真空探针冷冻和复温性能实验测试及数值模拟

• 作者: 谭畯坤 刘玉东 耿世超 陈兵 童明伟
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 热力学性质 生物医学工程 真空探针 肿瘤治疗 数值模拟
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 所属期刊栏目: 热力学
• 页码范围: 1440-1449
• 页数: 9页
• 分类号: TH775
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20190781

摘要

针对现有的冷热复合治疗探针中存在的问题，设计了直径3mm的真空探针，用电阻加热和真空层相结合的方法解决探针非工作段的低温问题，以液氮冷冻和电阻加热的方式实现探针的冷热交替过程。分别在空气、蒸馏水和离体猪肝中进行探针的性能测试实验。发现电加热与真空层结合可以提高探针非工作段的温度；在蒸馏水中探针形成轴向长度为3.6cm，径向长度为1.8cm的冰球；在离体猪肝中形成轴向冻结直径约为3.6cm，化冻直径为1.2cm的区域。使用数值计算的方法计算探针的有效治疗范围，形象直观地展示组织在冷冻和复温过程中的温度场分布，为临床手术提供数据支持。从整体效果看，探针有良好的冷冻和复温性能，促进冷热复合治疗的进一步发展。