冷熱循環(huán)腫瘤治療設(shè)備的控制系統(tǒng)工程化設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、腫瘤是常見的疾病，分良性腫瘤和惡性腫瘤。其中惡性腫瘤被稱作癌癥，占近年來我國居民主要疾病的死亡原因的近30％，并且全球癌癥病例呈現(xiàn)迅猛增長態(tài)勢，對腫瘤的預防、有效治療變得越來越重要，然而目前的腫瘤治療設(shè)備主要以單冷、單熱的技術(shù)為主，存在單熱易產(chǎn)生局部高溫、單冷對不致密的病灶殺傷薄弱的缺陷，而冷、熱循環(huán)微創(chuàng)治療在綜合了兩者的優(yōu)點的同時又避免了單一技術(shù)的局限性，使得此技術(shù)在腫瘤治療上有著潛在的應(yīng)用前景。
　　基于上述現(xiàn)狀，本文針對實質(zhì)

2、性腫瘤的治療，研制一種利用高、低溫循環(huán)技術(shù)的治療控制系統(tǒng)。具體的，本文首先從冷療的發(fā)展入手，分析了制冷技術(shù)和冷熱交替治療，進而確定本文的制冷技術(shù)與治療方案，即采用冷熱一體化治療方案，選液氮作為制冷劑、熱空氣作為制熱工質(zhì)；然后，對冷熱循環(huán)下生物學破壞機理作了詳盡的闡述，據(jù)此確定本文所設(shè)計的腫瘤治療設(shè)備的參數(shù)設(shè)定、實施方案與控制技術(shù)；隨后，改善冷熱刀、設(shè)計合理的冷熱傳輸管路模型、結(jié)合微細管中的氣液流動與傳熱特性進行相關(guān)數(shù)值計算；最后，實現(xiàn)以

3、MSP430F149微控制器為核心的控制系統(tǒng)，并完成樣機的設(shè)計與系統(tǒng)測試。
　　測試結(jié)果表明，選用液氮作為制冷工質(zhì)，熱空氣作為熱源設(shè)計的腫瘤治療設(shè)備，在冷凍循環(huán)中，刀頭溫度≤-100℃，刀桿、刀柄溫度在0-37℃內(nèi)，對離體豬肝組織冷凍后形成的最大凍結(jié)面區(qū)域約為52mm；在復溫循環(huán)中，刀頭溫度≥45℃，刀桿、刀柄溫度在0-37℃內(nèi)。冷熱循環(huán)中，刀頭的實際溫度最低可達-174℃，最高可達55℃。總之，本文通過對壓力、冷量和溫度的控制為