肿瘤冻融相变传热过程的数值模拟

本文建立了肿瘤组织多孔介质冻融相变传热的数学模型.采用显热容法研究模拟了冷热交替治疗过程中肿瘤组织中温度场分布以及冰晶增长和融化过程.研究结果表明,当冷刀进入组织以后,组织内会产生冰晶的生长.当冷刀的温度上升时,开始时在冷刀侧附近冰晶融化,出现一个冰晶融化的相界面;随着冷刀温度的上升,逐步出现两个冰晶融化的相界面.血液灌注率的存在使组织冻结速度变慢.     

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。     

静电场对红细胞悬液冻结特性的影响

本文以红细胞悬液为研究模型,通过在对其进行慢速冻结的过程中引入静电场,具体研究了静电场对降温过程中红细胞悬液冻结特性的影响。实验结果表明:静电场在一定程度上改变了冰晶的形成与生长特性,抑制了晶核的形成, 使晶枝出现不对称生长,并减缓了冰晶的生长速度,这些影响随着场强的增加而逐渐加强。在较强的静电场的影响下,冰晶明显变粗,最终成为块状,细胞也不再与冰晶分离而是完全融入粗大的冰晶之中,在冻结的末期,细胞不再受到冰晶挤压,从而减少了其所受的机械性损伤。     

细胞尺度冰晶生长行为的相场数值模拟

细胞尺度的冻结损伤机制是实施低温手术及生物材料低温保存的关键,本文围绕低温条件下的微尺度冻结问题,应用相场模型对冰晶的形成过程进行了数值模拟,明确了相场模型相关重要参数的确定方法,并最终得到各向同性条件下,二维平面内冰晶的生长过程及其生长特点.     

胞内冰晶形成(综述)

在生物组织、细胞冷冻过程中形成的胞内冰晶是造成细胞直接损伤的重要原因之一.本文综述了与胞内冰晶形成的国内外研究进展,特别是目前在胞内冰晶形成的机理方面的主要理论学说、预测胞内冰晶形成概率的方法以及实验上的各方面重要技术和结果.对当前在胞内冰晶研究方面还存在的诸多问题进行了总结和展望.     

溶液蒸发冻结过程中冰体发展的分形模拟研究

根据溶液在蒸发冻结过程中的复杂性以及液面冰体分布的不规则,结合分形有限扩散聚集(DLA)理论,建立了湿度差作用下溶液蒸发冷冻过程中液面冰体生成、发展过程的数学模型,模拟分析了气流湿度差和气流流速对溶液表面冰体生成、发展的影响.结果表明,利用分形方法可以对溶液蒸发冻结过程中冰体的生成发展进行预测,同时也为研究溶液蒸发冻结和冰体生长提供了新的思路和方法.     

静磁场对冰晶成核过程影响的机理分析

常规的冷冻方式会在材料中形成大冰晶从而导致材料品质下降,在冷冻过程中加以磁场辅助可以改善冻结效果。从热力学原理出发,研究静磁场对冰晶成核过程的影响,将静磁场作用以附加自由能引入冰晶成核过程。研究结果表明,静磁场作用可以减小冰晶成核的临界半径和临界功,提高均相成核率,且磁场强度越大,临界半径和临界功越小,成核率越高;水的附加过冷度也随磁场强度的增大而增大,与相关实验数据趋势吻合较好。     

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。     

各向异性系数对等温结晶冰晶生长相场法模拟的影响

采用国内外描述相变微观结构的相场模型,将果汁体系视为水和溶质组成的二元系统,探究各向异性系数取值对冰晶相貌及溶质分布模拟的的影响.结果表明:随着各向异性系数的增大,冰晶的二次分枝越来越发达,其尖端生长速度变快,且尖端速度波动的幅值增大;冰晶生长速度越快,则凝固时间越短,溶质扩散层越薄.各向异性系数在0.025左右取值,较能反映冰晶实际生长形貌.     

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...