模拟生物组织冻结过程实验与分析

冷冻外科中组织冻结过程的分析对手术实施十分重要。本文建立了低温冷刀实验台,在模拟生物组织中进行冷冻实验,测量了冰球内某点的温度变化;并用有限元方法求解了建立在治法基础上的模拟生物组织冻结过程多维数学模型,计算结果与实验值符合较好;用该模型和方法计算了实验条件下冰球内的温度梯度变化和冷刀所需理论冷量;分析了不同的冷刀直径对冻结过程的影响。     

临床低温外科装置

低温冷冻在临床上可用来杀死各类肿瘤组织,冷冻治疗具有许多优越性,如手术过程出血少、痛苦小.文中介绍低温外科装置的工作过程及装置结构,分析冷冻探头的传热过程.最后根据临床应用,对装置的工作压力、冷冻速率、复温速率等重要参数进行讨论.     

低温外科设备治疗探针高频钎焊研究

治疗探针是低温外科设备的关键器件.在临床手术过程中,治疗探针的探杆部分(非冷冻区)通常需与人体正常组织紧密接触.为不伤及这些非冷冻组织,对于这种细直径探杆狭小隔层空间的绝热,只能采用高真空加以实现.为获得并维持探杆隔层空间的高真空,必须保证冷冻探针金属组件焊接的质量.文中详细介绍了冷冻探针金属组件的材料处理和高频钎焊技...     

基于液氮低温冷刀系统的冻结组织温度场分布研究

设计了基于液氮的低温冷冻治疗系统,并进行动物组织实验研究,得到组织关键测温点的温度变化;并对冷冻过程进行数值模拟,将实验结果与模拟冷冻结果进行对比,根据二者的差异对数值模拟中采用的组织热物性参数进行修正,使模拟结果更接近于实际冷冻过程.     

低温冷冻刀降温方法综述及展望

介绍了冷冻治疗和它的发展历程,对低温冷冻刀的降温方法作了全面的综述和分类,并进行了降温方法机理分析和优缺点比较,结合冷冻外科的应用现状对低温冷冻刀的应用前景做出展望,为新型低温冷冻刀的设计提供了参考。     

用DETC铁络合物捕捉生物组织NO自由基的ESR波谱解析

一氧化氮自由基具有重要的生物功能.但目前使用的自旋捕捉剂都不能有效捕捉细胞和组织体系产生的一氧化氮自由基.实验表明DETC(mononitrosyl dithiocarbamate)铁络合物可以有效捕捉生物体系产生的一氧化氮自由基,但用DETC在细胞和组织体系检测一氧化氮自由基需要在低温检测.生物组织在低温的ESR波谱和DETC铁络合物捕捉的一氧化氮自由基的ESR波谱互相重叠,使谱线解析有一定困难.本文分析了用DETC铁络合物检测细胞和组织体系产生一氧化氮自由基在低温可能出现的ESR信号的g值和超精细分裂常数.提出了克服使用DETC铁络合物检测生物体系一氧化氮自由基困难的方法.     

双冷针冷冻手术中冻结相变传热的数值模拟

建立了生物组织(含正常组织与肿瘤)冻结过程相变传热的数学模型.模型中采用树状分形方法模拟血管的结构形态,同时考虑了组织在冻结过程中存在冻结区、糊状区和未冻结区三个区域.对生物组织在同时插入两根探针时冻结过程中温度场分布及冰晶生长规律进行了模拟.模拟结果表明:在冷冻初期,冰晶的生长速度较快,到了后期冰晶生长速度明显减慢;探针间距在冷冻初期对冰晶生长产生较大影响,随着冷冻时间的增加这种差别会逐渐减少.     

基于薄液膜蒸发的超高速冷冻方法初探

玻璃化冷冻方法是细胞超低温保存的有效冷冻方法之一.在细胞的玻璃化冷冻过程中,降温速率的提高有利于细胞内外溶液玻璃化程度的增加,同时可以降低低温保护剂的浓度,进而减少低温保护剂对细胞的毒性损伤和渗透性损伤.本文尝试将薄液膜蒸发这种高效相变传热方式与液氮的低温冷却过程相结合,发展了一种超高速、超低温冷冻降温方法.初步的实验结果表明:冷冻载体从10℃降到-180℃,其平均冷却速率达到了148052℃/min。     

脑肿瘤冷冻消融区域影响因素分析

本文采用真实的三维头部组织结构,基于发展的高效数值算法,研究了脑肿瘤冷冻消融过程中生物组织相变传热机理,并讨论了冷冻探针尺寸、数量及其制冷能力等参数对冷冻消融区域的影响。同时,我们还考察了血液灌注率的热效应。本文研究方法和结果为制定脑肿瘤冷冻消融方案具有重要的临床指导意义。     

低温技术在医学上的应用

随着近代科学技术的发展,低温技术在医学上也得到了广泛的应用. 一、低温治疗和免疫[1]1.低温治疗 冷冻本身并不一定能杀死细胞,然而用一定的方式冷冻,可使细胞存活或者死亡.实验表明,在冷冻过程中,如果冷冻速度较慢,那么细胞中的水分便结成冰晶析出而使细胞脱水,同时由于机械性压力,破坏了原生质的结构,造成盐类浓缩,使细胞内有害电解质浓度增高,酸碱度改变,类脂蛋白复合体变性,细胞膜破裂,胶蛋白也发生不可逆变化,最后导致细胞死亡.由此可知,我们可以采用不同的冷冻速度冷冻细胞,以达到保存或杀死细胞的目的.红细胞在3×103℃/min冷却速度…     

低焓能源双流体循环的热力学分析

低焓能源系指150℃以下的中低温载热流体.分析这类能源的力能效果应该以“可用能量利用系数”为指标,不宜用“热效率”,作者在文献[1]中已详加论述.本文是文献[1]的引伸,以运用低沸点介质的双流体循环热力系统(图1)作为低焓能源利用模型,对低温地下热水试验电站进行热力学分析.     

前列腺低温微创治疗及器件的研究

利用低温冷冻破坏前列腺增生或肿瘤组织治疗疾病具有许多的优点,如出血少、痛苦小,有时甚至不需要麻醉。前列腺冷冻术可采用两种方法,即穿刺式和接触式。穿刺式就是将探针直接插入病灶组织中心,予以冷冻,主要用于较小的病灶;接触式就是将探针冷冻区接触病灶组织表面予以冷冻,主要用于较小的前列腺增生或不规则的肿瘤等,有时也可将二者结合使用。冷冻术最大的优点还在于可防止肿瘤细胞的扩散。文中详细介绍前列腺冷冻治疗的机理、冷冻探针的结构特点及临床应用效果。     

医用低温温度标定方法

低温冷冻手术是以杀死病变细胞、组织,达到治愈疾病的目的,在-40℃以下的低温特别适合实体肿瘤的治疗,其治疗效果主要取决于冷冻温度和冻结界面范围,所以对温度的监测和控制十分重要。介绍了常用医用低温温度计的特点及分度,并提出了(77K-273K)温区的温度标定方法和标定装置控制逻辑系统。该标定装置可实现低温温度的标定,标定温度误差为0.1K。     

生物材料低温保存过程中的温度场模拟

低温保存是生物材料进行长时间保存的一种有效方法,但在0℃~-60℃的温区范围,极容易发生低温损伤,如何减小低温损伤是细胞进行成功的低温保存的关键。文中建立了生物组织在低温保存过程中的数学模型,通过ANSYS分析软件,对样品在降温过程中的温度场进行了计算分析和数值模拟,为冷冻造成细胞损伤的研究提供了理论依据。     

低温微创手术治疗探头周围组织温度分布研究

采用低温方法对人体深部肿瘤进行杀伤时,既要求对肿瘤组织有最大的杀伤效果,又要保证正常组织,特别是一些重要器官组织,能免受冷冻伤害。文中对冷冻治疗探头形成冰球的大小、以及冻结界面周围组织温度分布进行传热分析和测试,以给出安全区和危险区的范围,这可以为外科手术医生设计低温手术方案提供参考依据。     

聚焦超声源对生物媒质加热的理论研究

用差分法求解生物热传导方程,研究了凹球面聚焦超声换能器用于热疗时在人体组织内产生的稳态温度场.引入热焦距及等温线,分析了换能器参数、生物组织特性参数对有效治疗区的影响,并对声场和温度场特征进行了比较 关键词： 聚焦超声 热疗 生物组织 温度场     

脉冲激光照射生物组织中非傅里叶导热的研究

生物组织传热在皮肤病的激光热疗中研究意义显著。该过程介质极不均匀,加热时间极短且瞬时热流密度较大,有必要考虑非傅里叶效应.本文针对皮肤组织建立生物传热模型,非傅叶里效应采用基于双曲型导热方程的双相延迟模型描述.激光能量产生的热源项由蒙特卡洛法进行光传播模拟获得,采用三时层有限差分法求解传热方程.研究了激光照射下的生物组织温度场的变化及不同的热弛豫参数的影响作用,发现非傅里叶导热与经典生物传热相比存在本质区别,突出表现为计算温升显著降低且峰值滞后出现.     

用飞秒激光研究有机体组织

最近在美国巴尔的摩召开的CLEO/QELS会议上 ,Colorado矿学院的J .Squier教授及其研究组演示了一项新的飞秒激光技术 ,它能在微观水平上自动地完成对有机体生物组织的切割与成像 .在临床检测及活体检定中 ,例如对疑似胸肿瘤活组织的测定 ,对有机体组织进行冷冻、切片等完全是手工操作 ,这要求很高的技巧 ,因为首先要切成很薄的片 ,然后再在显微镜下观察 .现在Squier研究组的工作完全突破了这一点 ,他们利用飞秒激光脉冲对生物有机体切片时不需要先进行冷冻 ,同时还能对各种软组织进行成像 .其工作程序是 :第一步对样品进行荧光染色作为…     

液氮喷淋流态化速冻系统及冷冻性能研究

液氮喷淋流态化速冻新系统是以液氮为冷源,结合液氮喷淋预冻和流态化速冻两种冻结方法于一体的食品速冻装置。本文建立了基于新系统的食品冷冻过程的焓法数学模型,计算了黄瓜片在不同冻结条件下的降温过程和冷冻时间,同时对冻品质量进行了分析。     

非晶材料玻璃转变过程中记忆效应的热力学

低温下处于非平衡态的非晶材料升温到玻璃转变以上,要先后发生弛豫和回复最终达到平衡过冷液态,其中弛豫过程中释放的能量在回复过程中以等量的方式获取,表现出明显记忆行为.本文基于氧化物、金属与小分子等多种非晶形成体系,全面探讨了在围绕玻璃转变的一个冷却加热循环过程中的焓弛豫特征,建立了弛豫谱,发现弛豫焓在数值上与熔化焓密切相关.基于弛豫焓与非晶材料动力学Fragility之间的关联,展示了非晶体系在动力学极限(m=175)条件下的玻璃转变热力学基本特征,与热力学二级相变进行了对比.研究深化了对非晶弛豫与玻璃转变热力学的理解.