冷冻手术

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TUhjnbcbe - 2022/8/5 8:47:00
随着现代医学研究的不断深入,医疗仪器不断更新,半导体制冷技术已广泛应用于医疗仪器中,下面将以医用冷藏箱、C型臂X射线机、激光手术器和冷冻切片机为例介绍半导体制冷在医疗器械的应用。

1.医用冷藏箱

冷藏条件对生物样本的运输和转运是医学实验和临床诊断过程中不可缺少的环节。采用半导体制冷技术在野外场合下,更加适合、方便产生冷藏条件环境,并能够较长时间维持冷藏环境条件的运输箱体,保证生物样品、贵重药品和医用物品的保质运输与转运。为达到将已有的冷藏条件尽可能地保持相对长的时间,可选择相变储能材料,用来储存制冷能量。它具有预先制冷、储存冷能的功能,在其被冷冻的前提下释放冷能时间长的特性,并且可以反复进行制冷、蓄冷,不受使用次数的限制,确保生物制品样本保持在低温条件(0℃至10℃)存储达到8至h,具有保温性能好、卫生无*、轻便耐用、安全可靠等特点。

图1医用冷藏箱(源于网络)

2.C型臂X射线机

C型臂X射线机开始工作时,球管温度较低,此时由机器自身散热。当机器使用达到一定时间时,球管内的热量不断地积累,机器本身的散热达不到要求,此时温控装置检测到球管温度超标,立即启动半导体制冷系统,通过半导体制冷使球管温度降低。当降低到合适温度时,半导体制冷系统停止运行,又进入机器自身散热的阶段,如此反复,使球管温度维持在一个稳定的水平。

图2C型臂X射线机(源于网络)

3.激光手术器

Nd-YAG激光手术器的最大特点就是输出功率大,可对病变细胞进行气化或切割。另外,被Nd-YAG激光治疗过的溃疡组织和肿瘤组织对该种溃疡或肿瘤有免疫力,不会复发。因而,近年来广泛应用于临床治疗。输出功率大,消耗的电功率相应也大,以医疗常用的wNd-YAG激光手术器为例,其消耗的电功率高达3.5kW以上,如此大的能量仅有少部分转化为光能,大部分转化为热能,如果散热不充分,将损坏激光腔体和内部YAG晶体以及灯等。采用半导体制冷的Nd-YAG激光手术器,由于半导体制冷系统体积小、重量轻,因而可实现一体化设计,将Nd-YAG激光手术器整套部件,包括电、激光腔体、温控电路、半导体制冷系统等全部装配在一起,体积可小到48X36X68cm3,重量仅36公斤,并且无外加水箱、外接水管等辅助配件,体积小、重量轻、使用极为方便,连续工作时间很长。冷却激光腔体的方法是用泵驱动循环制冷剂将激光腔体产生的热量带至传冷块,半导体制冷块再将热量传至散热器进行散热,从而使激光腔体迅速冷却。

图3Nd-YAG激光手术器(源于网络)

4.冷冻切片机

采用半导体制冷技术冷冻组织的冷冻切片机切片过程仅需冷冻、切片两个工艺过程,组织冷冻速度高、温度低,能在几分钟内将组织温度降至-50到-60℃,因而,具有操作简单方便、切片速度快,质量高等优点。

图4冷冻切片机(源于网络)

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