肿瘤微波热消融有效毁损区域温度场分布的仿真研究

本研究针对微波热消融肿瘤治疗过程中温度分布实时监测的核心问题,利用计算机模拟生物组织温度场分布,提出了基于有限元的微波消融温度场仿真方法。分别仿真了微波发射功率、作用时间及生物组织热物性参数对温度场分布的影响。研究结果表明:功率增大25%,毁损区温度平均升高20%;功率增大50%,温度升高40%;功率增大75%,温度升高60%。作用时间延长,温度场分布基本不变,但有效毁损体积增大,时间延长2倍可使毁损体积增大150%。导热系数对热疗远场区热能的扩散产生作用。经验证发现仿真结果与实验结果误差较小,证明了仿真方法的准确性。研究结果对于通过微波消融术前模拟来确定合适的发射功率和作用时间,以及制订合理的手术计划有重要的参考价值。     

干燥中果蔬内部质热传递的数值模拟

根据果蔬多孔质特点,建立了热风、远红外和微波干燥果蔬过程中同时考虑温度、水分影响的内部质热传递模型．并进行理论计算和实测比较．热风干燥时温度水分和微波干燥时水分的模拟值与实测值十分接近;微波干燥时的物料温度和远红外干燥时的温度水分模拟值与实测值略有差异．分析了产生差异的原因．     

中医隔物灸的传热学研究

运用有限元软件ANSYS进行数值建模模拟中医隔物灸产生的热在人体组织中的传导过程,并给出定性和定量分析。同时运用高灵敏度红外热像仪记录艾炷隔附子饼灸对生物组织热作用的过程,对比实验和计算结果验证了实验和数值模拟方法的合理性。然后建立简化的人体两维模型,得到穴位点横截面上热传导过程的两维温度分布图和热在生物组织中传播的整个过程。红外热像技术和数值建模方法为临床各种灸法的运用提供了理论和实验基础支持。     

在微波热疗中用附加介质层增透注入人体电磁能量的理论研究

本文以实际微波辐射器照射下平面分层均匀媒质中的电磁场理论为基础,研究了在微波热疗过程中在分层均匀生物组织模型表面附加一层无耗介质对其中的辐射场的影响。通过数值模拟对比计算了附加介质层参数取不同值时,生物组织模型中电磁场分布的变化及注入组织中能量的相应改变。结果表明,附加介质层参数的不同取值对注入组织中的能量有很大的影响;当附加介质层的参数取某些特定值时,对微波辐射有明显的增透作用。最后,分析了本论文得出的理论结果在微波热疗中的指导意义。     

沙疗温度对骨重建实验的影响及传热数值模拟研究

目的研究沙疗温度对骨重建实验的影响及传热数值模拟研究。方法采用CT扫描的手段分别进行4次扫描(建立实验对象OA模型前后各1次、进行沙疗第1周和第2周后各1次)。将扫描数据导入MIMICS软件,分析了各股质层骨量的变化,将肌肉、股骨和骨髓,装配后划分网格,把建立的三维模型的STL格式导入到COMSOL软件进行传热模拟及分析温度场产生的应力对骨重建的影响。结果分析4次CT扫描数据的变化和热应力模拟,在沙疗温度产生的热应力环境下,软质骨体积减少,而密、硬质骨体积增加。传热数值模拟很好的体现了大腿及股骨部位的温度分布。结论沙疗温度对股骨产生的热应力对骨重建起促进作用。     

正常乳腺温度分布的有限元分析

基于正常乳腺的解剖学结构和生理学特征,建立了一个乳腺组织多维热传递模型。该模型考虑了代谢产热、血液灌注和动静脉血管与组织间热的相互作用,采用有限元分析方法求解热传导方程,数值模拟正常乳腺的稳态温度分布,着重研究血液灌注和代谢产热对正常乳腺组织温度分布的影响。研究结果可为乳腺疾病的热图像分析提供重要参考。     

天然白桦树液中污染微生物的分离与控制

本文以天然白桦树液为材料,对其污染微生物进行了分离培养和初步鉴定,从而基本搞清了污染微生物的种类与数量。发现,天然桦树原汁及其饮料中有数量不同的细菌、酵母菌、霉菌及放线菌的污染。其中,霉菌居多,酵母、细菌次之,放线菌最少。 在弄清污染微生物分布的基础上,作者研究比较了几种控制灭活微生物的方法。其中pH2.0的酸性处理未能灭活全部污染微生物,而采用90℃加热杀菌的办法以及膜板过滤技术均可达到理想的结果。 作者还根据试验结果分析探讨了微生物控制中pH值、温度、水份和环境等与微生物生长繁殖存活间的关系。从而为如何研究和解决饮料中微生物污染问题提供了有用的资料和可行的方法。     

微波处理对水稻种子萌发的影响（简报）

水稻种子经微波加热激或单以热激处理后,在相同处理温度（45℃）下,微波加热激处理显著促进芽活力和根活力,而单以45℃热激仅极显著促进根活力。表明在相同升温幅度下,微波处理和常规水浴热激处理的影响有明显区别。     

微波杀菌过程中大肠杆菌与金黄色葡萄球菌细胞膜通透性的改变

对细胞膜通透性变化的研究是认识微波杀菌机理的途径之一。用荧光探针检测微波处理后细胞内Ca2 浓度的变化,可以精确地表征细胞膜通透性的改变。选用二乙酸荧光素(FDA)和Fluo-3/AM两种荧光染料,对大肠杆菌(Escherichiacoli)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)经微波处理后的酯酶活性及细胞膜通透性进行研究,结果表明大肠杆菌与金黄色葡萄球菌的胞内非特异性酯酶(NSE)活性及细胞膜通透性的变化情形有所不同。在50℃、55℃、60℃和65℃微波处理条件下,大肠杆菌细胞膜通透性分别增加了20.7%、28.1%、74.8%、89.8%,而金黄色葡萄球的增加不显著,分别比对照组提高了4.1%、6.0%、21.9%和19.7%。细胞膜通透性的改变与微生物致死率有一定的相关性,也可能是微波杀菌非热效应的表现之一。     

生物组织电导率图像的热声重建

本文以微波热声效应为基础,报道了一种重建生物组织电导率相对分布图像的方法。和传统的微波热声像相比,重建得到的组织电导率图像消除了由于微波场能量密度分布不均匀带来的影响,能够准确的反映组织的介电特性差异,实现对肿瘤的早期发现。本文首先从理论上详细推导了获得生物组织电导率分布图像的原理,然后在实验中通过结合已有的脉冲微波成像系统,重建得到了一块肌肉组织的电导率分布图像。实验结果表明利用热声成像技术,组织的电导率分布图像能够被清晰的重建,本研究为推进热声成像技术的实用性打下了理论和实验基础。     

微波热声成像技术用于人体甲状腺检测

本文首次通过人体实验验证了微波热声成像技术用于人体甲状腺检测的可行性.文章首先讨论了该技术用于人体甲状腺检测的可行性;然后对3名志愿者的健康甲状腺进行了微波热声成像实验.结果表明:微波热声成像能够对人体健康甲状腺进行清晰成像,能够真实反映皮肤、甲状腺和气管等不同组织的结构特征;并且一次完整的检测过程时间约5 s,系统操作简单成像快速.综上所述,微波热声成像技术有望为甲状腺疾病的基础研究和临床诊断提供一种新的影像学参考.     

基于神经网络的复介电常数重建算法

提出将一种神经网络的方法应用于微波断层成象,重建复的介电常数图象。微波断层成象发展了二十多年,仍然处于实验阶段,这是因为必须求解逆散射问题,它具有非适应性和非线性。为了改善其非适应性及非线性,引入适当的正则化过程并且应用神经网络的方法来求解这个问题。数值模拟实例证明了此方法的有效性。     

成年犬股骨微波灭活骨缺损模型的建立

目的　建立成年犬股骨微波灭活骨缺损的实验动物模型 ,为骨缺损修复的研究提供实验依据。方法应用自行研制的骨肿瘤微波治疗仪 ,以 1 5kHz频率、70W功率加热至 5 0～ 5 5℃ ,维持 2 0min ,造成犬股骨中段不同大小的骨缺损。结果　在保持犬股骨连续性的前提下 ,长度 1 5cm的骨缺损 9个月时有 1 2被新生骨填充 ,长度2 5cm和 3 5cm的骨缺损 9个月时无愈合倾向 ,但后者骨折的发生率高。结论　成年犬股骨微波高温造成的骨缺损 ,长 2 5cm、宽 1 0cm 9个月不能自愈 ,适宜于各种骨修复材料的填充 ,是理想的实验模型     

深黄被孢霉中微生物油脂的提取工艺

采用微波细胞破胞法处理深黄被孢霉,并对破胞后的菌体进行甲醇萃取油脂过程的研究。通过测量细胞内蛋白质释放量,确定微波处理的较佳条件为微波强度420 W,反应2 min。对微波后菌体进行扫描电镜观察,菌丝出现孔洞和裂纹,结构完全被破坏,达到微波破胞的效果;再直接进行甲酯化反应,通过正交试验考察固液比、反应温度、KOH浓度以及反应时间对甲酯化得率的影响。结果表明微生物油脂甲酯化的最佳条件:固液比(g/mL)1∶5,温度50℃,KOH-甲醇质量分数2.5%,时间2 h,此条件下干菌含油率为51.3%。     

腮腺炎病毒三种实验室常规灭活方法效果评价

探究几种实验室常规消毒灭活方法对腮腺炎病毒的灭活效果,为实验室进行腮腺炎病毒消毒工作提供基础数据。本研究采用热灭活、紫外线灭活和化学试剂灭活三种方法对腮腺炎病毒进行灭活处理,灭活处理后腮腺炎病毒采用细胞培养技术进行病毒滴定,评估上述灭活方法对腮腺炎病毒的灭活效果。热灭活方法显示,腮腺炎病毒对热敏感,随温度升高和热灭活时间增长对腮腺炎病毒灭活有明显加强作用。65℃30min、60min和70℃10min、30min、60min可有效灭活腮腺炎病毒;紫外线灭活方法显示,紫外线照射15min,30min,60min均可有效灭活涂抹在平皿表面的腮腺炎病毒,但对毒株液倾倒导致的MuV液体不能达到完全灭活效果;化学试剂灭活方法显示,三氯异氰泡腾片、1%过氧化氢、3%过氧化氢和75%乙醇根据试剂说明书处理后病毒均能有效灭活腮腺炎病毒。三种灭活方法在一定条件下均能实现对腮腺炎病毒的灭活,可以作为实验室常规灭活腮腺炎病毒方法。建议使用65℃30min或70℃10min对腮腺炎病毒进行有效灭活。紫外线适用于对腮腺炎病毒进行表面消毒,但对液滴状病毒污染建议使用化学试剂进行有效灭活。     

计算流体力学在古生物学中的应用——以寒武纪始海百合在COMSOL软件中的模拟为例

提要关于古生物生态位和功能形态学方面的研究通常是推测性的,而定量分析工作较少。此外由于缺少现生生物做对比等诸多因素,使得有些假说存在争议。计算流体力学CFD (computational fluid dynamics)在验证这些推测性假说上具有极大的潜力,并为了解古生物的生活环境以及解释生物在进化过程中的形态变化提供了新的契机。COMSOL Multiphysics作为一款多物理场仿真软件,适用于对古生物的CFD模拟,本文以凯里组始海百合Globoeocrinus模型在COMSOL中的流体实验为案例,来论证关于Globoeocrinus螺旋的腕会使附近的水体形成湍性流动进而帮助滤食这一假说的可能性。流体模拟结果表明在水流流速0.01–0.5 m/s的范围内,Globoeocrinus腕周围并没有出现湍性流动的涡,而是形成了低流速域。低流速域的形成有利于增加始海百合滤取食物的概率。同时文章详细介绍了在COMSOL中进行案例研究的操作步骤,以期望帮助更多的古生物研究者理解和应用CFD技术。     

银杏叶总黄酮的超声波提取法

本文通过单因素实验和正交实验,确定了超声波法提取银杏叶中黄酮类化合物的最佳提取工艺,并与常规乙醇浸提法,微波提取法作了比较研究。实验表明：超声波提取法优于常规乙醇浸提法和微波提取法。超声波法的最佳操作条件为：320W超声波功率,温度30℃,70％乙醇,在液固比15：1条件下提取10min,连续提取2次,总黄酮提取率可达94．1％。     

塔拉豆荚壳中单宁的提取-微波辅助萃取法

利用微波辅助萃取技术对塔拉单宁进行提取,通过不同的起始温度、加蒸馏水量、提取次数、功率大小等实验并用1%的FeCl3溶液检测提取效果,确定较佳的提取温度、次数、加蒸馏水量和微波辅助萃取仪的功率等因素。结果表明,微波提取塔拉单宁的最佳提取条件为:每次提取加水150~200 mL,微波功率400 w,60℃提取20 min,反复提取4次;再升温至70℃提取20 min 2次,即可提取完全。原料中的单宁含量微波浸提比水浴锅浸提稍高。因此认为用此提取方法可替代水浴浸提法。     

间质热疗法组织中温度分布与光纤加入端的关系

主要利用了有限元方法,模拟研究了在激光间质热疗法中,被加热区域组织中温度的分布情况。组织的温度对组织中细胞有着极其重要的影响,对温度的控制是间质热疗法成败的关键因素。到目前为止,在激光间质热疗法中,还没有一种很精确方法能够实时测量激光辐射后组织中温度分布。为了能为临床处理提供一些有用参考,利用Ansys对不同的光纤加入端所形成的温度场进行了模拟,不失为一种好的方法。     

牛肉中单增李斯特菌的热失活模型

【目的】建立牛肉中单增李斯特菌的热失活动力学模型。【方法】将接种了3种不同血清型的单增李斯特菌混合菌液的牛肉分别在55℃、57.5℃、60℃、63℃、66℃和70℃进行热处理,在不同温度条件下单增李斯特菌数从109CFU/g下降至103CFU/g,其热失活曲线用修正的Gompertz模型进行了拟合;利用线性模型对单增李斯特菌的相对失活率(μ)和所持续时间(M)的自然对数值与温度(55℃-70℃)进行拟合;通过在59℃和64℃对牛肉中单增李斯特菌热处理,对所建的模型进行了验证。【结果】建立了牛肉中单增李斯特菌热失活动力学的一级模型和二级模型,经验证其准确因子和偏差因子均在可接受范围内。【结论】本研究所建立的模型能较好的模拟不同温度(55℃-70℃)对牛肉中单增李斯特菌热失活的影响。