一、冷冻外科中组织冻结的实验和理论研究（论文文献综述）
杨雨潇[1]（2019）在《低温治疗过程中基于球坐标的相变传热温度场预测算法及其验证》文中进行了进一步梳理低温治疗具有微创、治疗成本低、治疗后不易复发等优点,目前在肿瘤及其他部分病症的临床治疗上得到广泛应用。低温治疗通过使病变组织细胞在低温下失去活性,从而达到治疗目的。目前关于低温治疗的学术研究对于实际手术过程的指导意义大多停留在定性分析方面,对于其温度场的变化预测,缺少简便而准确的计算方法。本文针对目前最常用的点冷源式冷刀探针,以移动热源法和球坐标为基础,提出了一种简单快速的生物组织温度场预测算法。本文的主要工作如下:（1）探讨了Pennes传热模型中代谢产热和血液灌注率的温度依赖特性及生物组织热容与导热系数与温度的关系。在一定简化的基础上,通过引入移动热源法处理相变潜热,提出了在球坐标下的生物导热微分方程。（2）基于球坐标下的生物导热微分方程,分别提出了稳态和瞬态下的预测算法。通过带入稳态边界条件,推导出稳态下含有未知参数冻结半径的生物组织温度场预测式,之后带入相变交界面处的热平衡方程最终推导出冻结半径的解析式,进而得到完整的稳态温度场预测算法。将稳态算法结果作为瞬态算法推导的终末条件,并通过建立相变边界层的热平衡关系式等获得瞬态下的预测算法。最后给出了瞬态算法中根据不同冷刀探针降温速率校正降温系数的方法。（3）通过对低温治疗的冻结过程进行了温度场的稳态数值模拟,探讨了预测算法的适用性和准确性。首先模拟了冷源在生物组织内不同深度的温度场分布情况,研究组织表面和空气的对流换热对温度场的影响程度。之后模拟了在球对称前提下的温度场分布情况,并与预测算法的预测结果进行对比分析,研究预测算法中各种简化对结果的总体影响程度。（4）进行了生物组织的离体冻结实验,通过实验获得了冻结过程中生物组织各测温点的温度随时间变化的数据,并和预测算法的稳态和瞬态预测结果进行对比,从而验证算法的准确性和可靠性。通过使罐内压力稳定在0.04MPa和0.08MPa,进行了两种降温速率的冷刀探针的冻结实验。之后将实验结果和预测结果进行对比分析,验证预测试对实际情况的预测准确程度。（5）通过程序代码编译将预测算法实现为用于计算机的窗口化软件。通过讨论软件需求,将程序功能划分为主系统、稳态预测系统和瞬态预测系统,并列出各个系统的思路流程图,随后讨论了软件实现各功能对应的预测计算的关键代码的实现途径,最后研究了软件的出错处理问题,使程序可以安全稳定运行。通过对低温治疗预测软件的编写,从根本上实现了从理论分析到实际应用的结合,为低温治疗工作者提供了一个易于使用的预测窗体软件,也为之后的软件功能完善提供了基本框架。
张鑫[2]（2019）在《一种磁共振兼容冷刀系统研制及相关实验研究》文中指出低温冷冻技术是一种新兴的肿瘤绿色治疗方法,它的治疗目标是最大限度地杀伤有害的肿瘤病变细胞,并尽量以微创为代价,减少对周围健康组织的不必要的损害。对比各种常规肿瘤治疗的方案而言,从原理、效果和成本上低温手术在临床应用中表现出一些特有的优势。但是,目前阻碍低温外科手术成为主流肿瘤治疗手段主要原因有以下几点。一是精确评价低温手术的效果有一定的难度。二是精确监测低温外科手术有一定的难度。因此,有必要深入开展低温手术的理论和仿真研究,精确的数值模型对冷刀设计,术前规划具有重要的指导作用。同时,有必要开展核磁共振兼容的冷刀的设计开发,以便利用核磁共振这种目前最灵活的诊断成像方式之一对低温手术进行图像监测,精确实施低温外科手术。鉴于以上原因本文提出了一种非稳态两相流耦合生物组织传热模型用于数值模拟分析低温手术中组织中温度场的动态变化。利用该模型,基于数值计算方法,创新性地定性定量地分析多重冷刀的协同效应。预测了组织冷冻程度和冷冻损伤的温度分布和变化过程,揭示了冷刀内部的传热机理和流动的特性对于准确预测冷刀在多重冷刀冷冻手术中的制冷能力的重要性。使用该模型优化了核磁共振兼容冷刀设计,评估流速,材料和冷刀结构对制冷效果的影响,并尝试确定这些参数的最佳值。此外,基于尽可能杀死目标组织并且最大限度地避免周围健康组织的不可逆的破坏的目的,提出了一种优化的基于两相流模型的评估多冷刀性能的方法,用于改善低温手术在癌症治疗中的术前精确计划和过程控制。其次本文介绍了一种核磁共振兼容的液氮冷刀系统。通过3.0-T核磁共振成像验证冷刀有较好的MRI兼容性。并利用非稳态两相流传热模型分析组织中温度场的动态变化。同时开展了几组实验,从理论和实验上评估冷刀的冷冻效果。为了优化低温手术效果,开展了添加四氧化三铁纳米粒子的肿瘤细胞杀伤实验,分析了肿瘤细胞的存活率,验证在纳米粒子的帮助下,该核磁共振兼容冷刀对肿瘤细胞有效杀伤,对周围健康组织没有伤害。然后本文建立了一种磁性纳米颗粒在核磁共振射频电场中产热的仿真模型,并利用该模型研究了核磁共振成像中不同的的电场强度下添加四氧化三铁纳米颗粒的组织在低温手术中射频加热现象。还对不同电场强度下添加四氧化三铁纳米颗粒和未添加时-40 ℃等温面包围的体积随时间变化的曲线进行了对比。研究的结果可以用于评估四氧化三铁纳米颗粒在磁场中产热对低温手术中肿瘤温度的影响。通过数值仿真的结果能够指导MRI射频磁场中纳米低温手术,提高手术安全性和有效性。最后本文研究了低温手术的术前规划问题,提出一种新的基于多体运动的多重冷刀布局优化方法。利用三维两相流动模型评估冷刀的优化布局的方法。使用缺陷函数来分析具有相同插入深度的多个液氮冷冻刀的前列腺冷冻消融方案。通过仿真实验验证基于多体运动布局方法能够得到最佳的冷刀布局,可以对目标组织的产生最大冷冻损伤并且给邻近的健康组织带来最小的损伤。总之,本文用两相流耦合生物传热模型,创新性地对低温手术多重冷刀耦合效应进行了分析,设计评估了核磁共振兼容冷刀系统以及磁性纳米粒子辅助下的低温手术,研究了核磁共振成像中不同的的电场强度下添加四氧化三铁纳米颗粒的组织在低温手术中射频加热现象,提出了新的基于多体运动的多重冷刀优化布局算法。这些发现能够进一步推进低温手术的作为一种精确靶向微创的方法在肿瘤治疗上的应用。
宋涛[3]（2019）在《肿瘤冷冻消融过程的仿真与实验研究》文中指出肿瘤是目前全球主要的卫生健康问题之一。在所有类型肿瘤中,气管、支气管和肺部肿瘤占比较大,且发病率逐年递增。肿瘤外科手术正朝着微创化的方向发展,低温外科手术与传统治疗方法相比,具有出血少、杀菌、麻醉、有效防止肿瘤复发和转移的优势,有望成为未来肿瘤临床治疗的重要方案。本文基于柔性冷刀治疗系统搭建实验台,由高压氮气瓶、主机系统、柔性冷刀输出系统、温度测量及采集系统等部分组成。柔性冷刀可以通过人体的自然腔道到达靶向区域杀死病变组织,减少对正常组织的损伤,最低温度可达到-135℃。柔性冷刀刀头携有内窥镜,可以更加准确的寻找病变组织,进一步增加治疗的准确性。分别以8MPa、10MPa氮气压力在水中、质量含量为2%的明胶水溶液中进行实验,冰球近似为椭球形,8MPa时水中冰球短半径为2mm,10MPa时水中冰球短半径为3mm,10MPa时明胶中冰球短半径为18.5mm,由结果可以发现,氮气输送的压力越大,冰球越大;明胶中的冰球明显比水中的冰球大;距离刀尖位置越近,温度下降越快。在冷冻过程中,与柔性冷刀有效长度垂直的方向,温度扩散趋势一致,与柔性冷刀有效长度平行的方向比柔性冷刀垂直的方向温度降低更快,温度更低。利用有限元软件COMSOL建立仿真模型,仿真冷冻过程。分析了-1℃、-8℃,-20℃,和-40℃等值面的温度场分布特性、受损组织占比。同时对新鲜离体组织进行了冷冻实验,并用TUNEL病理扫描分析冷冻后的组织,综合分析了术前、术中、术后的组织形态。结果表明,冷冻组织在0～6mm范围内损伤最严重,对应的温度范围为-35℃～-40℃。模拟仿真结果与实验结果最大误差小于3%,证明了模型的可靠性。本文也建立了一种基于柔性冷刀治疗系统的三维传热传质模型,用于研究血管对组织冷冻过程的影响,采用周围血管半径为0.7mm的肿瘤组织作为模拟对象,分别对距离冷刀3mm、6mm以及垂直方向和水平方向的血管进行了研究,分析血管对于-1℃、-8℃,-20℃,和-40℃等值面的分布特性以及组织损伤程度的影响。研究发现,血管在X3mm处时,组织损伤范围为2.1mm,相变范围为3.4mm;血管在X6mm处时血管对组织损伤温度分布影响较小,在4.5mm时相变区域明显被分裂,严重影响着组织的相变过程;血管在Z-3mm处时,组织损伤范围为2mm,相变范围为3.4mm;血管在Z-6mm处时-1℃,-8℃,-20℃,-40℃等值线一直保持规则形状,并没有受到血管的干扰。对比发现,X3mm处血管对于冷冻过程影响最为明显。因此,本研究对临床肿瘤冷冻治疗具有一定的指导意义。
许楚潇[4]（2018）在《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》文中研究指明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;对是否考虑血液灌注和代谢产热温度依赖性的模拟计算结果进行对比,证明了忽略二者的温度依赖性会使得组织的温度被过高估计,冰球半径被过小估计;探讨了大血管血液流动对于组织内部温度场的影响,这些工作为上臂组织不同位置病症的治疗提供了理论依据。（3）将正常体温作为初始条件,施加恒温冷源,对组织温度场变化进行瞬态分析。并模拟了不同复温方式及同方式下不同复温速率对模型瞬态温度场的影响,通过对不同位置组织温度随着时间变化的监测,综合分析了整个降复温循环的温度场变化情况以及不同情况下的治疗效果。（4）将生物组织冻结后各部位的温度场作为体载荷分别加入到单元上,对其施加初始条件和固定约束,进行热应力耦合数值模拟计算。对组织所受应变及应力模拟结果进行分析研究,清晰认识了热应力对组织的机械损伤作用。
赵艳哲[5]（2015）在《低温冷冻皮肤疾病治疗过程建模及自动喷射系统研究》文中提出冷冻治疗是利用超低温破坏异常组织的治疗方法,由于其操作简便、安全有效等优点,广泛应用于临床治疗中。对皮肤病的治疗多采用液氮对皮肤进行冷冻治疗的方法。虽然目前对液氮冷冻治疗器的研究有一定的进展,但由于成本高、操作不方便、液氮挥发量大、安全性差等原因,使得临床应用中多采用棉签浸蘸液氮的方法进行冷冻治疗。此方法虽然操作简单,但易产生交叉感染,会损伤周围正常组织。本文基于有限元数值计算,对液氮冷冻皮肤组织的温度变化特性进行研究,为临床冷冻治疗提供仿真指导。同时建立液氮在管道中的输送和喷嘴喷射模型,分析液氮的流动特性及液氮喷射后温度的变化情况,进而确定输送管道及喷嘴的型式,研制出液氮低温安全治疗系统。针对液氮治疗皮肤疾病中的治疗方法大都凭经验进行临床应用,无法根据病灶情况对冷冻区域进行精确控制等问题,根据皮肤组织的解剖模型,建立皮肤组织分层的三维模型,应用fluent有限元软件进行液氮冷冻皮肤组织的三维传热特性分析,模拟皮肤组织在液氮冷冻条件下的温度变化特点,研究液氮冷冻皮肤组织的温度变化特性。为了使液氮冷冻皮肤组织的仿真模拟更加精确,设计液氮冷冻新鲜带皮猪肉组织试验,进行观测点温度随冷冻时间变化的检测,得出温度随时间变化曲线,同时针对猪肉组织的热物理性质进行液氮冷冻猪肉组织的有限元分析,对比试验与仿真的结果。根据仿真结果与试验结果的差异,分析差异产生的原因对仿真模型进行修改,得出不同热物理参数对温度变化的影响情况,分析不同热物理参数对冷冻速度和冷冻深度的影响。由于液氮温度极低且在室温下易挥发,使液氮输送管道的选材和喷嘴的设计有一定的局限性,通过液氮在管道中输送模型的建立和喷嘴仿真的分析,分析液氮输送过程中不同锥角对管道的压力和不同喷口内径对液氮流动过程中粘力的影响,对喷嘴的喷射进行仿真分析液氮喷出后其温度与喷射距离的关系。通过进行液氮冷冻皮肤组织仿真分析和液氮在管道中输送特性分析及喷嘴喷射建模,实现了对液氮冷冻皮肤组织的治疗区域有效控制和进行液氮输送管道材料优选,完成喷嘴结构优化设计,研制出了液氮低温安全治疗系统,包括液氮充注容器的选取、操作柜的设计与研制、液氮输送系统的设计与研制,为实现更加精密的液氮安全治疗系统提供技术保障。
王雅博[6]（2013）在《肾器官冰温保存及相关基础问题研究》文中研究说明本文围绕冰温用于复杂生物组织保存的热学机理这一基础科学问题展开研究，从细胞基础实验至活体器官的成功移植，系统研究了复杂生物组织在冰温条件下的传热传质特性。采用先进的可视化手段动态观察并研究降温过程中，细胞热质传递的现象规律。依据生物体真实形状，对肾器官的三维瞬态温度场进行重构。从新的角度、从宏微观两个层面上，对冰温保存复杂生物组织的传热机理以及相关特征做出较为全面的认识。文中对冰点温度以下的冻结过程进行了分析，研究了细胞在冻结保存中由于不同的冷冻条件而产生的损伤及其原因。分别从细胞的渗透特性、机械挤压损伤及胞内冰这三个方面对细胞的损伤进行了分析并探讨了损伤产生的机理。对于器官保存的研究内容主要包括：（1）建构猪肾脏血管树的物理模型并将其转化为计算机可识别的数学模型，在此基础上对肾脏冷灌注过程中的三维温度场进行了瞬态模拟。（2）为了研究复杂生物组织在降温过程中，因温度梯度较大而导致热应力，采用ANSYS Workbench多物理场协同计算模块对肾脏组织的热应力进行了数值模拟。在计算模型中将肾脏组织、微毛细血管簇等视为多孔介质。在热结构耦合场计算中，将肾脏组织、动静脉血管壁视为固体介质，最后分析了不同灌注工况下，温度场与热应力的相关性。对肾脏器官冷灌注过程进行温度场、热应力场数值重构，目的在于探索冷激励作用下，温度以及降温速率耦合作用引起的生物力学效应，分析这种微小的热应力或热变形对细胞是否会造成物理损伤。（3）在冰温技术应用于器官延时保存的基础研究方面，分别测量了肾细胞悬液，肾器官的冰点温度等生物热物性参数。比较了不同保存温度对器官细胞活性的影响，冰温保存与目前临床应用的保存温度相比，降低了3-4℃。本文提出的保存温度（-0.8℃），可有效抑制组织细胞的基础代谢率，减少细胞的能量消耗，降低低温损伤引起的细胞凋亡。将所提出的保温方法及保存温度，施用于猪肾脏自体移植临床试验，取得了延时20小时以上的良好效果。通过深层次研究冰温范围复杂生物组织宏微观热质传递的特性，将生物传热与生物医学两个学科中的基础研究关键问题结合在一起，实现了理论凝练和技术创新。
于前锋[7]（2013）在《低温手术过程中的数值仿真及其损伤机理的研究》文中指出肿瘤作为人类健康的头号杀手,目前肿瘤的治疗依然没有被攻克。近年来,据世界卫生组织报告,全球范围内每年都有近千万人死于各种癌症。低温手术技术以其微创性,靶向性,成本低,恢复快等优势,越来越多的被应用于各种癌症的临床治疗。然而,目前低温手术并没有成为肿瘤治疗的常规疗法,更多时候是作为肿瘤治疗的一种替代疗法。究其原因主要有以下几个方面：◆当肿瘤较大或者肿瘤附近有大血管网存在时,低温手术的冷冻效率往往比较低,不能彻底的杀死全部的病变组织,从而造成术后复发率较高的问题；◆低温手术临床实施时缺乏对冷刀杀伤范围的实时监测,对低温手术方案的杀伤能力也缺乏精准的预测；◆对于低温下癌细胞的响应以及癌细胞低温下损伤机理的研究和认识还不够深刻。鉴于目前低温手术存在的上述问题,本文应用有限元方法求解了低温手术过程中热显着性血管和热显着性血管网络与生物组织之间的共轭传热问题；结合胞内冰成核理论,提出利用胞内冰成核率（PIF）作为低温手术杀伤效率的评价准则；实验研究了Hela细胞低温下胞内冰成核的现象,完成了研究细胞低温响应所需的低温下NaCL-DMSO-H2O三元溶液粘度的测试工作。具体来说,本研究主要包含以下几个方面：●本文成功把单调迎风格式的有限元方法应用于低温手术过程中大血管与生物组织间共轭传热问题的数值求解；基于分形理论构造了一个热显着性血管树形网络,完成了该血管网络与组织共轭传热问题的数值求解,并讨论了热显着性血管网络对于传统低温手术和纳米低温手术冷冻效率的影响。结果显示：血管网络对于传统低温手术方案和纳米低温手术方案都有明显的加热效应,这种血管网络的加热效应在纳米低温手术中表现的更为明显。●本文基于胞内冰成核理论,计算了低温手术过程中肿瘤内部胞内冰成核率（PIF）的发展情况。提出利用PIF作为评价低温手术效率的准则。本文利用PIF分析了热显着性血管网络影响下的传统低温手术和纳米低温手术的杀伤效率,结果表明：在大血管网络存在时,纳米低温手术能够更有效的杀死肿瘤组织,同时也说明,利用PIF来衡量低温手术的效率是可行的,方便的。●本文利用低温显微镜系统实验研究了癌细胞在不同降温速率胞内冰的成核现象；使用胞内冰成核方程对胞内冰成核实验数据进行数值拟合,得到了计算癌细胞胞内冰成核所必须的热力学成核参数,动力学成核参数等生理参数；利用低温水浴系统和旋转粘度计测量了NaCL-DMSO-H2O三元溶液从室温到-40℃下的粘度数据,为深入研究细胞失水和细胞胞内冰成核提供了数据支持。总的来说,本文对于低温手术方案的精准数值预测做了有益的探索。本文所开展的低温下癌细胞的胞内冰成核研究和NaCL-DMSO-H2O三元溶液粘度的测试,为进一步研究低温下细胞的损伤机理提供了数据支持,填补了相关的空白。
王能飞[8]（2013）在《前列腺低温消融术的参数优化与研究》文中研究表明低温外科手术已在多个国家获得广泛应用,尤其是最近十几年更是引人瞩目。虽然我国这方面起步较晚,但现在已有上百家治疗机构将该技术应用于临床治疗中,并积极从事此方面的研究和开发。该手术方案的热学理论支持非常有限,缺乏对病灶组织的复温加热过程的精确掌控。近年蓬勃发展的数值计算给低温外科的研究和实现提供了更多的解决方案。现阶段有关低温外科手术的模拟研究中,复温加热过程的文献还较少,冷冻过程多数都没有考虑到尿道复温管的加热作用,而且没有采用生物材料的热物性进行针对性计算,准确性有所不足。论文利用有限元技术模拟了不同探针数量（3-5根）及位形条件下的前列腺内的温度场分布,据此确定五根探针手术效果较好。通过分析得知,调整探针相对输尿管的径向位置是提高冷冻效率有效途径之一。在确定探针数量及位形的基础上,尝试考察了不同尿道复温温度对冷冻效率的影响。结果表明,手术开始时采用温度相对较低的复温液体能有效提高冷冻效率,缩短手术时间。通过设定较为精确的生物组织热物性参数,精确计算了单根、三根及五根探针方案中腺体内组织的融化情况,考察了探针、尿道、组织内核在复温加热过程中对腺体冻结的影响,探讨了组织各个区域的温度变化差异及原因。
王宏宇[9]（2013）在《高压氩气节流低温治疗仪研究》文中提出低温外科利用低温冷冻方法杀死破坏病变组织,以达到治疗肿瘤等疾病的目的。气体节流型低温治疗仪结构简单、操作方便,能在B超、CT、MRI技术协助下实现精确手术治疗。本文在广泛调研低温治疗仪和“氩氦刀”的基础之上,对高压氩气节流低温治疗仪进行了理论和实验研究。主要进行了如下几个方面的工作：1、对氩气节流外部预冷效果进行了理论计算和实验研究。降低进气温度可以有效地提高低温探针的制冷能力,如进气温度由290K预冷至274.5K,在约170K的制冷温度下,制冷量将由16.0W提高到22.3W。2、建立了稳态和非稳态物理模型,对低温探针进行了模拟和设计计算,优化了低温探针的尺寸。3、制作了5mm直径探针,并搭建实验装置测试了其性能。该探针内部换热器翅片采用0.2mm直径紫铜丝,换热器长度10cm。18℃室温下,进气压力20MPa,流量0.845g/s,在150K的温度下,制冷量可以达到26.3W。在进气压力18MPa时,可以在18℃室温水浴中形成直径约3cm的冰球。4、实验研究了进气压力和进气温度对探针制冷量的影响。在进气温度290K一定的情况下,进气压力从15MPa提高到20MPa制冷量可以提高59%左右。在进气压力19MPa一定的情况下,进气温度从18℃室温降低至0℃左右,制冷量可以提高约24%。5、对所制作的低温探针进行了数值模拟,并和实验结果进行了比较,在进气压力和温度影响方面二者具有良好的一致性。
倪润明[10]（2012）在《液氮低温微创冷刀系统的设计与实验研究》文中研究说明低温微创疗法治疗肿瘤以其良好的治疗效果和巨大的应用前景正在受到越来越多的重视。目前广泛使用的冷冻治疗设备中，氩氦冷冻治疗系统和其他相变冷冻治疗设备在都存在着某些方面的局限性，从而限制了这种优良的肿瘤治疗方法的发展和应用。本文的研究内容正是为克服这种局限性而提出，旨在开发出一款基于液氮的制冷温度低、冷冻速度快、手术创口小、运行成本低、操作简便的微创冷刀治疗系统。作为冷刀治疗系统前期研究的重要内容，本文将在冷刀系统软硬件设计、离体组织的冷冻实验、冷冻治疗过程中组织温度场分布等方面进行深入研究：①根据微创冷刀系统监测和控制的需要，设计系统工作过程中的温度实时检测和显示模块，并在现有条件下，对该模块的功能进行实验验证；同时，研究冷热交替治疗过程中，冷冻过程和复温过程的温度控制策略；②利用自主研究的冷刀系统，搭建实验平台，进行离体猪肝的冷冻实验，收集动物组织冷冻过程中的温度数据，分析其温度场的变化规律；③在对生物传热学和生物传热模型进行梳理研究的基础上，根据对离体猪肝组织进行冷冻的实验事实，选择建立离体猪肝组织合适的物理模型和数学模型，并运用FLUENT有限元分析软件，进行冷冻过程中猪肝组织内温度场分布的数值模拟，对数值模拟所采用的组织的热物性参数进行深入研究。本文为液氮微创冷刀系统后续研究的开展奠定了基础。
二、冷冻外科中组织冻结的实验和理论研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、冷冻外科中组织冻结的实验和理论研究（论文提纲范文）
（1）低温治疗过程中基于球坐标的相变传热温度场预测算法及其验证（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 主要符号说明 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 低温治疗概述 |
| 1.2.1 低温治疗原理 |
| 1.2.2 低温治疗设备 |
| 1.2.3 低温治疗影响因素 |
| 1.3 低温治疗发展及研究现状 |
| 1.4 课题研究的目的与意义 |
| 1.5 课题研究内容 |
| 2 预测算法推导 |
| 2.1 低温治疗数学模型 |
| 2.1.1 生物传热经典模型 |
| 2.1.2 球坐标下导热微分方程 |
| 2.2 稳态问题预测算法 |
| 2.3 瞬态问题预测算法 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 低温治疗数值模拟验证 |
| 3.1 数值模拟原理 |
| 3.1.1 质量守恒方程 |
| 3.1.2 动量守恒方程 |
| 3.1.3 能量守恒方程 |
| 3.1.4 CFD数值模拟简介 |
| 3.2 模拟模型 |
| 3.2.1 物理模型 |
| 3.2.2 物性设置 |
| 3.2.3 边界条件设置 |
| 3.2.4 模型验证 |
| 3.3 模拟结果及讨论 |
| 3.3.1 冷源深度对温度场影响 |
| 3.3.2 模拟与预测结果对比 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 低温治疗实验验证 |
| 4.1 实验设备 |
| 4.2 实验方案 |
| 4.3 实验结果分析 |
| 4.3.1 表压 0.04MPa下实验结果 |
| 4.3.2 表压 0.08MPa下实验结果 |
| 4.3.3 误差分析 |
| 4.4 活体实验结果对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 预测算法软件设计 |
| 5.1 软件开发简介 |
| 5.1.1 软件开发流程 |
| 5.1.2 软件开发工具 |
| 5.2 设计思路及流程 |
| 5.1.1 软件需求分析 |
| 5.1.2 软件界面 |
| 5.1.3 软件运作流程 |
| 5.3 软件的计算原理 |
| 5.3.1 稳态计算实现原理 |
| 5.3.2 瞬态计算实现原理 |
| 5.3.3 速率校正实现原理 |
| 5.4 软件的出错处理 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A. 作者在攻读硕士学位期间所发表的文章目录: |
| B. 学位论文数据集: |
| 致谢 |
（2）一种磁共振兼容冷刀系统研制及相关实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 低温手术的应用和发展 |
| 1.1.2 低温手术损伤机理 |
| 1.1.3 低温手术的优点和局限性 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 低温手术的数值计算和仿真研究现状 |
| 1.2.2 低温手术冷刀的研究进展 |
| 1.2.3 核磁共振引导的低温手术现状 |
| 1.2.4 纳米颗粒辅助的低温手术的现状 |
| 1.2.5 低温手术术前规划现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容与论文结构安排 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 第2章 液氮冷刀的两相流耦合传热模型的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 液氮冷刀的两相流耦合生物传热建模 |
| 2.3 数值计算过程和验证 |
| 2.4 流速的影响分析 |
| 2.5 不同材料冷刀制冷效果的仿真分析 |
| 2.6 冷刀结构的影响分析 |
| 2.7 多刀布局对低温手术的影响分析 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 核磁共振兼容冷刀系统的设计和评估 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 冷刀实验系统设计 |
| 3.3 制冷能力验证 |
| 3.4 结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 磁性纳米颗粒在核磁共振引导低温手术中的热效应研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 磁性纳米颗粒在交变磁场中产热的理论基础 |
| 4.3 磁性纳米颗粒在交变磁场中产热的仿真建模 |
| 4.4 仿真结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于多体运动模型的多刀布局研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于多体运动模型的多刀高效布局算法 |
| 5.3 基于多体运动模型的多刀布局求解 |
| 5.4 仿真验证 |
| 5.5 实验结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 本文创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（3）肿瘤冷冻消融过程的仿真与实验研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 恶性肿瘤治疗的手段 |
| 1.1.2 低温外科治疗技术的发展历程 |
| 1.2 低温外科治疗技术的研究现状 |
| 1.2.1 低温损伤机理 |
| 1.2.2 低温外科治疗技术的模拟与实验研究 |
| 1.2.3 低温外科治疗技术设备 |
| 1.2.4 低温外科治疗技术存在的问题 |
| 1.3 本课题研究的目的及内容 |
| 第二章 基于柔性冷刀治疗系统的实验研究 |
| 2.1 材料与方法 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验方法 |
| 2.2 结果与讨论 |
| 2.2.1 纯水实验结果及讨论 |
| 2.2.2 明胶实验结果与讨论 |
| 2.2.3 新鲜肝组织实验结果与讨论 |
| 2.2.4 TUNEL染色扫描实验结果及分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 组织冷冻的数值模拟及实验讨论 |
| 3.1 有限元法及仿真软件的选择 |
| 3.2 生物传热控制方程 |
| 3.3 冷冻过程中相变问题及数值方法 |
| 3.4 焓法求解相变过程方程问题 |
| 3.5 受损组织控制方程 |
| 3.6 离体组织冷冻过程的仿真 |
| 3.6.1 仿真模型的设置 |
| 3.6.2 模型的验证 |
| 3.6.3 结果与讨论 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 血管影响冷冻过程治疗效果的仿真研究 |
| 4.1 模型的建立 |
| 4.2 生物传热模型 |
| 4.3 模型的验证 |
| 4.4 温度场分析 |
| 4.5 等值面分析 |
| 4.6 受损组织占比分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在读期间公开发表的论文和承担科研项目及取得成果 |
| 致谢 |
（4）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（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 生物产热学基本原理 |
| 1.3.1 典型的生物传热模型 |
| 1.3.2 低温手术机理 |
| 1.3.3 冷冻治疗机制 |
| 1.4 课题研究的目的与意义 |
| 1.5 课题的研究内容 |
| 2 人体上臂组织冻结过程中的稳态温度场模拟 |
| 2.1 人体上臂组织冻结过程稳态温度场模拟原理 |
| 2.1.1 数值模拟CFD原理 |
| 2.1.2 质量守恒方程 |
| 2.1.3 动量守恒方程 |
| 2.1.4 能量守恒方程 |
| 2.2 物理建模 |
| 2.2.1 生物传热方程 |
| 2.2.2 几何模型 |
| 2.2.3 边界条件 |
| 2.2.4 模型验证 |
| 2.3 网格无关性和步长独立性验证 |
| 2.3.1 网格无关性验证 |
| 2.3.2 步长独立性验证 |
| 2.4 冷源对组织温度影响的模拟结果与分析 |
| 2.4.1 冷源在位置1处的模拟结果分析 |
| 2.4.2 冷源在位置2处的模拟结果分析 |
| 2.4.3 冷源在位置3处的模拟结果分析 |
| 2.4.4 冷源在位置4处的模拟结果分析 |
| 2.4.5 冷源在位置5处的模拟结果分析 |
| 2.4.6 冷源在不同位置的模拟结果对比分析 |
| 2.5 血管对组织温度影响的模拟与分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 人体上臂组织冻结和复温过程中的瞬态温度场模拟 |
| 3.1 人体上臂组织瞬态温度场模拟原理 |
| 3.1.1 Stefan问题数学模型的概述 |
| 3.1.2 一维相变复温问题的理论模型 |
| 3.2 冻结过程的瞬态模拟结果分析 |
| 3.3 冻结和复温过程的瞬态数值模拟结果与分析 |
| 3.3.1 复温方式 |
| 3.3.2 阶跃复温瞬态数值模拟 |
| 3.3.3 终止温度为15℃的线性复温瞬态数值模拟 |
| 3.3.4 终止温度为25℃的线性复温瞬态数值模拟 |
| 3.3.5 终止温度为40℃的线性复温瞬态数值模拟 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 人体上臂组织冻结过程应变与应力分析 |
| 4.1 生物组织热应力概述 |
| 4.1.1 生物组织热应力介绍 |
| 4.1.2 热应力对组织的损伤作用 |
| 4.1.3 热应力分析的方法 |
| 4.2 人体上臂组织热应力模型的建立 |
| 4.2.1 有限元方程的建立 |
| 4.2.2 热应力模型的建立 |
| 4.3 人体上臂组织热应力场的模拟结果与分析 |
| 4.3.1 人体上臂组织热应变模拟结果分析 |
| 4.3.2 人体上臂组织热应力模拟结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 主要结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A 作者在攻读硕士学位期间所发表的文章目录 |
（5）低温冷冻皮肤疾病治疗过程建模及自动喷射系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 低温冷冻治疗技术的应用 |
| 1.3 液氮冷冻技术研究现状 |
| 1.3.1 液氮冷冻治疗机理 |
| 1.3.2 生物组织传热学研究现状 |
| 1.3.3 生物组织传热的有限元建模 |
| 1.4 液氮冷冻治疗装置的发展状况 |
| 1.5 论文研究的目的及意义 |
| 1.6 论文研究内容 |
| 第2章 低温冷冻皮肤组织有限元模型分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 皮肤冷冻模型的建立 |
| 2.2.1 皮肤组织结构分析及人体散热方式 |
| 2.2.2 生物传热方程的选择 |
| 2.2.3 皮肤组织模型边界条件的确定及网格划分 |
| 2.3 冷冻区域形成及其传热特性分析 |
| 2.3.1 稳态下的仿真温度分析 |
| 2.3.2 不同点不同时间的温度分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 液氮冷冻猪肉组织试验分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 液氮冷冻猪肉组织试验 |
| 3.2.1 液氮冷冻猪肉组织试验设计及改进 |
| 3.2.2 液氮冷冻猪肉组织试验过程 |
| 3.3 猪肉组织试验与仿真对比分析 |
| 3.3.1 液氮冷冻猪肉组织仿真设计与试验对比分析 |
| 3.3.2 液氮冷冻猪肉组织仿真模型优化 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 液氮在管道中输送过程分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 液氮输送过程建模分析 |
| 4.2.1 液氮在管道中输送模型的建立 |
| 4.2.2 液氮喷射状况仿真分析 |
| 4.3 喷嘴设计及喷射仿真模拟 |
| 4.3.1 喷嘴的选材与设计 |
| 4.3.2 喷嘴喷射仿真模型的建立与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 液氮低温安全治疗系统的初步研制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 液氮充注容器及操作柜的设计与研制 |
| 5.2.1 液氮容器罐的选用与改进 |
| 5.2.2 液氮输送系统的设计与研制 |
| 5.3 喷射状况分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及参加的科研项目 |
| 论文及专利 |
| 参加的科研项目 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（6）肾器官冰温保存及相关基础问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 生物组织的低温保存 |
| 1.1.1 低温保存原理 |
| 1.1.2 细胞的低温保存及损伤 |
| 1.1.3 器官的低温保存及损伤 |
| 1.2 冰温技术 |
| 1.2.1 冰温用于器官保存 |
| 1.2.2 器官保存过程中的热物理问题 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第二章 降温过程中的细胞损伤 |
| 2.1 肾细胞渗透特性 |
| 2.1.1 细胞膜 |
| 2.1.2 细胞膜渗透特性的数学描述 |
| 2.1.3 细胞体积的测定 |
| 2.1.4 细胞对水的渗透系数 |
| 2.2 肾细胞冻结过程中机械挤压损伤 |
| 2.2.1 水溶液冻结过程相平衡曲线 |
| 2.2.2 细胞机械损伤的检测方法 |
| 2.2.3 实验结果与讨论 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 胞内冰产生时间特性 |
| 3.1 CPA 与胞内冰 |
| 3.2 不同过冷度对胞内冰生成的影响 |
| 3.3 胞内冰产生机理的讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 器官冷灌注的实验研究 |
| 4.1 肾器官冷灌注过程的温度变化特性 |
| 4.1.1 肾器官的冷灌注实验 |
| 4.1.2 灌注过程中内部及表面温度变化 |
| 4.2 肾脏组织力学参数 |
| 4.2.1 线性热膨胀系数 |
| 4.2.2 杨氏模量 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 肾器官冷灌注过程的温度场及应力场数值模拟 |
| 5.1 物理模型的建立与网格划分 |
| 5.1.1 肾器官物理模型的建立 |
| 5.1.2 网格划分 |
| 5.2 多孔介质模型 |
| 5.3 数学模型与边界条件 |
| 5.4 肾脏灌注过程温度场模拟结果 |
| 5.4.1 模拟结果的验证 |
| 5.4.2 灌注过程中肾脏表面温度场 |
| 5.4.3 肾脏内部截面温度场 |
| 5.4.4 肾脏内部血管温度分布 |
| 5.5 CFX 与 ANSYS 热应力耦合场计算 |
| 5.5.1 肾脏组织的热应力场、变形场 |
| 5.5.2 肾脏组织内部横、纵截面热应力、变形变化分析 |
| 5.5.3 肾脏内部血管热应力、变形变化 |
| 5.6 不同灌注条件对肾脏内部温度场、应力场、热变形的影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 冰温技术应用于动物肾器官的保存 |
| 6.1 细胞的冰温保存 |
| 6.2 器官的冰温保存 |
| 6.3 动物肾器官延时保存及移植实验 |
| 6.3.1 肾脏冰点温度的确定 |
| 6.3.2 自体肾移植模型的建立 |
| 6.3.3 临床移植效果 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（7）低温手术过程中的数值仿真及其损伤机理的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 肿瘤低温手术治疗的优点 |
| 1.1.2 肿瘤低温手术治疗的局限性 |
| 1.1.3 低温手术的发展脉络 |
| 1.2 低温手术的研究现状 |
| 1.2.1 低温手术相关的临床和实验研究 |
| 1.2.2 低温手术相关的数值仿真研究 |
| 1.2.3 低温手术损伤机理的研究进展 |
| 1.3 研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 热显着性血管与组织之间的共轭热传输 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 本章概要 |
| 2.3 控制方程与边界条件 |
| 2.3.1 几何模型 |
| 2.3.2 生物热传导方程 |
| 2.3.3 血液温度控制方程 |
| 2.3.4 边界和初始条件 |
| 2.4 控制方程的有限元离散 |
| 2.4.1 有限元求解流程 |
| 2.4.2 二维Pennes方程的伽辽金有限元离散 |
| 2.4.3 单调迎风格式有限元的应用 |
| 2.4.4 共轭传热问题的分区域迭代求解 |
| 2.5 结果分析 |
| 2.5.1 生物组织中的温度分布：无大血管影响的传统低温手术和纳米低温手术 |
| 2.5.2 生物组织中的温度分布：大血管影响的传统低温手术和纳米低温手术 |
| 2.5.3 冻结面积与临界致死等温面面积分析 |
| 2.6 单调迎风格式有限元方法在低温手术中的应用分析 |
| 2.7 本章小结 |
| References |
| 第三章 三维血管树形网与组织之间的共轭热传输 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 本章概要 |
| 3.3 分形方法与控制方程 |
| 3.3.1 几何模型 |
| 3.3.2 分形方法 |
| 3.3.3 组织和血管中的生物传热模型 |
| 3.4 结果分析与讨论 |
| 3.4.1 血管网络对组织和肿瘤中温度分布造成的影响 |
| 3.4.2 血管网络对低温手术效率造成的影响 |
| 3.4.3 血管网络的位置与低温手术效率的关系 |
| 3.5 本章小结 |
| References |
| 第四章 低温手术过程中胞内冰成核的理论研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 本章概要 |
| 4.3 胞内冰成核的数学模型 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| References |
| 第五章 Hela细胞胞内冰成核相关的实验研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 Hela细胞胞内冰成核的实验 |
| 5.3 胞内冰成核实验的结果分析 |
| 5.4 DMSO-NaCl-H2O三元溶液低温下的粘度测试 |
| 5.4.1 DMSO样品的制备及粘度测定 |
| 5.4.2 粘度测量的校验 |
| 5.5 粘度测试结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| References |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间发表的学术论文 |
（8）前列腺低温消融术的参数优化与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 致谢 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 低温生物学背景 |
| 1.2 冷冻治疗的起源和发展 |
| 1.3 低温外科手术工作原理及特点 |
| 1.3.1 低温外科原理 |
| 1.3.2 低温杀伤特点 |
| 1.4 国内外研究状况 |
| 第二章 模型及算法 |
| 引言 |
| 2.1 数学模型 |
| 2.1.1 组织水分传输模型 |
| 2.1.2 无相变时瞬态生物传热问题 |
| 2.1.3 有相变时瞬态传热模型 |
| 2.1.4 带有血液灌注的稳态生物传热相变模型 |
| 2.1.5 有血液灌注的瞬态生物传热相变模型 |
| 2.2 冻结过程中有限差分法 |
| 2.3 复温过程中的计算方法 |
| 第三章 低温消融术中探针位形及尿道复温参数优化 |
| 3.1 问题分析 |
| 3.2 分析软件介绍 |
| 3.3 模型与计算 |
| 3.3.1 生物传热方程 |
| 3.3.2 焓与温度的关系 |
| 3.3.3 物理模型所基于的假设条件 |
| 3.3.4 前列腺三维几何模型及网格划分 |
| 3.4 计算方法 |
| 3.5 结果与讨论 |
| 3.5.1 探针数量对冻结区域的影响 |
| 3.5.2 探针径向位置对冻结区域的影响 |
| 3.5.3 复温管入口温度分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 低温外科手术复温过程中组织温度分布研究 |
| 4.1 问题分析 |
| 4.2 模型建立 |
| 4.2.1 数学模型 |
| 4.2.2 简化物理模型描述 |
| 4.3 计算参数及结果分析 |
| 4.3.1 计算参数设置 |
| 4.3.2 单探针模拟结果分析 |
| 4.3.3 三探针模拟结果分析 |
| 4.3.4 五探针模拟结果分析 |
| 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 本文的创新点 |
| 5.3 未来工作的展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士研究生期间发表的论文及参与申请的专利 |
（9）高压氩气节流低温治疗仪研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 低温外科 |
| 1.1.2 低温治疗设备的发展 |
| 1.1.3 冷冻消融原理 |
| 1.1.4 低温探针数值模拟 |
| 1.2 本文主要研究内容 |
| 第二章 外部预冷应用研究 |
| 2.1 氩气节流理论分析 |
| 2.2 外部预冷分析 |
| 2.3 外部预冷实验研究 |
| 2.3.1 实验装置 |
| 2.3.2 实验结果 |
| 2.3.3 预冷换热器 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 低温探针的设计与模拟 |
| 3.1 氩节流低温探针结构 |
| 3.1.1 基本结构描述 |
| 3.1.2 结构初步设计 |
| 3.2 低温探针数值模拟 |
| 3.2.1 物理模型 |
| 3.2.2 模拟结果讨论 |
| 3.2.3 稳态模拟 |
| 3.4 确定自制探针换热器尺寸 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 低温探针实验研究 |
| 4.1 实验装置设计 |
| 4.2 实验装置部件 |
| 4.2.1 系统介绍 |
| 4.2.2 5mm直径探针制作 |
| 4.3 低温探针测试 |
| 4.3.1 低温探针降温特性测试 |
| 4.3.2 低温探针冷量测试 |
| 4.3.3 低温探针结冰测试 |
| 4.4 数值模拟与实验结果对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 存在问题与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（10）液氮低温微创冷刀系统的设计与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 癌症及其治疗 |
| 1.2 肿瘤微创疗法概述 |
| 1.2.1 氩氦冷冻治疗设备 |
| 1.2.2 相变冷冻治疗设备 |
| 1.3 本研究的目的及内容 |
| 2 系统的硬件和软件设计 |
| 2.1 微创冷刀系统结构 |
| 2.2 温度实时检测与显示模块设计 |
| 2.2.1 主控芯片介绍 |
| 2.2.2 热电偶测温元件 |
| 2.2.3 按键控制及模拟开关电路 |
| 2.2.4 热电偶信号放大电路 |
| 2.2.5 电压抬升及滤波电路 |
| 2.2.6 热电偶特性的线性化和冷端补偿 |
| 2.2.7 显示模块电路 |
| 2.2.8 模块软件设计 |
| 2.3 复温模块的温度控制策略研究 |
| 2.3.1 常用的恒温控制方法概述 |
| 2.3.2 模糊控制理论 |
| 2.3.3 恒温模糊控制器的设计 |
| 2.4 结果验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 离体生物组织的冷冻实验 |
| 3.1 实验装置及方案 |
| 3.2 实验过程 |
| 3.3 实验结果及分析 |
| 4 生物组织冻结过程数值模拟 |
| 4.1 生物传热学概述 |
| 4.1.1 生物传热学的研究内容和方法 |
| 4.1.2 典型的生物传热模型概述 |
| 4.2 组织温度场的数值模拟 |
| 4.2.1 FLUENT 软件 |
| 4.3 物理及数学模型 |
| 4.3.1 物理模型 |
| 4.3.2 数学模型 |
| 4.3.3 组织冷冻数学模型中相关参数的处理方法 |
| 4.4 数值模拟流程 |
| 4.4.1 网格划分 |
| 4.4.2 FLUENT 求解器设置 |
| 4.5 结果与分析 |
| 4.5.1 数值运算 |
| 4.5.2 结果与分析 |
| 4.6 热物性参数的修正 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A 作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
四、冷冻外科中组织冻结的实验和理论研究（论文参考文献）
- [1]低温治疗过程中基于球坐标的相变传热温度场预测算法及其验证[D]. 杨雨潇. 重庆大学, 2019(01)
- [2]一种磁共振兼容冷刀系统研制及相关实验研究[D]. 张鑫. 中国科学技术大学, 2019(07)
- [3]肿瘤冷冻消融过程的仿真与实验研究[D]. 宋涛. 上海理工大学, 2019(01)
- [4]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[D]. 许楚潇. 重庆大学, 2018(04)
- [5]低温冷冻皮肤疾病治疗过程建模及自动喷射系统研究[D]. 赵艳哲. 山东大学, 2015(02)
- [6]肾器官冰温保存及相关基础问题研究[D]. 王雅博. 天津大学, 2013(11)
- [7]低温手术过程中的数值仿真及其损伤机理的研究[D]. 于前锋. 中国科学技术大学, 2013(10)
- [8]前列腺低温消融术的参数优化与研究[D]. 王能飞. 合肥工业大学, 2013(05)
- [9]高压氩气节流低温治疗仪研究[D]. 王宏宇. 浙江大学, 2013(10)
- [10]液氮低温微创冷刀系统的设计与实验研究[D]. 倪润明. 重庆大学, 2012(03)