2010-05-26 09:59:26 阅读8 评论0 字号:大中小
前几日Q群中一位教师询问八年级上册物理教材中氩氦低温手术技术的原理。起初教学过程中,并没有在意这个图,原本以为是与物态变化有关,通过这几日的查阅资料发现,教材中引用了医学中的一项先进的xx技术——氩氦刀,但是它与物态变化确是没有关系的。下面仅就个人查阅的资料作出解释,如有不当的地方还请各位教师指正,谢谢。
一、什么是氩氦刀?
Cryo-HITTM低温冷冻手术系统是一种微创超低温冷冻消融肿瘤的医疗设备。它是航天制导技术,也就是氩气的冷隔绝技术应用到医疗领域的结晶。美国的氩氦超冷刀,是世界上{wy}同时兼具零下150度超低温冷冻、介入热疗、200度大温差逆转和免疫增强等多重效能的高新科技医疗系统。
手术的基本过程:手术时多数用局麻为主,xx时一般在B超、CT、磁共振引导下进行穿刺,实时监测穿刺的全过程。手术方式有经皮穿刺,外科手术直视下穿刺,腔镜下穿刺。在CT或B超定位引导下将氩气刀准确穿刺进入肿瘤体内,然后首先启动氩气,可籍氩气在刀尖急速膨胀产生制冷作用,在15秒内将病变组织冷冻至零下140℃~170℃。持续15~20分钟后,关闭氩气,再启动氦气,又可籍氦气在刀尖急速膨胀,急速加热处于超低温状态的病变组织,可使病变组织温度从零下140℃上升至零上20℃~40℃从而施行快速热疗。持续3~5分钟之后,再重复一次以上xx。此种冷热逆转疗法,对病变组织的摧毁尤为彻底。其降温及升温的速度、时间和温度,摧毁区域的尺寸与形状,可由B超或CT等实时监测,并由计算机xx设定和控制。更重要的是由于氩氦刀制冷或加热只局限在刀{jd0},刀杆不会对穿刺路径上的组织产生冷热伤害。氩氦刀是目前{wy}可进行微创经皮冷热xx的仪器。 【参考资料:百度百科:氩氦刀:http://baike.baidu.com/view/446443.htm?fr=ala0_1】
根据上文的叙述,氩氦刀技术是在高压状态下,使氩气急速膨胀致冷,氦气急速膨胀制热。这种技术与【绝热节流的温度效应】有关。
二、绝热节流的温度效应
热力学{dy}定律对实际气体成功莫过于Joule-Thomson(焦耳-汤姆逊)效应,它以精准的实验为基础,经过{dy}定律的严格分析,得到了实用价值的结论,即绝热节流的温度效应。
对Joule-Thomson(焦耳-汤姆逊)效应,我简单解释下,具体理论请参考下边给出的链接供各位教师学习交流。
对实际气体节流膨胀的大量实验发现,大多数气体在室温下节流后都会引起温度降低;只有为数很少的气体,如氢和氦,节流后温度略有升高,这种在节流膨胀过程中,气体温度随压力改变的现象叫做 Joule-Thomson(焦耳-汤姆逊)效应。
可以简单的理解为,气体温度随压力改变,有些气体温度升高,有些降低。例如,氩氦刀。氩气在急剧膨胀过程中,压力改变后温度降低;氦气在急剧膨胀过程中,压力改变后温度升高。教材中的关于氩氦低温手术,既是指医学中的氩氦刀,所以不能简单的用物态变化给学生解释其应用的原理。
【参考资料:1.热节流的温度效应:
2.节流效应与致冷:】