Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Температурное воздействие на костную ткань: обзор и исторические аспекты использования на современном этапе 11
1.1 Краткая историческая справка высокотемпературного воздействия на костную ткань 12
1.2 Особенности структурного строения кости 13
1.3 Способ электромагнитного разрушения опухоли кости и устройства для его реализации 14
1.4 Способ ультразвукового разрушения опухоли кости 23
1.5 Высокотемпературное воздействие на кость в процессе оперативного лечения опухоли 26
1.6 Способ высокотемпературного разрушения опухоли кости путем непосредственного нагрева 29
Выводы по первой главе 34
Глава II. Реализация способа высокотемпературного разрушения опухоли кости с применением игольчатых нагревателей на постоянном токе 35
II. 1 Структура и параметры устройства для нагрева и стабилизации температуры ограниченной области костной ткани 35
II.2 Исследование динамических процессов при нагреве цилиндрического объема вещества 40
II.3 Моделирование процесса нагрева кости в среде ANSYS 43
Выводы по второй главе 55
Глава III. Методика определения параметров системы нагрева и автоматической стабилизации температуры при высокотемпературном разрушении опухоли кости 56
III. 1 Конструктивные особенности нагревателей 56
Ш.2 Параметры нагревательного элемента 59
III. 3 Моделирование тепловых переходных процессов в нагревателе
III. 4 Методика применения системы нагрева и автоматической стабилизации температуры для реализации метода высокотемпературной деструкции опухоли кости 74
III. 5 Расчет мощности нагревателя и системы нагрева и автоматической стабилизации температуры 84
Выводы по третьей главе 87
Глава IV. Практическое применение системы нагрева и автоматической стабилизации температуры 88
IV.1 Описание экспериментальной установки 88
IV.2 Методика проведения экспериментов 90
IV.3 Анализ экспериментальных данных 92
Выводы по четвертой главе 98
Заключение 99
Список используемых источников
- Способ электромагнитного разрушения опухоли кости и устройства для его реализации
- Исследование динамических процессов при нагреве цилиндрического объема вещества
- Методика применения системы нагрева и автоматической стабилизации температуры для реализации метода высокотемпературной деструкции опухоли кости
- Методика проведения экспериментов
Способ электромагнитного разрушения опухоли кости и устройства для его реализации
Во всех устройствах рабочий элемент - излучатель 1, с помощью которого энергия 2 поступает в нагреваемую область 3. Обкладки 4 являются приемником электромагнитного излучения и чаще всего находятся вне организма при прогревании. Так как в процессе работы излучатель может нагреваться до температур более 100 С, то обычно используют принудительное охлаждение путем прокачки дистиллированной воды через излучатель, что сказывается на сложности его изготовления.
В источнике [9] опубликована статья, в которой рассказывается о новом способе нагрева локальной области с помощью СВЧ на игловом излучателе. Аппарат разрушает раковые клетки тепловой энергией свыше 50 С. Это современное электронное устройство, которое имеет рабочий элемент в виде иглы (толщиной до 1,5 мм), она внедряется в тело через прокол или высверленное отверстие в кортикальном слое и транспортирует энергию (рисунок 1.3). Энергия высокочастотных колебаний проходит к опухоли, далее эти волны идут с антенны на клетки. Здесь и происходит трансформация высокочастотной энергии в тепловую, и наступает разрушающий эффект, убивающий опухоль.
В этом способе есть свои недостатки, методика относится к разряду Hiech, но не решает вопрос контролируемого повышения температуры в локальной области биологической ткани. В рассматриваемом способе врач с помощью сервисной панели выбирает параметры, которые необходимы для удаления конкретной ткани (костной, мышечной, нервной), а далее аппарат вводит дозировано энергию Р исходя из заданных параметров и сигнала с датчика температуры, помещенного в нагреваемую область, тем самым малейшая ошибка может привести к «выжиганию» большей локальной области, чем предполагалось, а также неконтролируемому нагреву, что говорит о необходимости постоянного внешнего контроля процесса - под навигацией ультразвуковой и компьютерной томографии. Излучатель необходимо охлаждать подводом дистиллированной воды.
По результатам обзора патентной литературы заметно развитие технологий в данной области [8-13]. Все устройства, реализующие способ электромагнитного разрушения опухоли кости можно разделить на две категории по методике применения. К первой категории относятся устройства, применение которых для осуществления процедуры нагрева, не нуждается во введении рабочего инструмента в организм, так как используются исключительно поверхностные электроды. Так, например, комплект аппаратуры для электромагнитного нагрева злокачественных новообразований содержит генератор СВЧ-энергии и соединенную с этим генератором антенну, излучающую электромагнитные волны в заданную область тела пациента. В таком устройстве используется СВЧ-диапазон электромагнитных колебаний 2450 МГц (длина волны 12 см), 915 МГц, (33 см) и 433 МГц (65 см). Устройство имеет наружные контактные излучатели рисунок 1.4 для электромагнитного нагрева участков тела, имеющих сложную геометрическую форму [10].
Используя схожую методику, осуществляют нагрев биологической ткани такие устройства, как аппарат EHY 2000 и комплекс Яхта-5. Ко второй категории относятся устройства, применение которых подразумевает введение в кость рабочего инструмента. В устройстве микроволнового разрушения биоткани (рисунок 1.5) для нагрева биоткани до температуры разрушения используется излучатель, выполненный в виде отрезка коаксиальной линии с излучателем на конце проводника [8].
Устройство предназначено для разрушающего нагрева как мягких тканей человека, так и костей. При необходимости выполняется прокол или сверление кортикального слоя кости, затем внутрь помещается излучатель. Если произошло разрушение кортикального слоя, то сверление не требуется. Нагрев осуществляется при выходной мощности 20-30 Вт. Одновременно с нагревом производится ввод в биоткань 20-25% раствора NaCl со скоростью 0,5-1 мл/мин. Это устройство позволяет получить участок разрушаемой ткани за одну процедуру диаметром до 3,5 см за 20 минут за счет одновременного микроволнового нагрева биоткани и введения концентрированного раствора NaCl. Однако вопрос о совместном действии химических и физических методов разрушения биоткани исследован еще недостаточно и во многом непредсказуем. Аппарат RITA Medical 1500x для реализации способа локальной гипертермии и высокотемпературного разрушения (рисунок 1.6) использует метод радиочастотного нагрева [11, 14].
Корпус аппарата оборудован панелью управления 1 с элементами управления. Использование данной системы предполагает введение в опухоль специальной радиочастотной иглы 2 (зонда) с раскрывающимся массивом электродов-антенн. С помощью высокочастотного (460 кГц) сигнала этих антенн разогреваются окружающие ткани, создавая область некроза. Включение подачи ВЧ энергии осуществляется с помощью ножной педали 3. Принцип действия аппарата основан на прохождении через биологические ткани электрического тока, меняющего свою полярность 460 тыс. раз в секунду. Воздействие высокочастотного тока с переменной полярностью приводит к нагреву биологической ткани и гибели ее клеток. Возможно использование открытого доступа к опухоли (во время полостных операций). Контроль позиционирования иглы осуществляется с помощью ультразвукового исследования, компьютерной либо магниторезонансной томографии. Температура контролируется с помощью пяти датчиков температуры, расположенных на концах электродов-антенн.
Применение аппарата для воздействия на кость требует некоторой подготовки. В кортикальном слое кости 1 делается отверстие диаметром достаточным для внедрения зонда 2. Раскрытие зонда производится в губчатой кости 3. Антенны 4 имеют сложную структуру, и достаточно прочны для проникновения сквозь губчатую кость. На концах антенн расположены датчики температуры, данные с датчиков обрабатываются системой управления.
Способ высокотемпературного разрушения биоткани нагретым теплоносителем заключается во введении в биоткань через отверстия в стенке полой металлической иглы 1, являющейся активным электродом, теплоносителя и подаче высокочастотного тока относительно нейтрального электрода 2, при этом нагрев теплоносителя ведут до температуры кипения, а острие иглы изолируют от остальной части иглы. В качестве теплоносителя используют дистиллированную воду. Теплоноситель нагревается до температуры 90-100 С током высокой частоты и прокачивается под давлением 0.1-0.2 МПа. Использование данного способа позволяет уменьшить травматичность процедуры высокотемпературного разрушения области биоткани 3 за счет увеличения объема разрушенной ткани за одну процедуру, однако при использовании устройства для лечения опухолевых заболеваний такой конструкцией нельзя обеспечить направленную подачу вводимых растворов, а значит невозможно создать оболочку из теплоносителя вокруг пораженной биологической ткани, что снижает эффективность воздействия на опухоль. К недостаткам устройства также можно отнести использование высокочастотного генератора, что негативно влияет на клетки живой ткани.
Исследование динамических процессов при нагреве цилиндрического объема вещества
При реализации способа высокотемпературного воздействия на опухолевые образования кости путем непосредственного нагрева необходимо получить равномерно прогретую область воздействия. В связи с этим получение картины распределения температуры в любой точке зоны нагрева является очень важной задачей. В статье [39] рассмотрена модель нагрева области живой ткани 20 нагревателями, образующими сплошную цилиндрические стенку. На рисунке П. 5 схематично представлен срез нагреваемой области вдоль нагревателей.
Авторы статьи рассматривают нагреваемую область как бесконечно длинный цилиндр. При данном допущении можно считать, что тепло распространяется от стенки цилиндра, образованного нагревателями к центральной оси цилиндра. Вся область схематично разделена на цилиндрические слои диаметрами dl,d2,d3,d4. Центральный слой имеет толщину dl, стремящуюся к нулю. Температура этого слоя неизменна и составляет 36 С, что соответствует процессу термостабилизации организма.
Так как реальный объект нагревается не цилиндром, а нагревателями, то расчет, приведенный в статье, будет справедлив, если температурные поля от нагревателей будут пересекаться, образуя непрерывную цилиндрическую стенку, нагретую до температуры стабилизации нагревателей. В этом случае можно говорить о многослойной цилиндрической стенке [40-43
С использованием формулы расчета температуры слоя (П.1) можно рассчитать температуру в любой точке нагреваемой цилиндрической области. Температура поверхности центрального слоя - tCTl, температура поверхности нагревателя - tCT2, коэффициенты теплопроводности слоев равны между собой и равны X, численно значение соответствует коэффициенту теплопроводности кости и равняется 0,47. Внутренний виртуальный слой имеет диаметр dl, стремящийся к нулю, но он необходим, так как играет роль стока тепла, поглощающего тепловой поток q, идущий от нагревателей к центру рассматриваемого составного цилиндра. [40]
Для увеличения точности расчетов необходимо произвести разбиение на большее количество слоев. Температура наружной стенки tCT2 равна температуре стабилизации поверхности нагревателей, в конкретном рассматриваемом случае это 95 С.
Построим график зависимости температуры цилиндрической области, расположенной около центрального теплоотвода от диаметра внешнего цилиндрического нагревателя с температурой tCT2 (рисунок П.6).
Исходя из рисунка П. 6 можно сделать вывод о том, что для прогрева области до температуры разрушения белка необходимо нагреваемую область разбивать на сегменты диаметр которых не будет превышать 15 мм.
Для целей моделирования проведем разделение опухолевых образований кости на две категории по месту их локализации в кости. К первой категории относятся опухоли, расположенные на поверхности кости (рисунок П. 7), частично или полностью разрушая кортикальный слой кости. Рисунок П.7 - Расположение опухоли бедренной кости на поверхности с частичным разрушением кортикального слоя
Ко второй категории можно отнести опухоли, которые находятся в пределах кортикального слоя (рисунок П.8). Такие опухоли находятся внутри кости. Наиболее яркий пример такой опухоли - это метастатическое образование в бедренной кости из опухоли почек. Рисунок П. 8 - Опухоль внутри плечевого сустава
Для детального рассмотрения процесса нагрева и формирования методических рекомендаций по применению способа высокотемпературного разрушения опухоли кости необходимо провести отдельное моделирование процесса нагрева области кости, окруженной мягкими тканями, для каждой категории опухолей.
Кость имеет сложную структуру (рисунок П.9). Пластинки костной ткани перекрещиваются в направлениях, по которым кости испытывают наибольшее растяжение или сжатие. Такое строение обеспечивает прочность и легкость костей. 1 - линии сдавливания; 2 - линии растяжения Рисунок П.9 - Строение кости
Так как кости каждого человека индивидуальны, необходимо построение более простой модели, без учета индивидуальных особенностей строения для возможности экспериментального исследования в первом приближении. Теплопроводность костной ткани различна в зависимости от направления, но учитывая тот факт, что пластинки костной ткани достаточно тонкие и перекрещиваются, а объем между пластинками заполнен жидкостью можно сделать допущение, что полученный объем обладает относительной однородностью и имеет фиксированное значение теплопроводности и теплоемкости во всех направления.
ANSYS - универсальная программная система конечно-элементного анализа, позволяющая решать задачи, основанные на реальных физических процессах, такие, как механика деформированного твердого тела и конструкций, механика жидкостей и газа, задачи теплопередачи и теплообмена, электродинамики, акустики, а также механики связанных полей. Воспользуемся возможностью решения задач теплопередачи и теплообмена для моделирования процесса нагрева пораженной кости до температуры разрушения белка. [44-48]
Работу по измерению численных значение удельной теплоемкости и коэффициента теплопроводности различных материалов и тканей провели зарубежные ученые К. Giering и др. [49] и профессор KennethR. Holmes [50].
В модели полностью отражено строение кости. Кость состоит из основных частей, размеры которых соответствуют размерам бедренной кости взрослого человека. Вокруг кости находится мышечная ткань 1. Кость состоит из надкостницы 2, кортикального слоя 3, губчатой кости 4 и костномозговой полости 5. Опухоль 6 расположена в кортикальном слое, надкостнице кости, разрушая их полностью и контактирует с мягкими тканями. Нагреватели 7 расставлены согласно способа высокотемпературного воздействия на опухолевые образования кости путем непосредственного нагрева. В модели реализован процесс двухэтапного нагрева. Сначала включаются нагреватели внешнего круга, а затем, через 10 минут, нагреватели внутреннего круга. Температура нагревателей 95 С.
По всему объему биологической ткани задается конвекционный процесс -динамически изменяющиеся граничные условия второго рода по объему, что соответствует постоянству плотности теплового потока для каждой точки объема. На поверхности внешней модели задано граничное условие третьего рода -характеризующего закон конвективного теплообмена между поверхностью модели и окружающей средой. В этом случае количество тепла, передаваемого в единицу времени с единицы площади поверхности тела в окружающую среду, прямо пропорционально разности температур между поверхностью тела и окружающей средой. Температура окружающей среды равна 36 С.
Для теплового расчета вся модель разбивалась на конечные элементы (тетраэдры), опухоль и окружающие ее ткани разбивались на более мелкие конечные элементы для увеличения точности расчетов и отображения результата. В остальном объеме модели размер элементов увеличен для снижения затрат процессорного времени. Для передачи тепла между составными частями модели задавалась жесткая связь в местах их контакта.
Согласно требованиям онкологов нагрев должен происходить в течение 20-30 минут. В исследуемой модели граничное время моделирования составляет 20 минут.
Среда ANSYS позволяет пронаблюдать процесс нагрева в динамике, используя графическое отображение результата моделирования. Это дает возможность провести серию экспериментов на различных моделях для получения методики применения устройства для реализации способа высокотемпературного воздействия на опухолевые образования кости путем непосредственного нагрева. Наглядно конечный результат моделирования представлен на рисунке П. 11.Температура фиксировалась в центре опухоли в течение всего времени нагрева.
Методика применения системы нагрева и автоматической стабилизации температуры для реализации метода высокотемпературной деструкции опухоли кости
Существует лишь математическая зависимость «тепловой» части от электрической и электрической от «тепловой». Тем самым исключается влияние протекающих токов между принципиально разными средами.
Для построения модели выбрана среда моделирования LTSpice IV -бесплатный программный продукт компании Linear Technology. В этой программе была разработана модель в соответствии с электротепловой аналогией, где эквивалентом теплоемкости является электрическая емкость конденсатора, а мощности, подаваемой на обмотку нагревателя - ток, втекающий в конденсатор. Далее, в зависимости от температуры обмотки нагревателя (напряжения на конденсаторе) вычисляется сопротивление нагревателя.
На рисунке III.9 приведена модель канала стабилизации температуры в программной среде LTSpice IV. Задающим воздействием для устройства является номинал регулируемого сопротивления. Через измерительный мост протекает ток, следовательно, выделяется мощность, которая преобразуется в тепловую. Рисунок III.9 - Модель канала стабилизации температуры с нагревателем в программной среде LTSpice IV
С помощью модели канала стабилизации температуры с нагревателем можно получить графики процесса нагрева на границах составных частей нагревателя. Модель позволяет оценить время выхода на номинальную температуру, а также процесс стабилизации температуры. Результат моделирования представлен на рисунке ШЛО. f
Кривая 1 соответствует температуре обмотки нагревательного элемента, модель построена таким образом, что температура стабилизации нагревательного элемента равна 95 С. Время выхода на номинальную температуру 1,5 сек, учитывая теплоемкость составных частей нагревательного элемента, а также тепловое сопротивление переходов. Кривая 2 соответствует температуре на границе термопаста-внутренняя часть нагревателя. Мы видим, что основные потери температуры происходят именно на слоях термопасты, так как термопаста обладает наименьшим коэффициентом теплопроводности по сравнению с составными частями нагревателя. Температура стабилизации данного перехода составляет 90,5 С, время выхода на температуру стабилизации 1,6 сек. Кривая 3 соответствует температуре поверхности нагревателя. Температура стабилизации поверхности нагревателя равна 88 С, время выхода на температуру стабилизации 1,8 сек. Кривая 4 соответствует границе термопасты и внутренней части кожуха нагревателя. Температура стабилизации достигает 85 С, время выхода на температуру стабилизации 1,9 сек. Кривая 5 соответствует температуре поверхности кожуха нагревателя и практически совпадает с кривой 4. Температура стабилизации равна 84.5 С, время выхода на эту температуру 1,9 сек.
Из результатов моделирования можно сделать вывод, что на тепловых переходах составных частей нагревателя при интенсивном теплоотводе с поверхности нагревателя теряется 10,5 С, относительно температуры стабилизации нагревательного элемента. Эти результаты справедливы только в начальный момент времени до нагрева области кости либо при интенсивном отводе тепла от нагревателя. В реальном объекте при времени, стремящемся к бесконечности, температура поверхности нагревателя будет стремиться к температуре стабилизации нагревательного элемента.
С помощью программной среды ANSYS необходимо провести моделирование и анализ тепловой модели нагревателя. ANSYS дает возможность пронаблюдать в динамике процесс теплопередачи от нагревательного элемента к поверхности нагревателя, а также сравнить полученные результаты с выводами моделирования в LT Spice IV.
Модель представляет собой составной многослойный нагреватель, помещенный в локальный объем, имеющий тепловые характеристики костной ткани (теплопроводность, теплоемкость). Многослойный нагреватель построен согласно рисунку III.2. Теплопередача по всей длине нагревателя принята одинаковой и моделирование процесса передачи тепла от нагревательного элемента к поверхности нагревателя можно произвести на небольшом участке нагревателя. По всей длине нагревателя результаты будут одинаковыми с учетом допущений. Построенная модель представлена на рисунке III. 11. Рисунок III. 11 - Модель нагревателя в ANSYS
Граничная температура расчётов установлена 36 С, что соответствует температуре организма человека. 2 - обмотка нагревательного элемента на медный стержень 1, стабилизированная на температуру 95 С. Области 3 и 5 термопаста Arctic МХ-4, области 4 и 6 - сталь медицинская нержавеющая. Область 7 - эквивалент костной ткани. В модели по всему объему костной ткани задан конвекционный процесс - динамически изменяющиеся граничные условия второго рода по объему, что соответствует постоянству плотности теплового потока для каждой точки объема. Результаты моделирования приведены на рисунке III. 12. 0,00075 0,0023
Для выработки корректной методики применения СНАСТ для реализации метода высокотемпературного разрушения опухоли кости необходимо знать, каким образом происходит распределение температуры в области нагрева. Для того чтобы получить эти данные было разработано и исследовано множество пространственных моделей кости в среде ANSYS, в которых каждому диаметру зоны нагрева (10, 15, 20, 25 и 30 мм) соответствовало разное количество нагревателей (3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23 и 25 шт.). В качестве исходных параметров задавались тепловое сопротивление, тепловая емкость, плотность материала нагревателей (нержавеющая сталь) и окружающей биологической ткани (согласно таблице II. 1), а также геометрические размеры зоны нагрева. В результате был получен ряд статических и динамических картин распределения температуры в зоне нагрева, исследование которых позволило вывести эмпирическую формулу расчета необходимого количества нагревателей в зависимости от размера опухолевого узла.
Методика проведения экспериментов
Методика проведения экспериментов была разработана в соответствии с рекомендациями онкологов. В качестве объекта исследования была выбрана бедренная кость свиньи. Эксперименты проводились на суставе кости. На плоской поверхности выбранной кости размечались места введения кожухов нагревателей согласно методике применения системы нагрева и автоматической стабилизации температуры при реализации метода высокотемпературного разрушения опухоли кости, а также места введения датчиков температуры. С помощью дрели формировались отверстия для введения нагревателей и датчиков температуры. Измерители температуры располагались в центре нагреваемой области, внутри нагреваемой области, на расстоянии 1 см снаружи нагреваемой области и между нагревателями. Далее кость помещалась в водный термостат, откалиброванный на температуру 36 С, таким образом, чтобы вода омывала всю поверхность кости. После этого проводилась фиксация значений температуры с помощью датчика, расположенного в центре нагреваемой области. Экспериментальный нагрев начинался в тот момент, когда температура в центре становилась равной температуре стабилизации термостата. Фиксация температуры с датчиков производилась каждую минуту в течение 60 минут. [58] Для отработки методики применения условно в области кости намечалась область цилиндрической формы, нагрев которой необходимо было произвести. Диаметр области 3,5 см. В соответствии с формулами III.3 и Ш.4 необходимо NH = 12 шт NB = 6 шт На рисунке IV. 3 приведена схема расположения нагревателей относительно условно выбранной области.
Первая серия экспериментов была посвящена определению возможности разрушения локальной области кости при расположении нагревателей вокруг области, а также при различных температурах нагревателей (75, 85, 95 С). Вокруг условно выделенной области в кости располагались 12 нагревателей. Температура с помощью датчиков фиксировалась в центре нагреваемой области и между двумя соседними нагревателями. Результаты приведены в таблице IV. 1.
В результате анализа полученных данных распределения тепла в различных точках нагреваемой области можно сделать следующие выводы: - использование нагревателей с температурой стабилизации 75, 85 и 95 С только вокруг нагреваемой области кости недостаточно для термического разрушения биологической ткани, так как температура в нагреваемой области не превышает уровня 56 С; - при стабилизации температуры 95 С между нагревателями через 3 минуты появляется зона, нагретая до температуры термического разрушения за счет наложения тепловых полей от двух соседних нагревателей.
После анализа полученных данных в результате первой серии экспериментов было принято решение о проведении второй серии экспериментов, результаты которой являлись основанием для написания и получения патента на изобретение [26]. Основная идея экспериментов заключалась в двухэтапном нагреве локальной области кости. Эксперименты проводились на части скелета свиньи, а именно на участке неживой кости - бедренном суставе, так как структура этой области скелета имеет наиболее сложное строение. Эксперимент проводился согласно методике
С помощью дрели формировались отверстия для установки нагревателей 12 шт. HI и 6 шт. Н2, откалиброванных на температуру 95 С, согласно схеме и датчиков температуры. Датчики температуры располагались в трех основных местах: центр нагреваемой области, граница нагреваемой области и между нагревателями внешнего круга. После этого кость опускалась в водный термостат, откалиброванный на температуру 36 С. После того как температура в центре нагреваемой области стабилизировалась на уровне 36 С, начинался нагрев. Эксперимент проходил в два этапа. Первый этап заключался в нагреве области с помощью внешнего круга нагревателей, основная цель данного нагрева - это получение цилиндрической области коагулированной ткани. Показания температуры снимались с помощью датчика, расположенного между нагревателями внешнего круга. За 3 минуты область между нагревателями прогрелась до температуры, близкой к температуре нагревателей, в то время как центр области только начал прогреваться. Так как белок разрушается при температуре свыше 65 С, то можно сделать вывод, что на данном этапе эксперимента произошло термическое разрушение цилиндрической области вблизи внешнего круга нагревателей. В живом организме этот эффект позволил бы изолировать патологический очаг барьером из некротической ткани, не позволяя ему метастазировать. По истечении 10 минут первого этапа нагрева температура между нагревателями внешнего круга стабилизируется, температура в центре области нагрева не превышает 65 С. Через 10 минут после начала нагрева подключается внутренний круг нагревателей Н2, температура стабилизации которых так же равна 95 С. Происходит нагрев всей области при включенных нагревателях внешнего и внутреннего круга. Значение температуры фиксировалось каждую минуту. Через 20 минут после начала эксперимента область равномерно прогревалась до температуры свыше 80 С. В результате эксперимента была получена картина распределения температуры в нагреваемой области при двухэтапном нагреве. На рисунке IV. 5 представлен график распределения температуры в центре нагреваемой области при двухэтапном нагреве, а на рисунке IV.6 представлен график распределения температуры между нагревателями внешнего круга.
Распределение температуры между нагревательными элементами наружного круга (Дт№3) от времени В результате эксперимента получены данные распределения тепла в разных точках нагреваемой области при двух различных способах введения. Из рисунка IV. 6 видно, что 12 нагревателей, введенных вокруг условно обозначенной области и откалиброванных на температуру 95 С, достаточно для обеспечения температуры разрушения костной ткани между нагревателями. На основе экспериментальных данных, приведенных на рисунке IV. 5 можно сделать вывод о том, что использование нагревателей только вокруг условно обозначенной области с температурой стабилизации 95 С недостаточно для нагрева до температуры разрушения костной ткани. Анализ полученных данных позволяет сделать вывод о том, что использование двухуровневого нагрева значительно повышает эффективность воздействия на локальную облает кости. На основе полученных данных можно сделать следующие выводы: - использование двухэтапного нагрева позволяет создать цилиндрическую область разрушенной кости, которая является барьером для распространения опухоли;
