电容射频热疗中深部热场分布的仿真研究

深部热场控制是电容射频热和于深部治癌时尚未能有效解决的难点，本文研究了引入内部电极对电容射频热疗深部热场比吸收率（ＳＡＲ）和温度分布温度，模拟计算表明，引入内电极将显著改变深部热场分布，使８０％以上的ＳＡＲ集中于该电极周围，并使内电极附近成为温度最高的热点；调整内电极位置和加电方式可有效地控制深区ＳＡＲ的温度分布形态，可为深部肿瘤热疗析的加热方法。     

电容射频热疗中深部热场分布的仿真研究(英文)

深部热场控制是电容射频热疗用于深部治癌时尚未能有效解决的难点．本文研究了引入内部电极（接地或接极板）对电容射频（１３．５６ＭＨｚ）热疗深部热场的比吸收率（ＳＡＲ）和温度分布影响．模拟计算表明：引入内电极将显著改变深部热场分布,使８０％以上的ＳＡＲ集中于该电极周围,并使内电极附近成为温度最高的热点;调整内电极位置和加电方式可有效地控制深区ＳＡＲ和温度分布形态,可为深部肿瘤热疗提供新的加热方法     

射频电容热疗温度场的参数优化研究

根据高温治癌中对肿瘤组织靶区加热温度和避免正常组织过热的要求,引入加热治疗目标函数和有关权重系数,应用有限元法求解电磁场方程和生物传热方程,通过遗传算法迭代修正加热物理参数,使目标函数达到极小值,获得达到热疗理想热场分布的优化解.以两电容射频热疗装置为例,使用基于人体X光断层扫描的非均质组织模型,经仿真计算获得了较满意的优化结果.这种人体内温度场优化控制方法将对肿瘤热疗学研究有重要的科学意义和应用价值.     

肿瘤磁感应治疗计划系统适形热疗方法

磁感应热疗在临床实施时,需要达到适形杀灭肿瘤和保护正常组织的治疗目标,因此要求在术前治疗计划系统中对靶区的温度分布情况进行数值模拟,以指导医生制定合适的治疗计划,确保治疗的安全性和有效性。该文基于VTK/ITK等医学影像开源算法工具包,采用医学CT影像3维重建数据场信息,对磁感应热疗过程中治疗区域内的肿瘤及其周围组织进行可视化和适形分割,以确立治疗靶区和植入热籽;基于电磁学和生物传热学的理论方法,以及肿瘤内的适形热籽排布方案,对治疗时热籽磁热效应产生的能量场分布和热量扩散形成的温度场分布进行理论建模和仿真;并将适形热疗方法实际应用于肿瘤磁感应热疗计划系统中。结果表明:磁感应治疗计划系统的适形热疗方法可以辅助医生直观地分割肿瘤和组织器官,进而准确计算靶区的温度场分布,制定合理的适形热疗计划。     

三电容射频热疗在均匀组织体模温度分布研究

用有限单元数值计算方法对三级板调相式电容射频（１３．５６ＭＨｚ）热疗装置在均匀肌肉组织体模和不同功率分配条件下的温度分布进行模拟计算分析。结果表明，可通过改变三个极板电压的相位、幅值和功率分配方式来调整热汤分布形态，有较好的治疗热区调整能力。该研究对三电容射频热疗临床选用功率分配及了解相应的热区形态有指导意义。     

基于MCU和CPLD的热疗温度模糊控制系统

针对目前国内外各种热疗机存在的难于对膀胱肿瘤组织热疗温度进行在线监测与高精度控制的难题,本文提出了利用埋置在灌注三腔管头部内的微型温度传感器来实现对肿瘤组织温度的无损检测,采用模糊PID控制算法,设计了基于MCU和CPLD的温度控制装置来实现对膀胱肿瘤组织热疗温度的在线监测与智能控制.实验结果表明:提出的膀胱肿瘤组织热疗温度的实时监测与控制方法是可行的,研制的热疗温度监控系统运行可靠、操作使用方便,取得了较好的控制效果.     

热籽介导磁感应热疗稳态温度场仿真

热籽介导肿瘤磁感应热疗前,为确定有效治疗区域及防止正常组织热损伤,需要建立三维治疗模型,进行温度分布的数值计算。该文采用毫米级的铁磁热籽作为植入材料,对其升温和传热过程进行空间数学模型建立,使用有限体积法对生物传热方程进行求解,研究不同热籽排布状态下的三维温度稳态分布情况,且在此基础上针对不同血液灌注率下磁感应热疗的组织温度分布和有效热疗区域进行了分析。研究表明:不同热籽排布对治疗温度分布影响较大,选用合适的热籽排布方案可以保证磁感应热疗良好的适形性;此外,血液灌注率较大的生物组织会显著降低治疗温度分布,在术前计划制定时应当综合考虑。该文结果对于制定合理的磁感应热疗术前计划、预测靶区热籽空间排布和有效治疗区域具有一定参考意义。     

室内沙疗室实验阶段气固耦合热环境的数值模拟

研究室内沙疗室实验阶段空气和沙体间热量传递规律。运用计算机流体力学(CFD)技术建立了室内沙疗室实验阶段三维热物理模型及数学模型,应用Fluent软件计算了沙疗室内气固耦合传热问题,数值模拟与实验验证了空气和沙体温度场的变化。结果表明模拟与实验中空气和沙体的温度场变化规律吻合良好;与吐鲁番沙疗场相对照,模拟得到了适宜室内进行沙疗的温度稳态层及其埋沙深度;通过单口热压自然通风使室内沙疗室的空气热环境具有一定的热舒适度。因而,室内沙疗室可提供沙疗所需温度且相对舒适的热环境,为进一步完善室内沙疗系统的设计提供理论和实践依据。     

室内沙疗室沙体热场均匀化分布的加热设计

室内沙疗室沙体温度分布不均会不利于沙疗进行.为找出使沙体较均匀热场分布的加热设计,依据吐鲁番实地情况设计了"仿太阳光"的单面加热和"仿太阳光及地温"的双面加热两种方法,运用CFD技术建立了室内沙疗室加热过程的三维热物理模型,数值模拟并实验验证了其热场分布.结果表明:测点处的温度模拟值与实验值吻合良好,能很好地反映空气和沙体的热场分布规律;相比单面加热,双面加热达到沙疗温度的时间降低了一半,沙体各层的温差更小,热场分布更均匀;加热后可治疗沙层区间的长度关系为:双面约为15cm吐鲁番实地为10cm单面约为5cm.可见双面加热设计更利于室内人工维医沙疗进行,为进一步完善室内沙疗系统及深入研究室内沙疗的最佳热疗效应奠定基础.     

肿瘤热疗超声无创监测技术研究进展

 肿瘤热疗是用加热方式杀死癌细胞,已成为肿瘤治疗的一种重要手段.肿瘤热疗分为传统热疗(41～45℃)和热消融治疗(>60℃).在肿瘤热疗中,对治疗区组织温度及热凝固区进行无创测控是保证热疗安全和提高疗效的关键,本文综述肿瘤热疗超声无创测温及热凝固区检测技术的研究进展.超声无创测温主要基于声速和热膨胀、超声衰减系数、背向散射能量、B 超图像纹理等参数的温度相关性.热凝固区超声检测主要基于超声组织定征技术,包括Nakagami 统计模型、超声衰减、超声背向散射积分、超声弹性成像、组织散射子平均间距、次谐波低频声发射等.提出了肿瘤热疗超声无创监测技术的未来发展方向,包括监测精度验证方法的研究、针对组织个体差异自适应调整参数的研究、减少组织运动干扰的方法研究、多维多参数监测方法研究、实时计算技术的研究及肿瘤热疗实验数据共享中心的建立.     

基于HSV的敦煌艺术图案颜色特征分析

利用计算机图形图像技术对中国敦煌艺术图案的颜色特征进行了数值分析。对原始图像进行基于HSV颜色空间三个分量的分布统计。利用优化类内距离之和的方法来确定合适的量化参数。通过具体算例,可以看出该方法原理简单、实现容易,得到了较好的分析结果,为传统民族艺术图案的计算机分析与处理提供了参考。     

空心抽油杆开式热水循环采油工艺理论分析

空心抽油杆开式热水循环——掺热水采油工艺在大港枣园油田高粘高凝油开采中已获得成功应用.该工艺具有井筒结构简单、施工方便、加热效率高等优点.本文通过传热学和水动力学分析,揭示了掺水参数和空心抽油杆尺寸对掺水加热效果的影响,给出了它们的确定原则和方法.给定掺水压力上限后.通过计算机优化设计可求出满足井筒加热要求的掺水量和掺水温度.研究表明,采用较细的空心抽油杆可改善井筒加热效果,降低杆柱成本.     

气垫炉内三维流场的数值计算

气垫式金属板带材连续热处理炉内流速场,关系到板带材漂浮的稳定性以及加热温度的均匀性。本文从偏微分方程的探讨入手,建立差分方程,并用SIMPLE算法求解,最后获得符合规律的三维速度分布值,对于气垫炉的设计与生产,具有一定的实际指导意义。     

无损检测血液灌注率的常热流方法

建立了无损测量活体组织血液灌注率的皮肤表面常热流加热方法。基于 Pennes生物传热方程 ,得出体表温度响应与组织血液灌注率之间的计算关系式。研究了不同体表热流、血液灌注率下的组织温升 ,分析了体表接触热阻对估测血液灌注率的影响。该法中接触热阻的影响可通过在皮肤与热偶间采用高热导率油脂减少到可忽略的程度。该文方法与其他方法相比 ,简便易行精度高     

固定床反应器传热系数的计算

本文提出了固定床反应器床层温度分布的新的计算公式。运用计算机优化参数得有效导热系数K_e和壁给热系数H-W,并推算出温度分布,所得结果与实测值符合较好。     

边界元法在轴对称热传导问题中的应用

本文采用直接法推导了轴对称热传导势问题的基本解和边界积分方程,并用线性元进行边界离散,编制了包括三类边界条件在内的轴对称体热传导边界元法分析程序。文末计算了两个具有不同边界条件轴对称体的稳态温度场分布,计算结果与理论解完全一致。     

热油管道停输介质温度分布数学模型分析与新模型的建立

研究热油管道的停输介质的温度分布场,对确定安全停输时间具有重要的指导作用.考虑析蜡潜热将能更准确地描述热油管道的停输介质的温度分布场,介绍了现有的热油管道停输介质温度分布数学模型并进行分析,用显热容法建立了新的数学模型.新模型无需跟踪相变界面,简单实用,易于多维推广.     

高温热泵技术及其在地热供暖中的应用

热泵技术是调节地热热源与用户需求间能源品位不一致的重要手段,而发展高温热泵技术对于拓展热泵的应用范围具有重要意义。本文在回顾总结国内外高温热泵研发现状的基础上,着重介绍了补气增焓热泵和吸收压缩式热泵两种具有巨大潜力推动热泵高温化发展的技术形式,结合设备研发情况及应用案例分析高温热泵技术的性能,展望其在地热供暖中的应用前景。     

强对流间歇式炉热工特征的研究

针对使用高速燃烧器的间歇式热处理炉,进行了在高速气流循环下的炉内热交换机构与特征的试验研究,得到了传给堆料金属总热流、对流热流以及辐射热流随加热进程的变化规律。根据实验与计算结果,还揭示了金属辐射反向热流是强对流间歇式炉内不可避免的新型传热特征。