基于大血管结构和分层模型的人体上臂组织低温治疗过程的数值模拟

发布时间：2024-07-07 05:08

　　低温医学与低温生物学是随着生物学、医学和低温制冷技术的发展而逐渐形成的一门学科,是生物传热学在医学界的重要应用。低温微创疗法治疗肿瘤具有创口小、操作简单、杀伤效果好等优点,其治疗目的是使全部肿瘤细胞彻底失去活性并尽量减小对于肿瘤组织外部正常健康组织的损伤,这也是低温治疗过程优化设计的目的。因此,低温手术过程冷刀有效半径理论估计对于手术程序制定和手术器械优化设计至关重要,而有效半径需要通过对组织内部温度场和热应力场的精确预测来进行评估。本文建立了接近实际情况的人体上臂模型,并对冷刀作用于模型的不同情况进行了稳态和瞬态的温度场及应力场模拟,对各种模拟结果进行了深入的研究分析:(1)参照局部解剖学中人体上臂组织结构,基于Pennes生物传热方程,建立了包含大血管结构的分层人体上臂组织模型。将模型的比热容与导热系数视为温度的分段函数,并建立了血液灌注和代谢产热温度依赖性的关系式,提高了数值模拟的精确性。(2)对模型进行了温度场的数值模拟计算,将液氮(76K)作为冷冻介质,得出了当冷源位于五个不同位置时组织冻结过程的稳态温度分布以及组织冻结后的冰球半径,对评判冷刀杀伤半径有重要意义;对是否考虑血...

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1不同冷却速率下的细胞杀伤曲线

重庆大学硕士学位论文环和冻融循环之间的时间间隔。冷冻速率冷冻速率，在针对生物组织的研究中，起初认为快速冷却可以产生胞内冰，于慢速冷却的[48]。然而回顾一系列实验，Bischof,J.C进行了冷冻实验，发现却速率为50℃/min时生成了胞内冰；同时他也对肝脏进行了切片....

图2.1凝固潜热的处理方式

图2.1凝固潜热的处理方式Figure2.1Thecomposingwayoflatentheat在描述人体组织的传热过程时，很难考虑到各种相对复杂的情组织传热作了如下的一些基本假设：温冻结过程，生物组织的体积不随温度的变化产生任何变化的常量，血液的黏度也不随温度....

图2.2冻结人体上臂组织结构示意图

图2.2冻结人体上臂组织结构示意图Figure.2.2Sketchmapofthetissueofhumanarm图2.3动静脉血管结构示意图Figure.2.3Sketchmapofthemajorarteryandveins

图2.3动静脉血管结构示意图

图2.2冻结人体上臂组织结构示意图Figure.2.2Sketchmapofthetissueofhumanarm

本文编号：4003201