为在甲状腺癌模型仿真研究中探究磁感应热疗的效果,本研究选用亥姆霍兹线圈作为交变磁场发生装置,并以磁流体为磁性加热材料,根据Pennes生物传热方程,在COMSOL有限元仿真软件中进行三维建模,实现电场和温度场的耦合计算,得到磁感应热疗作用于甲状腺癌区域的电磁场和热场分布.仿真实验结果表明,甲状腺癌组织磁感应强度最大值为8 350.86 A/m,感应电场强度最大值为122.764 V/m,最小值为0.758 V/m.当在甲状腺癌组织中加入磁流体后,在外加交变磁场的影响下,组织温度急剧上升,400 s左右体温趋于稳定.肿瘤的中央组织温度为 46.929℃,整个肿瘤温度均在 42℃以上,其周围的健康组织温度均在 42℃以下.本研究将为甲状腺癌磁感应热疗的临床应用提供重要依据.

微波消融术(microwave ablation,MWA)是目前治疗肺肿瘤的重要手段之一,尤其是对部分转移性肺肿瘤,或者是存在行电视辅助胸腔镜手术(video-assisted thoracoscopic surgery,VATS)禁忌证的肺肿瘤病人[1] . MWA利用特殊的电磁波来产生加热作用,对肿瘤细胞造成直接的、不可逆的损伤或凝固性坏死[2] .

目的 利用电磁感应加热式Typodont 结合扫描仪,观察关闭间隙时使用滑动法和双钥匙曲法牙列的三维变化,并探索在同一加力方式下,加载不同力值对牙列的影响.方法 在拔除第一前磨牙的标准Typodont上颌模型上黏接托槽,滑动组采用滑动直丝弓技术关闭拔牙间隙,分为平弓组和摇椅组;双钥匙组采用双钥匙曲法关闭间隙,分为前倾组和后倾组.设置 250 g和 300 g两种加载力值.重叠初始和实验后数字模型,分析牙冠标志点三维位移变化.结果 ①矢状向上,平弓组在 250 g力值下与摇椅组U1、前倾组U1、后倾组U3、U7 差异有统计学意义(P<0.05);300 g力值下与摇椅组U7、后倾组U1～U6 差异有统计学意义(P<0.05).力值增加,各实验组的前牙后退量无明显增加;后牙前移量均相应增加,除摇椅组U6、后倾组U7 外(P<0.05),其他后牙变化差异无统计学意义(P>0.05).②在冠唇(颊)舌倾度上,平弓组前牙区冠舌倾程度大于摇椅组,力值增加两组冠舌倾程度均增加.两力值下,所有实验组仅前倾组前牙表现冠唇倾,后倾组前牙在 250 g力值时接近整体后退.加载 250 g时仅摇椅组后牙区冠舌倾,其他 3 组后牙均冠颊倾.300 g时滑动组的U5、U6 牙冠舌倾,U7 牙冠颊倾,双钥匙组后牙均冠颊倾.③垂直向上,平弓组在 250 g力值时除U7 牙压入外前后牙都伸长,300 g力值时后牙伸长量明显增加(U6、U7:P<0.05).摇椅组在 250 g力值时前后牙少量压入,300 g时前牙表现伸长而后牙压入减少.前倾组可明显压低前牙,少量伸长后牙,力值增加前牙压低量减少,后牙伸长量明显增加(P<0.05).后倾组可明显压低后牙,少量伸长前牙,力值增加前后牙变化差异无统计学意义(P>0.05).结论 ①预置摇椅可在一定程度上减少滑动法前牙冠舌倾程度、后牙前移及伸长量.双钥匙曲法预置后倾弯可获得较强的后牙支抗,预置前倾弯可获得较强的前牙支抗,前、后倾可差异性地压低前、后牙,并利于内收过程中前牙冠舌倾的控制.②使用较大的力值并未见前牙内收量增加,但对后牙支抗及前牙转矩的控制有不利影响.

磁共振成像(MRI)中复杂的电磁场环境会对携带植入物的受试者造成重大影响,其中射频场下的组织发热问题尤为明显.为了确保受试者的安全,需要了解MRI环境下组织温度的分布及其随时间的变化.该研究在分析MRI环境下组织温升原理的基础上,构建了MRI系统中产生射频场的鸟笼线圈、ASTM标准/改进仿体和单腔心脏起搏器有限元模型,采用时域有限差分(FDTD)的方法进行仿真.首先按照国际标准化组织提出的标准验证了模型构建及仿真方法的正确性,之后在64 MHz,2 W/kg的环境下计算组织电场、SAR和温度场的分布及随时间的变化.特别比较了有血液热交换和无血液热交换(标准/改进仿体)时的组织温度差异.仿真结果表明:在电极头,导线尾端和机壳附近存在电场和SAR的热点区域;在仿体两侧处存在SAR值较高的区域,并且离线圈距离越近,SAR越高.温度场分布与SAR分布相似;在导线尾端和机壳之间的区域热量堆积严重,温度最高.同时血液热交换可一定程度减小温升.

目的 研发一种手术病人升温系统,实现手术病人的体温提升和防护.方法 基于微处理器控制技术、计算机辅助图形设计技术,运用C编程语言开发的手术病人升温系统包含主机、送风管和充气升温毯3部分.其中,主机采用Atmega168单片机为微处理器,实现PTC加热器、风机的运行及异常报警防护的控制;温度检测模块采用PIC16f819单片机为微处理器,实现温度的检测和处理,温度传感器采用热敏电阻RT50;显示模块采用7段数码管.结果 经测试和EMC检验表明,研发的手术病人升温系统可准确加温,并且5 min后在预设的最终加热温度保持恒定;配套使用的充气升温毯内温度较均衡(温差±3℃);系统满足YY0505-2012电磁兼容标准,主机离心风机噪声在50～55 dB,适于手术室应用.结论 该系统已用于临床,为手术病人提供了一种便携可靠的体温提升和防护方式,满足手术室手术病人体温升温和防护需要.

目的:根据飞行员航空生理训练的需要,研制一种分子筛氧浓缩器气源控制装置.方法:该装置由采集系统和控制系统2个部分组成.通过设置相应的传感器实时采集压力、流量和温度,并采用电子式减压器、比例电磁调节阀、加热电炉等作为执行机构,在PID(proportion integral differential)控制器的控制下分别对压力、流量和温度进行调节.结果:性能测试表明,该装置的压力控制最大偏差为1.1％,流量控制最大偏差为2.9％,温度控制最大偏差为1.6％,能够对分子筛气源的压力、流量和温度进行精确控制.结论:该装置具有控制精度高、达到稳定输出时间短、性能稳定等优点,对飞行员航空生理训练具有重要意义.

将传统火针与现代医疗器械相结合,研制出一种多参数可控的自动化火针医疗器械.采用枪式外形便于手持操作;采用电磁感应加热针体;通过刻度旋钮控制针刺深度;采用电磁弹射结合弹簧复位,精确控制留针时间;使用可更换的一次性无菌单针或多针针头,达到适形、高效、防止感染的目的.以上设计与整体流程控制系统相结合,实现针体温度、针刺密度、进针深度、留针时间精确可控,同时兼具操作简便、快速、无菌、效率高、适形性、可视化等优点.本研究进一步在大鼠上测试了自动化火针对皮肤损伤和毛发生长的影响,结果显示各参数的精确可控对治疗的安全性控制和有效性提高都具有明显的优势,为下一步系统评价其安全性和有效性打下了坚实的工作基础.

目的 为满足临床上对于膀胱热灌注设备的需求,设计并制造一款新型膀胱热灌注治疗仪.方法 采用热传导化疗技术,新型膀胱热灌注治疗仪通过体外电磁加热的方式,配合一次性避光管道、升降装置、闭环设计及自动化控制软件来完成膀胱的循环灌注治疗,前瞻性纳入非肌层浸润性膀胱癌(Non-Muscle Invasive Bladder Cancer,NMIBC)患者32例,共完成136次膀胱热灌注化疗(Hyperthermic Intravesical Chemotherapy,HIVEC),探究新型膀胱热灌注治疗仪各项性能.结果 中危NMIBC患者的1年无复发生存率为78.9％,1年无进展生存率为94.1％;高危NMIBC患者的1年无复发生存率为66.6％,未见肿瘤进展,采用新型膀胱热灌注治疗仪进行HIVEC未发现3级及以上的不良事件,以及因设备本身故障而导致的灌注失败,各项性能完全达到临床设计要求.结论 新型膀胱热灌注治疗仪能更好地满足临床需求,提高药物浓度及加热效率,实时尿量监测,保持膀胱适度充盈,安全性高.

为研究熟制鱿鱼块在微波杀菌过程中的温度变化和微生物灭活情况,文章采用有限元分析软件COMSOL Multiphysics构建传热-电磁双向耦合模型,对微生物热失活方程进行积分,并采用有限元方法进行数值模拟,最后与实验结果进行比较.结果显示微波杀菌过程中温度变化和微生物灭活情况与实验结果总体接近,表面温度低于中心温度,相差 8℃～10℃.在温度保持阶段两者差异稳定,微生物的灭活情况与温度分布相对应,关键原因就是电场分布的不均匀和食品表面热对流现象.熟制鱿鱼块中心点温度模拟值和微生物灭活数据与实验数据的均方根误差分别为 1.19 和0.31.文章证实了使用COMSOL Multiphysics建立的数值模型能很好地模拟微波热杀菌的过程.

目的 探讨运用针刺加热敏灸技术治疗肝移植患者腰腿痛.方法 以肝移植术后腰腿疼痛患者(临床已排除肝脏病变引起的疼痛)为研究对象,随机分为试验组和对照组,观察针刺加热敏灸疗法和特定电磁波(TDP)疗法的疗效,判断两组治疗方法的疗效差异.结果 与对照组比较,针刺加热敏灸治疗肝移植患者腰腿痛具有更佳疗效,对患者肝功能无明显影响.结论 运用针刺加热敏灸技术(具有无毒副作用的优点)治疗肝移植术后腰腿疼痛患者,为更多的肝移植术后腰腿疼痛患者提供了一种有效、安全而又较低廉的医疗技术服务,促迸了公众和社会对针刺加热敏灸技术的认可和推广.