Разработка и создание аппаратуры для криохирургии и криотерапии

• Автор: Кондратенко, Рим Олегович
• Шифр специальности: 05.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 140 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы
Цель и основные задачи
Научная новизна
Практическая ценность
Автор защищает
Достоверность полученных результатов
Апробация работы
1. АНАЛИЗ ТЕПЛООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ, СОПРОВОЖДАЮЩИХ КРИОТЕРАПИЮ, ЕИПОТЕРМИЮ И КРИОХИРУРЕИЮ
1.1. Теплообмен при криотерапии и гипотермии
1.2. Механизм криотерапевтического и гипотермического воздействия.
Применение методов в медицине
1.3. О разработанных образцах устройств для терапии холодом острых
повреждений опорно-двигательного аппарата у спортсменов
1.4. Теплообмен при криохирургии
1.5. Обзор аппаратов для криохирургии
1.6. Механизм криохирургического воздействия
1.7. Классификация криогенной лечебной техники
1.8. Подходы к проектированию криохирургического оборудования
1.8.1. Расчетная схема наконечника криоинструмента
1.8.2. Определение радиуса наконечника

1.8.3. Определение основных показателей криовоздействия
1.8.4. Определение конструктивных параметров наконечника криоиструмента
1.9. Описание образцов криоаппаратов для криохирургии
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА В УСЛОВИЯХ
ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ИСПАРЯЮЩИХСЯ ДИСПЕРСНЫХ СТРУЙ ХЛАДАГЕНТОВ СО СТЕНКОЙ ДЛЯ ЛОКАЛЬНОЙ КРИОТЕРАПИИ
2.1. Исследование температурного поля на тонкостенной алюминиевой фольге при распылении охлаждающих газожидкостных смесей с целью определения эффективной зоны охлаждения
2.2. Исследование температурного поля на кожном покрове при распылении охлаждающих газожидкостных смесей для локальной криотерапии
3. ИЗМЕРЕНИЕ ДИНАМИКИ ИЗОТЕРМ ПО ГЛУБИНЕ ТКАНИ IN VITRO ОТ ОХЛАЖДАЕМОЙ ПОВЕРХНОСТИ ДЛЯ РАЗНЫХ ИСТОЧНИКОВ ХОЛОДА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРЕЦИЗИОННОГО ИНФРАКРАСНОГО ТЕРМОГРАФА
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
2 - тепловой поток, Вт;
с/ - удельный тепловой поток, Вт/м';
Т - температура, К;
Т0 - начальная температура, К;
Р - давление, Па;
цг - влагосодержание, определенное по отношению к массе сухого материала, %;
Я - радиус;
V- объём, м ; б - массовый расход, кг/с;
Су- объёмный расход, м3/с;
Ъ - глубина;
с!0 - диаметр подводящей трубки криоинструмента;
£> - диаметр;
- диаметр внутренней камеры криоинструмента;
Ь, I - характерный размер, длина, м; к - энтальпия, Дж/кг;
ко — расстояние от среза сопла подводящей трубки до дна внутр. камеры; к = й0 / й?0;
? - время, с;
Я - теплопроводность, Вт/м-К; д - толщина;

а - коэффициент теплоотдачи, Вт/м -К; р - плотность, кг/м3;
м?о — массовая скорость азота в подводящей трубке;

Действительно, пока отсутствует возможность для удовлетворительного расчетного прогнозирования динамики роста толщины зоны замораживания в биоткани для каждого заданного размера рабочего наконечника в контакте с тканью в виду сложности и наличия многих неизвестных переменных.
Это обусловлено, например, наличием существующего разнообразия по нужной форме и размеру контактной поверхности стенки рабочего наконечника. При этом неизвестны конвективные условия по обтеканию внутренней поверхности его стенки потоком кипящей криогенной жидкости. То есть, неизвестны, например, значения его массовой скорости и паросодержания, геометрические и другие параметры внутри наконечника, чтобы можно было бы прогнозировать интенсивность теплопередачи а.о и динамику понижения температуры стенки наконечника в контакте с тканью и соответственно динамику роста толщины зоны замораживания в биоткани.
Анализ литературных данных показал, что практически только в работах Будрика В. В. представлены актуальные результаты системного исследования:
1. по эффективной теплопроводности охлаждаемого слоя биоткани (при разной локализации до и после реакции организма или терморегуляции) у различных органов с сильно отличающимся кровоснабжением (печень, мышцы у собаки и кожа у человека);
2. по интенсификации теплообмена (что особенно важно для криохирургических инструментов) при вынужденном движении кипящей криогенной жидкости в каналах с закруткой потока, а также в условиях струйного взаимодействия со стенкой и в условиях истечения в малую камеру.
Данные результаты представлены, в работах [72, 74, 75, 76]. Это позволило ему разработать научно обоснованную базу для каждого из криометодов (криотерапии, гипотермии, криохирургии и криоконсервации), которая дает возможность для применяемого источника холода удовлетворительно прогнозировать процесс теплопередачи в биоткани различных органов с учетом