基于STC89C51的新型液氮低温微创冷冻控制系统设计.pdf

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男滦鸵旱5臀挛⒋蠢涠控制系统设计基于前言王震镅,童明伟趸敝冷刀刀头汽化为氮气产生的制冷效果作用于肿瘤显示接口电路、按键控制电路、报警提醒电路、压低温技术低温冷冻治疗经过多年临床实践证明是一种有效的治疗方法,其利用低温破坏病变组织,特别是肿瘤细胞组织,使疾患获得缓解和痊愈,而且在手术过程中出血少,痛苦小,广泛应用于肿瘤治疗、骨科等各个领域‘R旱5臀挛⒋蠢涠控制系统采用液氮作为制冷介质,利用其在微创组织,实现冷冻过程;冷冻完成后通过复温系统对肿瘤组织进行升温处理,有效避免了使用传统手术摘除肿瘤组织的方式’。如此反复作用,使肿瘤组织细胞产生一系列病理学反应,最终杀死癌变组织‘本文采用深圳宏晶科技公司的单片机,结合热流平衡原理及刂萍际跎杓撇实现了一个基于的新型液氮低温微创冷冻控制系统。它以作为整个系统的主控制器件,应用压力传感器杉恰显示屏、微创冷刀、制技术及其他配置电路来完成,详细设计了系统结构、信号前置放大电路、负电压转换电路、力信号处理电路、露瓤刂颇?榧叭砑喑蹋可同时有效地实现系统控制与实时显示液氮瓶内部的压力、微创冷刀刀头和刀柄的温度。该系统可扩展性强、具有安全稳定、可控性高、降温速度快、中心温度低、成本低廉、环保等优点,,重庆;厍齑笱Фこ萄г海厍诙酱笱Я侥弦皆喝ň蔚ㄍ饪蒲芯克厍摘要:设计了一种新型液氮低温微创冷冻控制系统,详述了系统的控制原理及各功能模块的实现。采用热流平衡原理、际跤隨テ巴馕Э刂频缏范岳涠扯辰崦娣段А⒁旱F垦沽袄涞兜锻肺露冉惺凳控制和显示。应用结果表明:该系统运行稳定,可靠性高,操作简单。关键词:液氮;单片机;低温冷冻;冷刀基金项目:重庆市重点科技攻关项目资助。作者简介:王震,男,硕士生,主要研究方向为生物医学电子与信息技术。,..,收稿日期:——.&琓珻,,甋珻甀,:.甌琍ぁ甌瑃:珻,.——
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篇疪普疪/删严￡鲁А%鲁口攘髌胶庠㈩低忱涠成璞覆问涠晨刂葡低鱼:】至二型刂萍际低温微创冷刀刀头与生物组织接触,通过不断向低温微创冷刀输送液氮,吸收热量,使生物组织温度逐渐降低,直至变相冻结,冻结界面范围随冷冻时间的延长而缓慢向外扩展,即包围微创冷刀刀头的冰球逐渐增大,经过一段时间后,生物组织的冻结范围不再增大,达到动态平衡状态∞A俅簿楸砻鳎L岣呃涠持瘟频陌踩性,冷冻范围的大小控制是十分关键的,该系统为海蛴腥攘髌胶夥匠淌轿#街校篕为已冻结生物组织导热系数,髟为未冻结生物组织导热系数,正为冻结冰球温度,冻结界面蛑本,由郊蚧傻茫尺:~群。一由娇芍#ü范↘、、晦与便可计算得冷冻范围。川。经典的刂破魇枪惴河τ糜谖驴亍⒁苯稹化工、机电等工业领域的一种控制方法‘俊M所示为刂破鞯墓ぷ髟恚参数值,为参数当前的测得值,则二者之差即在实际工业控制过程中,可以根据实际情况的需求,灵活地采用刂破鞯娜址绞街械一种或多种进行组合,来达到最优的目标效果。刂频脑砜梢杂檬表示为:其中,⒛撕停シ直鸨硎颈壤⒒趾臀⒎殖数。为刂破髟怂愫罂刂频氖涑隽浚琫J导实目刂破ú睢长度为W艹の。本文实验控制系统结构如图荆低成乇盏绱欧蚻,向液氮瓶加压。当液氮磁阀和旱F恐械囊旱>┮汗芰魅肜出。如果液氮瓶压力小于设定值,则压力传感器感应输出,微控制器自动开启空气压缩机,对液氮瓶加压;如果液氮瓶压力大于设定值,则系统自动关闭空气压缩机,始