta da impulsi di alta tensione<\/strong> con frequenza superiore a 250 kHz.
A causa del riscaldamento, si ha disidratazione e necrosi dei tessuti. La loro resistenza elettrica R<\/strong> aumenta e la corrente circola anche oltre l\u2019area necrotizzata a causa della loro minore resistenza elettrica.
Ci\u00f2 origina l\u2019emostasi<\/strong> (elettrocoagulazione<\/strong>), mediante trombosi dei vasi.<\/p>\n\n\n\n

Elettroresezione<\/h2>\n\n\n\n

In questo caso si ha passaggio di corrente alternata (prodotta da un\u2019alta tensione alternata) tra elettrodo attivo e tessuto con frequenza compresa tra i\u00a0100 kHz<\/strong>\u00a0e\u00a01MHz<\/strong>.
Il riscaldamento locale dei tessuti a contatto con l\u2019elettrodo, causa l\u2019evaporazione istantanea dell\u2019acqua contenuta nelle cellule e la formazione di vapore acqueo al loro interno che le fa gonfiare e poi esplodere. Di conseguenza, la corrente elettrica decresce rapidamente a causa dell\u2019aumento della R elettrica dovuta alla disidratazione delle cellule. In questo modo, l\u2019emorragia \u00e8 minima e si ottiene la resezione dei tessuti con tagli a bordi netti e dimensioni che dipendono dalla forma dell\u2019elettrodo attivo.<\/p>\n\n\n

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Acquista<\/a> <\/a>ora<\/a><\/strong><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Alcuni elettrobisturi uniscono i due modi di operare, permettendo l\u2019elettroresezione con effetto coagulante fisso oppure variabile.
Per evitare ustioni<\/strong>, il paziente non deve indossare oggetti metallici (es. anelli o bracciali) che potrebbero toccare conduttori collegati con la presa di terra.
In tal caso, la piccola sezione e piccola R elettrica degli oggetti metallici presenta percorsi alternativi verso la presa di terra, per le correnti introdotte nel corpo dall\u2019elettrobisturi, con alta densit\u00e0 di corrente e conseguenti ustioni al contatto non voluto.<\/p>\n\n\n\n

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Fonte: Fisica biomedica<\/a>.<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n

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