Схематично процессы локального криовоздействия на биоткань
криохирургическим инструментом с плоским наконечником показа-
ны на рис. 1. Наконечник криохирургического инструмента приводит-
ся в соприкосновение с объектом криовоздействия — патологическим
образованием. Внутрь наконечника подается жидкий азот при тем-
пературе 77 K. Возникающий температурный градиент приводит к
тому, что теплота от биоткани начинает передаваться стенкам нако-
нечника и от них к жидкому азоту, который частично или полностью
вскипает и удаляется из наконечника. Температура биоткани около
наконечника начинает понижаться. При понижении температуры био-
ткани ниже криоскопической (примерно
−
1
◦
С) вода, содержащаяся в
биоткани, начинает переходить в твердое состояние, в результате че-
го выделяется большое количество скрытой теплоты льдообразования
( 333
Дж/г). Этот фазовый переход растянут в некотором диапазоне
температур, причем б´ольшая часть свободной воды кристаллизуется
при температурах выше
−
25
◦
С. В зоне, где вода, содержащаяся в
биоткани, замерзла, тепловыделения отсутствуют. На границе между
биотканью и окружающей средой происходит теплообмен в результате
естественной конвекции. В области, удаленной от места криовоздей-
ствия, температура биоткани равна начальной
T
0
= 310
K. В случае
криовоздействия на небольшой объект температура на удаленных от
Рис. 1. Схема локального криовоздействия на биоткань (
а
);
поверхностное
криовоздействие (
б
);
пенетрационное криовоздействие (
в
):
Г
a
—
граница с атмосферой; Г
ц
—
ось симметрии; Г
гр
—
граница расчетной области;
Г
3
—
граница крионаконечника;
1
—
сосуд Дьюара с жидким азотом;
2
—
центральная
трубка для подвода жидкого азота к крионаконечнику;
3
–
крионаконечник;
4
—
теплоизоляция
180
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012