Отзыв ведущей организации (Теоретическое и экспериментальное исследование теплообмена при многозондовом низкотемпературном воздействии на биоткани)

«УТВЕРЖДАКЗ» Временный генерал ый ффектор ОАО «НИЦ13Т„, ' ..ф .:;, кшинского» С.Е. Боровой .:, 'а~7~М>:.':.,'.-„-. Л "=.-" " ' 2017 г Открытое акционерное общество «Научно-исследовательский институт вакуумной техники им. С.А. Векшинского» на диссертационную работу Пушкарева Александра Васильевича на тему «Теоретическое и экспериментальное исследование теплообмена при многозондовом низкотемпературном воздействии на биоткани», представленную к защите в диссертационном совете Д 212.141.16 при ФГБОУ ВО МГТУ им.

Н.З. Баумана на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.04.03 — Машины и аппараты, процессы холодильной и криогенной техники, систем кондиционирования и жизнеобеспечения. Криохирургический метод лечения является высокотехнологичным видом оказания медицинской помощи. Он имеет преимущества перед другими типами биофизического воздействия на организм человека. Одними из основных его достоинств являются отсутствие кровотечения, относительно быстрое заживление и хороший косметический эффект. Для расширения области применения данного метода сегодня внедряются технологии воздействия группой криоинструментов на целевую зону, которые позволяют удалять малоинвазивным чрезкожным способом биоткани неповерхностной локализации. В то же время возникают нетривиальные вопросы прогнозирования границ замораживания и некроза при многозондовом криовоздействии, от которых зависит результат лечения. Применяемый сегодня метод, заключающийся в суммировании зон замораживания от отдельных криоинструментов как от независимо работающих, имеет недостаточную точность планирования, что подтверждается рецидивами реальных криохирургических операций.

Создание достоверных методик расчета теплообмена в биотканях при воздействии группой криоинструментов для повышения точности прогнозирования является актуальной задачей, решение которой расширит возможности криохирургического метода лечения. Автором впервые получены экспериментальные данные по зависимостям тепло физических свойств биотканей опухолей предстательной железы и уточнены данные по моделирующей биоткань среде — желатиновому гелю в широком диапазоне температур. Впервые экспериментально исследованы характеристики малоинвазивных криоинструментов — распределение температур вдоль рабочей поверхности малоинвазивных криозондов в зависимости от времени.

На основе разработанной методики расчета автором получены решения задачи теплообмена в биоткани с учетом взаимного влияния криоинструментов друг на друга и доказана необходимость учета взаимного влияния, которое приводит к повышению точности прогнозирования многозондового криовоздействия. Практическая значимость работы определяется разработанной в рамках методики расчета компьютерной программой тепло физического моделирования в биоткани, которая позволяет достоверно рассчитывать и визуализировать зоны замораживания и некроза при многозондовом низкотемпературном воздействии. На основе серии расчетов в компьютерной программе предложены рекомендации по организации криовоздействия группой криоинструментов на биоткани опухолей предстательной железы.

Экспериментально получены численные данные по расходу рабочего газа аргона в используемом в опытах реальном криохирургическом аппарате. На их основе рассчитаны диапазоны времени работы аппарата в зависимости от начального давления газа в баллоне и количества одновременно используемых криозондов. Стоит отметить, что в процессе работы предложена схема конструкции криоинструмента, которая защищена патентом на полезную модель № 154699 от 09.04.2015, Результаты проведенной работы использовались в рамках выполнения научного проекта РФФИ № 13-08-12051 офи м, а также проекта РНФ № 16-19-10567 и введены в учебный курс «Криомедицинская техника» кафедры 3-4 «Холодильная, криогенная техника.

Системы кондиционирования и жизнеобеспечения» МГТУ им. Н.З. Баумана. Результаты работы имеют значимость как для науки, так и для производства. Получены новые экспериментальные значения теплофизических характеристик биотканей и показаны особенности их поведения на отрезке от отрицательных температур до положительных. Выявлен характер зависимости удельной теплоемкости биотканей предстательной железы от температуры, которая разделена на три условных участка. Причем, низкотемпературный участок, который находится ниже точки замерзания свободной влаги, отличается от удельной теплоемкости воды не более, чем на 5;0.

Это доказывает возможность использования значений удельной теплоемкости воды для данного участка, но при этом обязателен учет экспериментально определенной скрытой теплоты фазового перехода конкретной биоткани, значительно отличающейся от аналогичной характеристики воды, а также криоскопической температуры. Разработан экспериментальный стенд и методика проведения опыта, которые возможно использовать для испытаний как существующего малоинвазивного криохирургического инструмента, так и вновь создаваемого. Полученные автором результаты работы имеют важное прикладное значение и могут быть использованы при предоперационном планировании криохирургических операций группой криоинструментов на биоткани.

Анализ проведенных расчетов с группами криозондов показал диапазоны значений объемов областей замораживания и крионекроза для случая воздействия на биоткани предстательной железы. Полученные экспериментальные данные по температурному распределению вдоль рабочей поверхности криозондов следует учитывать при проектировании новых образцов криоинструментов. Опытные значения расхода газообразного аргона необходимо учитывать для экономии и более рационального использования рабочего вещества. 1.

При верификации компьютерной программы расчета не ясно, почему автор подробно показал сравнение экспериментальных и расчетных данных только водной контрольной точке, хотя имелось 8 температурных датчиков в случае с 1 криозондом и 4 в случае с 2 криозондами. 2. Автор приводит сведения, что экспериментальный модуль № 1 предназначен для определения температурного распределения вдоль рабочей поверхности криоинструмента при различных режимах работы. В будущем в качестве рекомендации автору предлагается исследовать характеристики при режимах, отличных от режима непрерывной подачи рабочего газа. 3. Целесообразно в дальнейшем провести исследование, направленное на изучение процессов теплообмена и течения рабочего газа внутри криохирургического инструмента, что расширит возможности управления рабочими характеристиками криозон да, что в свою очередь расширит возможности низкотемпературного метода лечения.

В целом, данные замечания и предложения носят рекомендательный характер, нацелены на дальнейшее развитие данного направления исследований, не снижают научной и практической значимости полученных результатов и общей высокой оценки диссертационной работы. Заключение Диссертация Пушкарева Александра Васильевича выполнена на высоком научном уровне. Результаты работы являются достоверными и имеют практическую ценность. Основные положения диссертации докладывались на российских и международных научных конференциях, конгрессах и семинарах. Диссертационная работа Пушкарева Александра Васильевича является завершенной научно-исследовательской и квалификационной работой, в которой разработана достоверная методика расчета теплообмена в биоткани при криовоздействии группой криоинструментов, получены важные экспериментальные и теоретические научные результаты.

Автореферат полностью соответствует содержанию диссертационной работы. Результаты работы отражены в б научных статьях, рекомендуемых ВАК РФ, в том числе 1 в журнале из базы индексирования ссорив, получен патент на полезную модель, опубликованы тезисы 13 докладов. Диссертация отвечает требованиям положения «О порядке присуждения ученых степеней», утвержденным постановлением Правительства РФ от 24.09.2013 г., № 842 (ред.

от 02.08.2016), а ее автор А.В. Пушкарев заслуживает присуждения ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.04.03 «Машины и аппараты, процессы холодильной и криогенной техники, систем кондиционирования и жизнеобеспечения» .Б. Симакин Заместитель генерального директора ОАО «НИИВТ им. С.А.

Векшинского» д.т.н. 117105, г. Москва, Нагорный проезд, д.7 тел/факс: 8 1495) 280-71-20 /8 (499) 123-74-2( е-та11: п1М(®п1М.гц Подпись д.т.н. С.Б. Симакина удостоверяю. Ученый секретарь НТС, к.т.н. О.Г. Ломакина Отзыв на диссертационную работу Пушкарева Александра Васильевича рассмотрен и одобрен НТС ОАО «НИИВТ им. С.А. Векшинского».