Диссертация (1025217), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Такого рода количественная иодновременнокачественнаяхарактеристикаможетстатьобъективныминдикатором и показателем качества технического обеспечения конкретныхпроцедур медицинских криометодов. Причем его выполнение в явной формедолжнозакладыватьсявтехническомзаданиинапроектированиеоборудования.2.2. Обеспечение ПТООпределитькриомедицинскоготребованиякрациональномуоборудованиянедостаточнодлярежимуточнойработыреализации76криовоздействия.
Необходимы специальные меры по организации обеспечениядозирования с повышенной точностью.При этом необходимо учитывать, что техника (ее режимы работы),обеспечивающая выполнение криовоздействия, и процесс теплообмена вбиоткани при выполнении криовоздействия – звенья одной цепи (Рисунок 2.7).Без связи с использованием конкретного оборудования проблематичноадекватно описывать и обеспечивать выполнение процесса изменениятемпературыбиоткани.Причемдействительныевозможностикриомедицинского оборудования часто не соответствуют должным образомнеобходимой интенсивности теплообмена для реализации криовоздействия и,следовательно, ограничивают его эффективность.
Оборудование должнообеспечивать требования ПТО данной реализации криометода с достаточнойточностью. Для этого необходимы дополнительные организационные меры втом числе на этапе разработки оборудования.Рисунок 2.7. Связь криомедицинского оборудования и процессакриовоздействияДля этого удобно разделить оборудование (вне зависимости от области иусловий применения) на общие по функциональности составляющие –функциональные блоки. В различных образцах функциональные блоки могутиметь различное исполнение, могут совмещаться или отсутствовать некоторыеиз них, но их назначение остается единым для всех устройств.
Иными словами,блок осуществляет выполнение определенной типичной функции.77В обобщенном виде цепочка реализации процесса криометодов кратковыглядит следующим образом. Оператор с помощью блока автоматики иуправленияуправляетпроцессомврежимереальноговремени.Исполнительный блок обеспечивает результат воздействия. Промежуточныефункции выполняют остальные блоки.Блок автоматики и управления выполняет функцию упрощения работыоператора. Данный блок по сути является посредником между операторомоборудования и остальными его блоками. Визуализация и автоматизацияпроцесса контроля изменения температуры должны обеспечивать возможностииндикации, регулирования и сигнализации.
В наиболее упрощенных случаях онотсутствует, вместо него применяется ручное управление оператором. Однакосегодня медицина выдвигает строгие требования к точности воздействия ипроцессы обычно должны быть надежно автоматизированы.Современные средства автоматизации позволяют выполнять современныемедико-технические требования для облегчения работы оператора.
Блокавтоматизации и управления обычно позволяет менять режимы работы,регулировать и управлять работой других блоков, вести регистрациюпараметров с выходом на персональный компьютер, и, при необходимости,выдавать сигнал тревоги. Медицинское применение часто требует наличияразвитой системы визуализации для оператора оборудования и наличиясправочной системы и обучающей программы в самой установке. Такжеследует упомянуть о робот-ассистированных и полностью роботическихвариантах разработки оборудования. В таком случае функции оператора поконтролю эффективности и безопасности криовоздействия либо частично, либополностью должен брать на себя блок управления и автоматики.
Инымисловами, от работы данного блока непременно зависит точность обеспеченияпроцедуры.Блокгенерациихолодаобеспечиваеттребуемуютемпературуохлаждающей среды. Блоки генерации холода возможно классифицировать поисточнику холода, мощности охлаждения и температуре охлаждения, все они78имеют свои особенности. Типичными примерами источников холода являютсяхолодильная машина или запас хладоносителя. Например, при частом,регулярном, длительном применении наиболее эффективно применениепарокомпрессионных холодильных машин.
При редком применении, либо еслиего длительность в течение рабочего дня невелика применяют запасыхладоносителя (сжатые газы, жидкий азот). Мощность охлаждения вкриомедицине может варьироваться от нескольких ватт до киловатт.Температура охлаждающей среды применяется от температурного уровняжидкого азота до температур, близких к температуре окружающей среды.Блоки нагрева осуществляют управляемый нагрев, размораживание,подержание заданной температуры на уровне выше температуры окружающейсреды.Блок подготовки теплоносителя имеет перед собой цель обеспечиватьтребуемые параметры охлаждающей среды. Он является посредником междублоком генерации холода и исполнительным блоком.
Обычно представляетсобой устройства для подготовки охлаждающего газа или жидкости, которыевзаимодействуют непосредственно с биотканью при помощи исполнительногоблока.Исполнительный блок в первую очередь отражает медико-техническиетребования к конкретному аппарату, установке, устройству. Именно онвзаимодействует с биологическими объектами и обеспечивает режим ихохлаждения. Данныйблокявляетсяключевым блокомв реализациикриометода, все остальные блоки обеспечивают его работу.
Он являетсясвоеобразным теплообменником, который захолаживает область биоткани.Например, в криосаунах исполнительным блоком является кабина, в которойнаходится пациент, и условия отвода теплоты от него обуславливаютвыполнение ПТО в данном случае. Исполнительный блок криомедицинскогооборудования является по своей сути теплообменным аппаратом с особымитребованиями, выраженными в обеспечении ПТО (в первую очередь точностьотведения теплоты как по его количеству, так и по пространственной79ориентации). При этом сначала нужно получить потребные параметры процессав исполнительном блоке, а потом производить расчет остальных блоковоборудования.Корпус объединяет блоки в единое целое.
Обычно выполняется в видерамы, на которую монтируются остальные блоки, закрытой снаружи панелями,также по необходимости используется тепловая изоляция. В зависимости отназначения оборудования, конструкция корпуса может меняться (например,стационарноеимобильноеисполнение).Мобильностьмедицинскогооборудования заключается не только в возможности легкого перемещениявнутри лечебного учреждения, но и за его пределы, как на транспорте, так исамостоятельно.Такжеследуетразличатьотдельномобильностьисполнительного блока и объекта целиком.Также необходимо учитывать, что в зависимости от области применения,дополнительных эксплуатационных требований состав оборудования можетрасширяться и снабжаться дополнительными блоками, в том числе в процессеэксплуатации.
Также такие блоки применяются для обеспечения комплекснойоперации или процедуры в целом. Они могут быть интегрированными в корпус,либо их функции могут исполнять отдельные устройства.Итак,чтобыполучитьгарантированнокачественныйрезультаткриовоздействия необходимо обеспечить выполнение ПТО с помощьюисполнительного блока. Работа исполнительного блока определяется работойоператораивозможностямиоборудования(цепьювзаимосвязанныхфункциональных блоков). Иными словами, получается последовательность«Оператор – оборудование – процесс – результат», которую можно представитьв форме «Оператор – взаимосвязанные функциональные блоки – ПТО –результат» (Рисунок 2.8).Точностьобеспечениядозированияобуславливаетработаисполнительного блока, причем его работа зависит от точности работы блокаподготовки теплоносителя, работа которого зависит от характеристик блокагенерации холода.
В итоге, точность обеспечения дозирования зависит от80работы последовательности функциональных блоков оборудования, от ихвзаимовлияния. Для обеспечения высокой точности проведения дозированияпри криовоздействии работа всех функциональных блоков должна бытьсогласована. Причем сначала необходимо получить потребные параметрыпроцесса в исполнительном блоке. То есть он является базовым для созданияоборудования. Так как с этого теплообменного аппарат всегда необходимоначинать расчет. Далее рассчитывается вся остальная система, чтобы в итогевсе блоки удовлетворяли требованиям обеспечения точности.Рисунок 2.8.
Цепочка «Оператор – оборудование – процесс - результат»Необходимо учитывать, что на вышеописанные блоки оказывает влияниеавтоматика и производящий процедуру оператор. Влияние оператора наточность дозирования должно быть минимизировано. В его функциях в первуюочередь должен быть контроль безопасности при процедуре. Все это должноучитываться при разработке оборудования с высокой точностью обеспечениядозирования.
Причем возможность получения необходимой ПТО необходимообеспечивать на всех этапах подготовки и проведения процедуры.81В общем виде это выглядит следующим образом:Рисунок 2.9. Этапы обеспечения ПТОВ разделе 1.2 указано, что перспективным является совмещениеимеющихся подходов на основе современных вычислительных систем исредств автоматики. Причем по мере повышения сложности криовоздействаиядолжны применяться сначала методические рекомендации, далее контрольтемпературыитеплофизическоепрогнозирование(планирование)ходавоздействия при конкретной его реализации с помощью моделирования.Теплофизическое планирование также необходимо для решения задачиндивидуализации криопроцедур.
Так что ответственные криопроцедурытребуют предварительного планирования проведения их в рамках ПТО. Дляэтого в первом приближении возможно рассчитать параметры теплообмена.Непосредственно при ее проведении возможно осуществлять контроль имоделированиебезопасностиотличаетсяврежимеонлайнкриопроцедуры.отмоделированиядляобеспеченияДействительныйданных,полученныхнеобходимоотдельноприэффективностипроцесс,безусловно,моделировании.учитыватьприиОшибкупрогнозированиикриовоздействия. Для ее снижения, например, возможно использовать опытпроведениякриовоздействийнапрактике(собиратьстатистическуюинформацию).
Причем необходимо учитывать, что по информации о82температурной истории возможно делать и вторичную аналитику. Например,оценивать зону крионекроза исходя из совокупности факторов, влияющих на ееформирование.СточкизрениясвязиПТОимоделированиясовременныевычислительные методы позволяют получать и анализировать данные о расчететеплообмена в трехмерных средах сложной структуры в различных их точкахпри нестационарном процессе теплообмена для всех приведенных вышеслучаев применения моделирования для нужд обеспечения ПТО.На практике использования оборудования для конкретного его образцаохлаждаемые области биоткани схожи, но не идентичны.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
