低溫冷凍皮膚疾病治療過程建模及自動噴射系統(tǒng)研究.pdf

1、冷凍治療是利用超低溫破壞異常組織的治療方法，由于其操作簡便、安全有效等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于臨床治療中。對皮膚病的治療多采用液氮對皮膚進(jìn)行冷凍治療的方法。雖然目前對液氮冷凍治療器的研究有一定的進(jìn)展，但由于成本高、操作不方便、液氮揮發(fā)量大、安全性差等原因，使得臨床應(yīng)用中多采用棉簽浸蘸液氮的方法進(jìn)行冷凍治療。此方法雖然操作簡單，但易產(chǎn)生交叉感染，會損傷周圍正常組織。
　　本文基于有限元數(shù)值計(jì)算，對液氮冷凍皮膚組織的溫度變化特性進(jìn)行研究，為臨

2、床冷凍治療提供仿真指導(dǎo)。同時(shí)建立液氮在管道中的輸送和噴嘴噴射模型，分析液氮的流動特性及液氮噴射后溫度的變化情況，進(jìn)而確定輸送管道及噴嘴的型式，研制出液氮低溫安全治療系統(tǒng)。
　　針對液氮治療皮膚疾病中的治療方法大都憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行臨床應(yīng)用，無法根據(jù)病灶情況對冷凍區(qū)域進(jìn)行精確控制等問題，根據(jù)皮膚組織的解剖模型，建立皮膚組織分層的三維模型，應(yīng)用fluent有限元軟件進(jìn)行液氮冷凍皮膚組織的三維傳熱特性分析，模擬皮膚組織在液氮冷凍條件下的溫度變化

3、特點(diǎn)，研究液氮冷凍皮膚組織的溫度變化特性。
　　為了使液氮冷凍皮膚組織的仿真模擬更加精確，設(shè)計(jì)液氮冷凍新鮮帶皮豬肉組織試驗(yàn)，進(jìn)行觀測點(diǎn)溫度隨冷凍時(shí)間變化的檢測，得出溫度隨時(shí)間變化曲線，同時(shí)針對豬肉組織的熱物理性質(zhì)進(jìn)行液氮冷凍豬肉組織的有限元分析，對比試驗(yàn)與仿真的結(jié)果。根據(jù)仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的差異，分析差異產(chǎn)生的原因?qū)Ψ抡婺Ｐ瓦M(jìn)行修改，得出不同熱物理參數(shù)對溫度變化的影響情況，分析不同熱物理參數(shù)對冷凍速度和冷凍深度的影響。
　　

4、由于液氮溫度極低且在室溫下易揮發(fā)，使液氮輸送管道的選材和噴嘴的設(shè)計(jì)有一定的局限性，通過液氮在管道中輸送模型的建立和噴嘴仿真的分析，分析液氮輸送過程中不同錐角對管道的壓力和不同噴口內(nèi)徑對液氮流動過程中粘力的影響，對噴嘴的噴射進(jìn)行仿真分析液氮噴出后其溫度與噴射距離的關(guān)系。
　　通過進(jìn)行液氮冷凍皮膚組織仿真分析和液氮在管道中輸送特性分析及噴嘴噴射建模，實(shí)現(xiàn)了對液氮冷凍皮膚組織的治療區(qū)域有效控制和進(jìn)行液氮輸送管道材料優(yōu)選，完成噴嘴結(jié)構(gòu)優(yōu)化