低温外科手术中多维相变问题的双倒易边界元模拟

提出了一个能用于具有复杂形状的区域的网格自动生成方法,从而将双倒易边界元方法推广应用于涉及相变运动界面的生物传热问题. 对低温外科手术中正常或内含肿瘤的生物组织的冷冻过程进行了数值模拟,分析了其中的一些传热机制.

低温外科探头性能检测方法的研究

低温外科探头的性能优劣是决定手术质量的一个关键因素。本文介绍了检测低温探头性能的方法；研究了探头在水槽中形成的冰球大小与探头尺寸、探头温度、水槽温度的关系；并通过实验加以验证。

超声及磁共振成像法引导的低温外科手术

实施低温外科手术的一个关键和难点是需要知道降温过程中组织冻结界面的实时位置及该界面上的降温或升温速率，以便及时调整冷刀方位及其冷量大小，从而达到冻伤病灶而保护健康组织的目的。在各种监测方法中，无损方法始终是医学和工程研究人员共同追求的目标。本文介绍了近期在低温外科手术中涌现出的几种主要的无损监测方法即超声成像(又分脉冲回波法和多普勒效应法)与磁共振成像方法，阐述了各方法的探测原理及其有关应用问题，并对其优、缺点进行了评述。

Weinbaum-Jiji生物传热方程在低温外科手术中的应用

皮肤低温外科手术中的一个关键问题是对体表受冷刀作用后组织温度场的准确预测和调控 ,而生物组织内真实血管的空间分布会对这一相变传热过程产生重要的影响。本文将常温情况下建立的Weinbaum Jiji生物传热方程拓展应用于该问题的分析 ,由此考察血管空间分布结构对皮肤相变传热过程的影响 ,以一维问题为例 ,采用变时间步长的数值计算方法得到了体表受冷刀作用下的组织冻结温度变化情况。作为对比 ,本文还求解了经典Pennes生物传热方程及普通导热方程的相应相变传热问题。三类方程的比较表明在相同冷冻和物性条件下 ,血管空间分布效应会对一定部位的组织瞬态温度响应产生很大影响 ,这提示了在低温外科手术中预示相变过程时考虑血管传热机制的重要性。文中还考察了相变温度和大血管入口速度对温度预示的影响情况。就作者所知 ,本文是考虑血管分布效应后对皮肤低温相变传热进行分析的首次尝试。

低温外科手术器械的现状和展望

本文从工程应用角度出发,综述了目前使用的各种低温外科手术器械的性能特点和适用场合。以当前使用最普遍的LN_2式冷疗仪为例对其原理、结构作了简要说明,着重指出其制造的关键和存在的不足,并对冷疗仪的进一步发展作了展望。

液氮低温外科治疗机的设计与开发

介绍了液氮低温外科治疗机的软硬件的设计与开发。阐述了液氮低温外科治疗机的3个关键部件,以及系统工作3个主要功能模块,加热自增压模块、采集转换模块和复温模块,并分别介绍了各自设计原则及其实现的功能。软件开发遵循模块化设计原则,显示控制界面由组态软件编写,体现人性化设计。经4%明胶溶液测试表明,该设备性能优越,满足外科手术要求。

第七届国际低温外科大会文献综述

第七届国际低温外科大会于1989年10月11～14日在北京召开。来自15个国家的200余名专家出席了会议,其中我国专家121人(台湾9人,香港2人)。共宣读论文115篇,现仅就低温保存、低温生物学和低温免疫部分简述如下。

跳出思维定势 探索生理本质——由成人大血管外科深低温停循环选择性脑灌技术实践引发的思考

成人大血管外科神经系统损伤与保护是个持续存在的热点话题。从损伤机制研究的不断深入、各种临床证据的不断发掘,到各种脑保护措施的综合应用。客观地看,目前的研究成果和临床综合举措已经将成人大血管外科神经系统保护与发展提升到当前一个基本稳定的水平,但广泛学习国内心血管外科、体外循环与心血管麻醉的各种教材有关神经系统保护的内容,却总不禁有种神经系统损伤机制机理还算详尽,但临床可靠的脑保护方法仍存多种不确定性的感觉。国内各体外循环相关微信论坛中,常常有同道问及相关问题,如:“选择性脑灌流量到底设定多少为佳”.

临床医学中若干低温热物理问题的研究

综述了临床医学中若干低温热物理新问题的研究进展,其中包括溶液冻结过程的显微研究;小样品淬入过冷液氮中的沸腾传热和超快速冷却技术;低温冷冻外科手术治疗的过程控制;血管冻结过程中微裂纹的产生及其防止;脂质体靶向性药物的低温冷冻干燥;用于异种移植免疫隔离的微胶囊化胰岛及其低温保存等。

肿瘤低温手术中正常器官的热保护问题

在应用低温外科方法对人体深部的肿瘤进行杀伤时，既要有最大的杀伤效果，又要有保证周围正常组织（特别是一些重要器官）能免受冷冻伤害，近年来出现了热保护系统。本文对热保护问题进行了分析，提出了模型、计算方法，并给出了计算结果和安全区与危险区的范围，这为外科医生设计低温手术方案（如低温探头的尺寸、数量及放置位置等）提供了方法。

脑选择性深低温研究进展

早在2 500 a前,埃及人就已知冷敷可以减轻炎症.1961年美国的一名神经外科医师发明了一个冷冻外科装置,这成为低温外科的里程碑.目前神经外科临床上广泛将亚低温（28℃～35℃）应用于颅脑损伤预防缺血缺氧性脑损伤,其疗效得到公认.20世纪90年代以来,

高压氩气节流型低温探针的实验研究

设计制作了直径5 mm的基于高压氩气节流制冷的低温探针,并通过实验测试了探针的冷冻性能。在进气压力20 MPa时,1 min内探针尖端在296.3 K空气中最低温度可以达到112.9 K。在进气压力18 MPa时,探针在291 K的水中5 min内能够形成尺寸4.9×2.8 cm的椭圆形冰球。预冷进气使温度从290.4 K降到274.3 K,能够使探头冷量输出增加约24%。

新型多刀肿瘤超低温冷冻治疗设备的研制及性能试验

介绍了一种自行研制的创新型多刀肿瘤超低温冷冻治疗设备.该设备由气体输送系统、预冷系统、加热系统、控制系统、温度测量系统、气体节流冷冻刀、操作软件组成.其显著特点是:①提高了临床实用性,能广泛推广使用.采用常温高压氮气(14 MPa)作为制冷介质,与目前临床上应用的采用40 MPa高压氩气作为制冷介质的系统相比,提高了系统安全性,而且氮气属一般工业气体,易获得,成本大幅降低;②具有更高的制冷能力.试验表明,制冷温度可达到-170℃,在活体和离体试验中形成的冰球形状和体积、温度曲线也非常理想,在制冷能力上超过国外进口冷冻治疗设备的水平.

第四届中日低温医学会议情况简介

由中国制冷学会、日本低温外科学会和日本低温医学学会联合举办的第四届中日低温医学研讨会于1991年11月20～23日在日本福罔市举行，同时召开的还有第20届日本低温外科会议与第18届日本低温医学会议。与会代表约100余人，分别来自中国(35人)、日本、美国、德国、加拿大和阿根廷。会上共作特邀报告8篇(中国2篇)，专题报告7篇(中国4篇)，论文报告63篇(中围17篇），同时还举行了自体造血干细胞(4篇发言)与脏器保存和低温灌注(5篇发言)等两个座谈会。

低温微创手术治疗探头周围组织温度分布研究

采用低温方法对人体深部肿瘤进行杀伤时,既要求对肿瘤组织有最大的杀伤效果,又要保证正常组织,特别是一些重要器官组织,能免受冷冻伤害。文中对冷冻治疗探头形成冰球的大小、以及冻结界面周围组织温度分布进行传热分析和测试,以给出安全区和危险区的范围,这可以为外科手术医生设计低温手术方案提供参考依据。

低温医疗器械治疗的进展

介绍低温外科、低温保存及其设备,同时还介绍了医学中的其它低温技术。

低温等离子射频消融术治疗喉部恶性肿瘤的临床疗效

目的探讨经口低温等离子辅助显微外科(TCM)治疗喉癌的效果。方法回顾性分析2008年10月至2013年5月解放军总医院耳鼻咽喉头颈外科143例TCM治疗喉癌的手术资料。结果 143例均达到内窥镜全切除标准,其中75例术前有病理结果,28例行术中冰冻病理切片检查,40例未行术前或术中病理检查,仅有术后病理检查。中位随访时间24.5个月(5~60个月)。术后复发8例,再次行TCM治疗4例,4例行喉裂开声带切除或喉部分切除术,死亡3例。结论 TCM可作为喉癌微创手术方法之一,具有很好的临床应用价值。

自制冷热刀医疗设备靶向治疗肿瘤的性能实验

目的:考察新研制的真正集深低温冷冻治疗与高温热疗功能于一体的先进肿瘤治疗临床试验设备(冷热聚能刀,中国科学院理化技术研究所自主研制开发)的实际工作性能,为后期的临床实验提供初步而又有价值的参考依据。方法:将冷热刀探针(外径5mm)置于空气、明胶、猪肉以及活体兔子组织中实施局部靶向的快速冷冻(-196℃)及升温(88℃)试验,以检测探针外壁、针尖内部以及周边测温点的温度响应特性,并观察冰球的生长过程;同时,还基于红外热像仪及数码相机,对相应的冷冻及升温效果进行影像评估。结果:冷热刀工作时,探针刀头外壁总体上能在大约4min以内下降到极低温度(约-160℃),并维持稳定;而当冷热刀处于升温阶段时,刀头外壁温度可迅速上升,在大约2min左右即达到80℃,冰球紧贴刀杆部分随即熔化。结论:冷热刀临床试验设备具有优异的快速冷冻和高强度加热功能,可望在肿瘤的高效微创治疗上发挥关键作用。

氩氦刀冷冻手术中冻结与复温问题的数值模拟

目的通过对Endocare型氩氦冷刀的工作性能进行数值模拟 ,考察其优缺点 ,为肿瘤冷冻治疗提供参考。方法针对组织的冷冻及复温 ,用等效比热法及等热流边界条件预测刀头外周组织的温度变化及组织内冰球的生长演化过程 ,并分析活体组织内的传热行为。结果氩氦刀冷冻时 ,刀头附近组织能在短时间内下降到很低的温度 ;冰球在冷冻初期增长很快 ,此后增长速率明显下降 ,当工质由氩切换为氦后 ,冰球很快熔化 ;相同冷冻条件下 ,氩氦刀在不同组织中产生的冰球的增长速度差别较大。结论氩氦刀具有较好的快速冷冻和复温性能 ,但其有效杀灭范围十分有限 ,对大块肿瘤 ,需采用多刀联用。

生物组织在冻结过程中的三维相变传热问题精确解

对冻结过程中的三维生物传热相变问题进行分析求解是低温生物医学中一个困难而有重要理论意义的课题.围绕离体生物材料的低温冻存过程,引入移动热源模型及Green函数法,求得几组不同边界(全对流、全定温和复合边界)条件下,生物组织瞬态温度场的三维精确解表达式;进一步地,针对低温手术中生物活体组织受单枚或多枚冷冻探针的作用问题,考虑了血液灌注率、代谢热产及探针冷源的存在,同样推导出相应边界条件下瞬态温度场的精确解.该方法对于处理复杂生物传热问题的分析求解有重要的理论参考价值.