低温冷冻皮肤组织仿真实验结果分析-《中国医学物理学杂志》

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摘要:: 目的:低温液氮冷冻是治疗色斑、疱疹、鸡眼、疣、血管瘤等各种皮肤疾病的有效手段,然而,液氮冷冻的临床应用大多凭经验进行,无法根据不同的病灶特点实现对冷冻区域、冷冻面积、冷冻时间、冷冻复温循环次数等的精确控制,为此,对液氮冷冻皮肤组织进行仿真分析。方法:根据皮肤组织的解剖模型,建立皮肤组织分层的三维模型,采用Pennes生物传热方程,借助于Fluent有限元软件,模拟皮肤组织在液氮冷冻条件下的温度变化,对液氮冷冻皮肤组织的温度变化特性进行研究。结果:给出了稳态条件下的温度分布云图及温度分布曲线。由于有效冷冻温度为-40℃,稳态时,在水平方向有效冷冻半径约为0.75 mm,竖直方向上有效冷冻半径为1.25 mm;在记录一定时间内不同点不同时刻的温度时,对比了不同位置处温度的变化趋势,即在离冷源相同距离的情况下,由于表面皮肤与空气换热的影响,竖直方向的温度普遍低于水平方向的温度。结论:模拟了皮肤组织在液氮冷冻条件下的温度变化情况,并找出最佳冷冻区域,对临床治疗和液氮冷冻装置的研发提供了理论依据。