Электронное устройство для высокотемпературного разрушения патологических образований ткани кости

• Автор: Хуторной, Александр Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 108 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава I. Температурное воздействие на костную ткань: обзор и исторические аспекты использования на современном этапе

1.1 Краткая историческая справка высокотемпературного воздействия

на костную ткань

1.2 Особенности структурного строения кости

1.3 Способ электромагнитного разрушения опухоли кости

и устройства для его реализации

1.4 Способ ультразвукового разрушения опухоли кости

1.5 Высокотемпературное воздействие на кость в процессе оперативного лечения опухоли
1.6 Способ высокотемпературного разрушения опухоли кости
путем непосредственного нагрева
Выводы по первой главе
Глава II. Реализация способа высокотемпературного разрушения опухоли кости с применением игольчатых нагревателей на постоянном токе
II. 1 Структура и параметры устройства для нагрева и стабилизации температуры ограниченной области костной ткани
И.2 Исследование динамических процессов при нагреве цилиндрического объема вещества
П.З Моделирование процесса нагрева кости в среде АГ18У8®
Выводы по второй главе
Глава III. Методика определения параметров системы нагрева и автоматической стабилизации температуры при высокотемпературном разрушении опухоли кости
III. 1 Конструктивные особенности нагревателей
Ш.2 Параметры нагревательного элемента
Ш.З Моделирование тепловых переходных процессов в нагревателе

Ш.4 Методика применения системы нагрева и автоматической стабилизации температуры для реализации метода высокотемпературной деструкции опухоли кости
III.5 Расчет мощности нагревателя и системы нагрева
и автоматической стабилизации температуры
Выводы по третьей главе
Глава IV. Практическое применение системы нагрева и автоматической стабилизации температуры
IV. 1 Описание экспериментальной установки
ГУ.2 Методика проведения экспериментов
ГУ.З Анализ экспериментальных данных
Выводы по четвертой главе
Заключение
Список используемых источников
Приложение 1. Акт внедрения №
Приложение 2. Акт внедрения №
Введение
Актуальность работы. Устройства, реализующие способ высокотемпературного разрушения живой ткани, широко известны и достаточно давно применяются в медицинской практике, например, ультразвуковая система «ГС», аппарат «Яхта-4». Костная ткань, помимо естественной системы термостабилизации, обладает защитным кортикальным слоем, являющимся непреодолимым барьером для большинства волн, используемых устройствами для бесконтактного прогревания биологической ткани. Несмотря на активную работу в этом направлении, высокотемпературное разрушение кости либо применяется с ограничениями, либо не применяется вовсе. Основные проблемы применения известных устройств для нагрева костной ткани связаны с вредными побочными эффектами при доставке тепла в пораженную область и с трудностями в обеспечении гарантированной равномерности нагрева этой области до температуры разрушения белка. Именно эти задачи поставлены и решены в предлагаемой работе.
Актуальность работы заключается в необходимости разработки и исследования нового способа высокотемпературного разрушения пораженной области костной ткани и устройства, реализующего данный способ.
Целью диссертационной работы является разработка и исследование устройства для высокотемпературного разрушения патологических образований кости для решения проблемы нагрева и стабилизации температуры в области воздействия.
Для достижения указанной цели в диссертации поставлены и решены следующие задачи:
1. Проведение обзора, анализа и выявление сильных и слабых сторон известных на данный момент отечественных и зарубежных разработок в области нагрева биологических тканей до температуры разрушения.

Глава II. Реализация способа высокотемпературного разрушения опухоли кости с применением игольчатых нагревателей на постоянном токе
11.1 Структура и параметры устройства для нагрева и стабилизации температуры ограниченной области костной ткани
Подробнее рассмотрим устройство для реализации способа высокотемпературного разрушения опухоли кости, которое в дальнейшем будем называть система нагрева и автоматической стабилизации температуры (СНАСТ). СНАСТ позволяет осуществить нагрев и стабилизацию температуры ограниченной области костной ткани. СНАСТ входит в состав комплекса для реализации способа высокотемпературного разрушения опухолей кости (далее Комплекс).
СНАСТ должна быть оборудована каналами нагрева и стабилизации температуры, работа которых независима друг от друга. Нагреватели должны обеспечивать возможность применения СНАСТ для нагрева кости. Составные части нагревателей должны выдерживать длительную работу (не менее 3 часов непрерывной работы) при температуре 100 °С, а также иметь возможность ввода в костную ткань под действием ультразвуковых колебаний, это накладывает дополнительные требования к конструкции игольчатых нагревателей.
Кроме СНАСТ в составе Комплекса (рисунок II. 1) присутствует система управления, источник питания, система ввода нагревателей под действием ультразвуковых колебаний и устройство контроля ввода нагревателей. Источник питания обеспечивает питание всего комплекса, отвечая требованиям электробезопасности и электромагнитной совместимости согласно требованиям, предъявляемым к медицинскому оборудованию.
Система управления служит для централизованного управления всеми системами комплекса. С помощью системы управления осуществляется предустановка температуры стабилизации нагревателей, задание длительности