本文關(guān)鍵詞：低溫冷凍皮膚疾病治療過(guò)程建模及自動(dòng)噴射系統(tǒng)研究

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【摘要】：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(jiǎn)便、安全有效等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于臨床治療中。對(duì)皮膚病的治療多采用液氮對(duì)皮膚進(jìn)行冷凍治療的方法。雖然目前對(duì)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(jiǎn)單,但易產(chǎn)生交叉感染,會(huì)損傷周?chē)＝M織。本文基于有限元數(shù)值計(jì)算,對(duì)液氮冷凍皮膚組織的溫度變化特性進(jìn)行研究,為臨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(dòng)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(duì)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(wú)法根據(jù)病灶情況對(duì)冷凍區(qū)域進(jìn)行精確控制等問(wèn)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(guān)測(cè)點(diǎn)溫度隨冷凍時(shí)間變化的檢測(cè),得出溫度隨時(shí)間變化曲線(xiàn),同時(shí)針對(duì)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(duì)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(duì)溫度變化的影響情況,分析不同熱物理參數(shù)對(duì)冷凍速度和冷凍深度的影響。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(guò)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(guò)程中不同錐角對(duì)管道的壓力和不同噴口內(nèi)徑對(duì)液氮流動(dòng)過(guò)程中粘力的影響,對(duì)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(guò)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(duì)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)化設(shè)計(jì),研制出了液氮低溫安全治療系統(tǒng),包括液氮充注容器的選取、操作柜的設(shè)計(jì)與研制、液氮輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研制,為實(shí)現(xiàn)更加精密的液氮安全治療系統(tǒng)提供技術(shù)保障。
【關(guān)鍵詞】：液氮冷凍 傳熱模型 仿真 輸送管道 噴嘴
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：R751;R454.5
【目錄】：

• 摘要9-11
• Abstract11-13
• 第1章 緒論13-25
• 1.1 引言13-14
• 1.2 低溫冷凍治療技術(shù)的應(yīng)用14-15
• 1.3 液氮冷凍技術(shù)研究現(xiàn)狀15-22
• 1.3.1 液氮冷凍治療機(jī)理16-18
• 1.3.2 生物組織傳熱學(xué)研究現(xiàn)狀18-21
• 1.3.3 生物組織傳熱的有限元建模21-22
• 1.4 液氮冷凍治療裝置的發(fā)展?fàn)顩r22-23
• 1.5 論文研究的目的及意義23
• 1.6 論文研究?jī)?nèi)容23-25
• 第2章 低溫冷凍皮膚組織有限元模型分析25-35
• 2.1 引言25
• 2.2 皮膚冷凍模型的建立25-30
• 2.2.1 皮膚組織結(jié)構(gòu)分析及人體散熱方式25-27
• 2.2.2 生物傳熱方程的選擇27-28
• 2.2.3 皮膚組織模型邊界條件的確定及網(wǎng)格劃分28-30
• 2.3 冷凍區(qū)域形成及其傳熱特性分析30-33
• 2.3.1 穩(wěn)態(tài)下的仿真溫度分析30-31
• 2.3.2 不同點(diǎn)不同時(shí)間的溫度分析31-33
• 2.4 本章小結(jié)33-35
• 第3章 液氮冷凍豬肉組織試驗(yàn)分析35-45
• 3.1 引言35
• 3.2 液氮冷凍豬肉組織試驗(yàn)35-39
• 3.2.1 液氮冷凍豬肉組織試驗(yàn)設(shè)計(jì)及改進(jìn)35-37
• 3.2.2 液氮冷凍豬肉組織試驗(yàn)過(guò)程37-39
• 3.3 豬肉組織試驗(yàn)與仿真對(duì)比分析39-43
• 3.3.1 液氮冷凍豬肉組織仿真設(shè)計(jì)與試驗(yàn)對(duì)比分析39-41
• 3.3.2 液氮冷凍豬肉組織仿真模型優(yōu)化41-43
• 3.4 本章小結(jié)43-45
• 第4章 液氮在管道中輸送過(guò)程分析45-59
• 4.1 引言45
• 4.2 液氮輸送過(guò)程建模分析45-51
• 4.2.1 液氮在管道中輸送模型的建立45-50
• 4.2.2 液氮噴射狀況仿真分析50-51
• 4.3 噴嘴設(shè)計(jì)及噴射仿真模擬51-58
• 4.3.1 噴嘴的選材與設(shè)計(jì)51-52
• 4.3.2 噴嘴噴射仿真模型的建立與分析52-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第5章 液氮低溫安全治療系統(tǒng)的初步研制59-69
• 5.1 引言59
• 5.2 液氮充注容器及操作柜的設(shè)計(jì)與研制59-64
• 5.2.1 液氮容器罐的選用與改進(jìn)60-62
• 5.2.2 液氮輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研制62-64
• 5.3 噴射狀況分析64-66
• 5.4 本章小結(jié)66-69
• 第6章 結(jié)論與展望69-71
• 6.1 結(jié)論69-70
• 6.2 展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-77
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及參加的科研項(xiàng)目77-79
• 論文及專(zhuān)利77
• 參加的科研項(xiàng)目77-79
• 致謝79-80
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表80

【參考文獻(xiàn)】

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 倪潤(rùn)明;液氮低溫微創(chuàng)冷刀系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究[D];重慶大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：893364