Tóm tắt Luận án Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật cryo trong lĩnh vực y tế ở điều kiện Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG LÊ MINH TRÍ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG KỸ THUẬT CRYO TRONG LĨNH VỰC Y TẾ Ở ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM Chuyên ngành: Công nghệ và Thiết bị lạnh Mã số: 62.52.80.05 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng- năm 2015 Công trình được hoàn thành tại ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Hoàng Ngọc Đồng 2. TS. Nguyễn Thành Văn Phản biện 1: PGS.TS. Hà Mạnh Thư Phản biện 1: PGS.TS. Võ Chí Chính Phản biện 1: PGS.TS. Nguyễn Bốn Luận án sẽ được bảo vệ tại Hội đồng chấm Luận án Tiến sĩ kỹ thuật cấp Đại học Đà Nẵng họp vào ngày 28 tháng 11 năm 2015 tại Đại học Đà Nẵng. Có thể tìm hiểu luận án tại: - Trung tâm Học liệu - Đại học Đà Nẵng. - Thư viện Quốc gia, Hà Nội. DANH MỤC BÀI BÁO ĐÃ CÔNG BỐ 1. Hoàng Ngọc Đồng, Nguyễn Bốn, Lê Minh Trí (2014), “Quá trình truyền nhiệt, truyền chất không ổn định với biên di động khi hóa rắn vật ẩm bằng kỹ thuật Cryo”, Tạp chí Năng Lượng Nhiệt, năm thứ 21, số 117- 2014, tr 15¸ 20. 2. Hoàng Ngọc Đồng, Nguyễn Thành Văn, Lê Minh Trí (2014), “Nghiên cứu sử dụng lỏng nitơ cho dao mổ lạnh ở Việt Nam”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ- ĐHĐN, số 5[78]- 2014, tr 26¸ 31. 3. Hoàng Ngọc Đồng, Nguyễn Thành Văn, Lê Minh Trí (2015), “Nghiên cứu ứng dụng máy lạnh ghép tầng trong kỹ thuật bảo quản máu và các chế phẩm từ máu”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ- ĐHĐN, số 2(87). 2015. 24 Kiến nghị 1. Cần có nghiên cứu thực nghiệm về hệ thống lạnh Cryo trước khi đưa vào sử dụng trong thực tiễn. 2. Phẫu thuật lạnh là một kỹ thuật mới, hiện đại, có hiệu quả cao trong việc tiêu diệt các tế bào ung thư. Công nghệ này đòi hỏi nhiều ngành khoa học kết hợp thực hiện. Cần có những nghiên cứu sâu rộng hơn để sớm đưa công nghệ này vào điều trị bệnh ung thư cho các bệnh nhân ở Việt Nam. 3. Bảng thông số vật lý cơ bản của các vật liệu thông dụng chưa tra cứu được ở phạm vi nhiệt độ thấp. Nếu được phát triển bổ sung sẽ tạo ra được một nguồn dữ liệu không những cung cấp cho kỹ thuật Cryo mà còn cho nhiều ngành nghiên cứu khác. 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài: Cùng với sự phát triển nhanh chóng và mạnh mẽ của kỹ thuật lạnh Cryo trong những năm gần đây, việc ứng dụng chúng trong lĩnh vực y tế được đầu tư nghiên cứu nhờ những đặc tính của kỹ thuật lạnh Cryo mang lại. Với hai ứng dụng chính: - Sản xuất môi trường lạnh để bảo quản các sản phẩm lạnh y tế như: hóa chất sinh phẩm, chế phẩm từ máu, tế bào gốc phục vụ việc khám chữa bệnh trong các bệnh viện. - Sử dụng phẫu thuật lạnh trong việc tiêu diệt các tế bào ung thư. Trong công nghệ bảo quản sản phẩm lạnh y tế, các bệnh viện hiện đại trên thế giới đang thực hiện việc bảo quản tập trung tại trung tâm bảo quản lạnh. Trong lúc đó tại các bệnh viện Việt Nam, việc bảo quản sản phẩm lạnh y tế phân tán theo các phòng khoa với những thiết bị nhỏ đơn chiếc. Việc sử dụng nhiều thiết bị nhỏ như vậy làm cho các bệnh viện thụ động trong quản lý, lãng phí trong đầu tư, chi phí vận hành cao. Đã có trường hợp dẫn đến tử vong do nhầm lẫn trong việc cấp phát và bảo quản các sản phẩm lạnh y tế. Đôi lúc, các đơn vị sử dụng không tuân thủ đúng điều kiện vận hành thiết bị dẫn đến chất lượng bảo quản không đảm bảo. Từ thực trạng trên cho thấy, khâu bảo quản sản phẩm lạnh y tế tại các bệnh viện ở Việt Nam hiện nay cần được áp dụng công nghệ lạnh phù hợp. Vấn đề đầu tiên đặt ra: làm thế nào để xây dựng một hệ thống lạnh hiệu quả; thuận tiện trong việc tự động hóa; có nhiều chế độ nhiệt phù hợp với nhu cầu bảo quản sản phẩm lạnh y tế. 2 Sử dụng công nghệ phẫu thuật lạnh để tiêu diệt tế bào ung thư là một kỹ thuật mới, hiện đại có hiệu quả cao. Kỹ thuật này sử dụng khí hóa lỏng có nhiệt độ thấp để đông lạnh nhanh tế bào, nhằm phá hủy có kiểm soát các tổ chức bệnh lý và các tế bào ung thư. Tuy nhiên trước khi tiến hành thủ thuật chúng ta cần trả lời được các câu hỏi: thời gian cấp đông làm lạnh khối u trong bao lâu; phạm vi ảnh hưởng nhiệt độ của vùng tế bào bị đông lạnh như thế nào; tốc độ đóng băng hóa rắn là bao nhiêu .v.v. Để trả lời các câu hỏi trên, ta phải giải được bài toán truyền nhiệt khi cấp đông cục bộ tế bào bằng kỹ thuật lạnh Cryo. Từ những lý do trên tôi đã chọn đề tài “Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật Cryo trong lĩnh vực y tế ở điều kiện Việt Nam” làm luận án NCS. 2. Mục tiêu nghiên cứu - Đề xuất chu trình hệ thống lạnh Cryo phục vụ trong việc bảo quản sản phẩm lạnh y tế cho các bệnh viện Việt Nam; - Nghiên cứu truyền nhiệt khi cấp đông cục bộ tế bào bằng kỹ thuật lạnh Cryo bao gồm: xây dựng mô hình toán học; thiết lập các công thức tính các thông số trong quá trình đông lạnh nhanh tế bào và tiến hành thực nghiệm kiểm chứng. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Các thiết bị lạnh bảo quản sản phẩm lạnh y tế. - Quá trình truyền nhiệt khi cấp đông cục bộ tế bào bằng kỹ thuật lạnh Cryo. - Trong công nghệ bảo quản sản phẩm lạnh y tế, tác giả chỉ thực hiện được lựa chọn sơ đồ hệ thống lạnh phù hợp và hiệu quả. Đây là bước đầu tiên để áp dụng công nghệ bảo quản sản phẩm lạnh y tế cho các bệnh viện ở Việt Nam. 23 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận 1. Sơ đồ hệ thống lạnh Cryo ghép tầng với nhiều cấp nhiệt độ phục vụ trong việc bảo quản sản phẩm lạnh y tế cho các bệnh viện Việt Nam được tác giả đề xuất là phù hợp, có tính ứng dụng và khả thi cao. 2. Đề ra một cách giải mới- bằng phương pháp giải tích- để giải bài toán truyền nhiệt khi cấp đông cục bộ tế bào bằng kỹ thuật lạnh Cryo nhằm xác định các thông số: thời gian đóng băng; kích thước lớp băng tạo ra; vận tốc lớp băng; gia tốc lớp băng; trường phân bố nhiệt độ; thời gian cần thiết cấp lỏng môi chất vào thiết bị để khối u có kích thước cho trước đạt đến nhiệt độ chết của vi khuẩn; thời gian an toàn để tan giá và làm ấm. Qua đó, việc tính toán các thông số này sẽ đơn giản, dễ dàng, thuận tiện. Đây là các thông số cơ sở, quan trọng để các nhà y khoa nghiên cứu xây dựng phác đồ điều trị bệnh, cũng như các nhà cơ khí chế tạo nghiên cứu sản xuất ra thiết bị phẫu thuật lạnh. 3. Xây dựng phần mềm để tính các thông số khi cấp đông cục bộ tế bào bằng kỹ thuật lạnh Cryo. 4. Có thể mở rộng phạm vị sử dụng các công thức đã thiết lập trong trường hợp tính truyền nhiệt khi cấp đông nhanh theo chiều từ vỏ vào tâm vật ẩm. Đây là bài toán cơ sở quan trọng để nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy móc thiết bị sử dụng công nghệ đông lạnh nhanh trong thực tiễn. 5. Với sai số đạt 2,81% so với kết quả giải bằng phương pháp số đã được công bố trên thế giới và đạt 4,56% so với kết quả thực nghiệm, như vậy, các công thức được thiết lập đạt độ chính xác của kỹ thuật. 22 4.3.4.2. Kết quả đo kích thước lớp băng tạo ra Sai số trung bình giữa lý thuyết và thực nghiệm đạt 4,53% 4.3.5. Luận bàn kết quả 4.4. Kết luận chương 4 1. Các thiết bị thực nghiệm do tác giả chế tạo (kim tạo cầu băng và kim tạo trụ băng) hoạt động tốt, đảm bảo yêu cầu đề ra. 2. Sai số giữa lý thuyết và thực nghiệm trung bình là 4,22%, cho thấy: các công thức đưa ra đạt độ chính xác của kỹ thuật và có thể dùng để khảo sát các quá trình đóng băng trong thực tế, cũng như để tính toán, thiết kế các thiết bị phẫu thuật lạnh. 3. Các sai số gây ra chủ yếu do: ảnh hưởng của điều kiện môi trường thực nghiệm, các thông số vật lý (c, l, r .v.v) chưa có số liệu chính xác để tính toán. 4. Thân kim lạnh đảm bảo cách nhiệt, không làm ảnh hưởng đến vùng tế bào khi kim lạnh xuyên qua. 5. Cần có những nghiên cứu thực nghiệm trên cơ thể sống trước khi áp dụng vào điều trị bệnh thực tế. 3 - Trong công nghệ phẫu thuật lạnh, tác giả chỉ nghiên cứu quá trình truyền nhiệt khi cấp đông cục bộ tế bào bằng kỹ thuật lạnh Cryo. Đây là bài toán cơ sở giúp các nhà y khoa xây dựng phác đồ điều trị cho từng khối u có kích thước khác nhau, giúp các nhà cơ khí nghiên cứu chế tạo sản xuất thiết bị phẫu thuật lạnh. - Trong nghiên cứu thực nghiệm truyền nhiệt khi cấp đông cục bộ tế bào bằng kỹ thuật lạnh Cryo, tác giả chỉ thực hiện trên vật liệu thịt bò và thạch agar. Đối với bài toán truyền nhiệt, vật liệu thịt bò, thạch agar hay tế bào khác nhau ở thông số vật lý. Nếu thực nghiệm đã đúng ở loại vật liệu này, kết quả sẽ đúng ở loại vật liệu khác. 4. Phương pháp nghiên cứu Luận án được tiến hành dựa trên hai phương pháp: nghiên cứu lý thuyết và nghiên cứu thực nghiệm. 5. Bố cục luận án Nội dung chính của luận án gồm: 142 trang chính với 5 chương, 31 bảng, 50 hình, 102 tài liệu tham khảo, 4 phụ lục. Các chương của luận án là: Chương 1. Tổng quan; Chương 2. Đề xuất chu trình hệ thống lạnh Cryo cho các bệnh viện Việt Nam; Chương 3. Nghiên cứu lý thuyết truyền nhiệt khi cấp đông cục bộ tế bào bằng kỹ thuật lạnh Cryo; Chương 4. Nghiên cứu thực nghiệm truyền nhiệt khi cấp đông cục bộ tế bào bằng kỹ thuật lạnh Cryo; Chương 5. Kết luận và kiến nghị. 4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về kỹ thuật lạnh Cryo 1.2. Nghiên cứu, ứng dụng kỹ thuật lạnh Cryo trong công nghệ bảo quản sản phẩm lạnh y tế 1.3. Nghiên cứu, ứng dụng kỹ thuật lạnh Cryo trong công nghệ phẫu thuật lạnh 1.4. Kết luận chương 1 à Ứng dụng sản xuất lạnh Cryo phục vụ bảo quản sản phẩm lạnh y tế: - Các bệnh viện hiện đại trên thế giới đang thực hiện bảo quản sản phẩm lạnh y tế theo hướng tập trung tại trung tâm bảo quản lạnh. - Các bệnh viện có nhu cầu sử dụng nhiều chế độ làm lạnh để bảo quản sản phẩm lạnh y tế. Các chế độ nhiệt cụ thể gồm: 240C; 40C; -350C; -860C; -1960C. à Ứng dụng phẫu thuật lạnh để tiêu diệt tế bào ung thư: - Phẫu thuật lạnh là một kỹ thuật mới, hiện đại để điều trị bệnh ung thư. - Để giải quyết bài toán truyền nhiệt khi cấp đông cục bộ tế bào bằng kỹ thuật lạnh Cryo, các nhà nghiên cứu trên thế giới đều sử dụng phương pháp số kết hợp sự trợ giúp của máy tính; - Ở Việt Nam, các bệnh viện đã sử dụng thiết bị áp lạnh để điều trị các bệnh về da liễu. Đối với thiết bị kim lạnh (kim tạo trụ băng và kim tạo cầu băng), cho đến nay vẫn chưa có một đơn vị nào mua nhập hay sử dụng thiết bị này. Với yêu cầu kim lạnh chỉ sử dụng một lần, trong tương lai nhu cầu sử dụng kim lạnh là rất lớn. 21 Hình 4.14. Sơ đồ kết cấu của thiết bị kim tạo trụ băng thực nghiệm 1. Ống inox dẫn lỏng môi chất vào 2. Ống bằng bạc dẫn môi chất ra 3. Đầu kim lạnh 4. Tay cầm thao tác bằng plastic 5. Van điều chỉnh cấp lỏng vào 6. Bầu chứa lỏng đo nhiệt độ hơi ra 4.2.2. Công tác chuẩn bị 4.2.3. Các bài thực nghiệm 4.2.4. Kết quả thực nghiệm 4.2.4.1. Kết quả đo độ trễ nhiệt của thiết bị kim tạo trụ băng Thời gian trễ nhiệt của thiết bị kim tạo trụ băng ttrễ trụ = 2,9 s. 4.2.4.2. Kết quả đo kích thước trụ băng tạo ra Sai số trung bình giữa lý thuyết và thực nghiệm đạt 4,60% 4.2.5. Luận bàn kết quả 4.3. Thực nghiệm trên thiết bị áp lạnh 4.3.1. Sử dụng thay thế thiết bị áp lạnh 4.3.2. Công tác chuẩn bị 4.3.3. Các bài thực nghiệm 4.3.4. Kết quả thực nghiệm 4.3.4.1. Kết quả đo độ trễ nhiệt của thiết bị áp lạnh Thời gian trễ nhiệt của thiết bị áp lạnh ttrễ AL = 5,5s. 2Loíng N 2Håi N 1 2 3 4 5 6 A A A-A(3,0 x 0,2 x 70)2d 1d (0,7 x 0,15 x 70) 20 hàn kín vào các ống 2 và 3, vừa có chức năng cố định ống 2, 3 vừa tạo khoang kín cách nhiệt chân không. 4.1.1.3. Tính kiểm tra cách nhiệt giữa kim tạo cầu băng và môi trường 4.1.2. Công tác chuẩn bị 4.1.2.1. Vật liệu thực nghiệm 4.1.2.2. Các dụng cụ đo 4.1.2.3. Nghiên cứu giảm sai số trong khi đo 4.1.3. Các bài thực nghiệm 4.1.4. Kết quả thực nghiệm 4.1.4.1. Kết quả đo độ trễ nhiệt của thiết bị kim tạo cầu băng; Thời gian trễ nhiệt của thiết bị kim tạo cầu băng ttrễ cầu = 2,8s. 4.1.4.2. Kết quả đo kích thước cầu băng tạo ra Sai số trung bình giữa lý thuyết và thực nghiệm đạt 4,56% 4.1.4.3. Kết quả kiểm tra cách nhiệt giữa kim lạnh và môi trường Sau nhiều lần thực nghiệm, ta nhận thấy thân kim lạnh hoàn toàn không bị bám tuyết. 4.1.5. Luận bàn kết quả 4.2. Thực nghiệm trên thiết bị kim tạo trụ băng 4.2.1. Chế tạo kim tạo trụ băng Ống 1 được vát nhọn đầu, một đầu được nối với van điều chỉnh cấp lỏng vào 5, một đầu được đặt tự do trong ống 2, tiếp giáp với đầu kim lạnh 3. Lỏng nitơ được cấp vào thiết bị qua ống 1 vào tràn ngập ống 2, tạo ra lớp vỏ có nhiệt độ rất thấp hình trụ bao quanh ống 2. Nhiệt độ kim lạnh được đo tại bầu chứa lỏng 6. 5 Chương 2. ĐỀ XUẤT CHU TRÌNH HỆ THỐNG LẠNH CRYO CHO CÁC BỆNH VIỆN VIỆT NAM Trong chương này, tác giả tiến hành lựa chọn sơ đồ hệ thống lạnh phù hợp và hiệu quả. Đây là bước đầu tiên để áp dụng công nghệ bảo quản sản phẩm lạnh y tế cho các bệnh viện ở Việt Nam. 2.1. Lựa chọn sơ đồ hệ thống lạnh Cryo cho các bệnh viện Việt Nam 2.1.1. Giới thiệu thực trạng 2.1.2. Lựa chọn sơ đồ hệ thống lạnh Cryo 2.1.2.1. Lựa chọn chu trình lạnh 2.1.2.2. So sánh bảo quản sản phẩm lạnh y tế theo hướng tập trung và phân tán 2.1.2.3. So sánh hệ thống lạnh Cryo và các thiết bị lạnh đơn chiếc 2.1.3. Nguyên lý làm việc hệ thống lạnh Cryo Chúng tôi đề xuất hệ thống lạnh Cryo tại các bệnh viện Việt Nam có những đặc điểm sau (hình 2.2): Phòng điều hòa 240C : Sử dụng máy điều hòa không khí để làm mát. Kho lạnh, kho đông, tủ đông âm sâu và bình lạnh Cryo: Sử dụng chu trình Pictet để cấp lạnh cho 4 chế độ lạnh gồm : 40C; -350C, -850C và -1900C với 4 tầng cụ thể: - Tầng 1: Sử dụng máy nén 2 cấp. - Tầng 2, tầng 3, tầng 4: Sử dụng máy lạnh ghép tầng. - Hệ thống sử dụng không khí chứ không phải nitơ vì để sử dụng nitơ cần thêm hệ thống tách nitơ rất phức tạp. 6 Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh Cryo TBTDN- Thiết bị trao đổi nhiệt MN- máy nén VTL- Van tiết lưu BHN- Bình hồi nhiệt BCHA- Bình chứa hạ áp TL- Tách lỏng BTD- Bình tách dầu BPL- Bình phân ly Táöng 4 Táöng 3 Táöng 2 Táöng 1 52 55 BTD5 53 MN6 54 VTL5 BTG1 TBTDN1 MN5 MN4 MN3 MN1 MN2 BTD3 V3 V2 V1 BTD1 BTD4 BPL BCHA3 BCHA2 VTL4 VTL3 VTL2 VTL1 BHN4 BHN3 BHN2 BHN1 TBTDN5 TBTDN4 TBTDN3 0-90 C 0-40 C 0-10 C 0-40 C 0-150 C 0-90 C kho âäng 0-85 C tuí âäng 0-35 C 04 C kho laûnh 16 1514 13 1211 23 25 24 26 22 21 36 35 34 33 32 31 46 45 44 43 42 41 4D 5B 5A TL 5C 56 51Loíng khäng khê khäng khê 19 CHƯƠNG 4. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM TRUYỀN NHIỆT KHI CẤP ĐÔNG CỤC BỘ TẾ BÀO BẰNG KỸ THUẬT LẠNH CRYO 4.1. Thực nghiệm trên thiết bị kim tạo cầu băng 4.1.1. Chế tạo kim tạo cầu băng 4.1.1.1.Tham khảo các mẫu kim tạo cầu băng trên thế giới 4.1.1.2. Thiết bị kim tạo cầu băng thực nghiệm Hình 4.3. Sơ đồ kết cấu của thiết bị kim tạo cầu băng 1. Ống dẫn lỏng môi chất vào 2. Ống dẫn môi chất ra 3. Ống cách nhiệt chân không 4. Mối hàn bạc phủ bên ngoài 5. Đầu kim lạnh làm bằng bạc 6. Khoang làm lạnh 7. Mối hàn bằng đồng thau 8. Tay cầm thao tác bằng plastic 9. Van điều chỉnh cấp lỏng vào 10. Bầu chứa lỏng đo nhiệt độ hơi ra Một đầu ống 1 được nối với van 9, một đầu được đặt tự do trong ống 2, tiếp giáp với đầu 5. Lỏng nitơ được cấp vào thiết bị qua ống 1 vào khoang làm lạnh 6. Hơi nitơ sinh ra cùng với lỏng còn lại sẽ được thoát tự do theo khoảng trống giữa ống 1 và ống 2. Đầu kim lạnh 6 là một khối hình nón bằng bạc, có bán kính r = 1,5 mm được 1 2 2Loíng N 2Håi N 3 4 6 5 8 9 7 10 A A A-A (3,0 x 0,2 x 70)3d (2,0 x 0,2 x 70)2d 1d (0,7 x 0,15 x 70) 18 3.4. Kết luận chương 3 1. Đề xuất giải bài toán truyền nhiệt khi cấp đông cục bộ tế bào bằng kỹ thuật lạnh Cryo theo một cách giải mới, bằng phương pháp giải tích. 2. Với sai số đạt 2,81% so với kết quả giải bằng phương pháp số đã được công bố trên thế giới, như vậy, có thể sử dụng phương pháp giải tích trong việc giải bài toán cấp đông nhanh cục bộ tế bào. Lúc này, việc tính toán sẽ trở nên dễ dàng, thuận tiện, quá trình tính toán không phụ thuộc vào phần mềm do người lập trình thiết lập, mối quan hệ giữa các đại lượng được biểu thị rõ ràng, minh bạch; 3. Lập công thức tính các thông số trong quá trình cấp đông cục bộ tế bào bằng kỹ thuật lạnh Cryo; 4. Thiết kế được phần mềm tính toán các thông số trong quá trình đông lạnh nhanh tế bào khi sử dụng thiết bị phẫu thuật lạnh. 5. Mở rộng phạm vi áp dụng các công thức đã được thiết lập trong tính truyền nhiệt đông lạnh nhanh theo hướng từ vỏ vào tâm vật ẩm. 7 2.1.3.1. Nguyên lý làm việc chu trình lạnh tại tầng 1 MN1 nén môi chất lên BTD1, qua TBTDN1, qua BHN1, qua VTL1, vào bình trung gian 1 (BTG1). Hơi ra khỏi BTG1 đi vào BHN1 rồi về MN1. Lỏng tại BTG một phần đi vào kho lạnh 40C, một phần đi qua BHN2, đi vào BCHA2. Lỏng trong BCHA2 vừa cấp lỏng kho đông nhiệt độ (-350C), vừa làm lạnh TBTDN3. Phần hơi sinh ra sẽ qua BHN2 rồi trở về MN2. 2.1.3.2. Nguyên lý làm việc chu trình lạnh tầng 2 Môi chất được MN3 nén lên BTD3, qua TBTDN3, qua BHN3, qua VTL3 cấp lỏng cho BCHA3. Lỏng trong BCHA3 vừa cấp lỏng làm lạnh tủ đông, vừa làm lạnh TBTDN4, phần hơi sinh ra sẽ đi qua BHN3 sau đó được hút về MN3. 2.1.3.3. Nguyên lý làm việc chu trình lạnh tầng 3 Tầng 3 có nguyên lý làm việc tương tự như tầng 2. 2.1.3.4. Nguyên lý làm việc chu trình lạnh tầng 4 Không khí được hút vào ở trạng thái 5A, qua TBTDN3 làm lạnh xuống trạng thái 5B, qua TBTDN4 được làm lạnh xuống trạng thái 5C, được TL loại bỏ các thành phần độc hại, tiếp tục được làm lạnh xuống 5D thông qua TBTDN5. Sau đó hòa trộn với phần hơi sinh ra ở bình phân ly (BPL) được MN5 nén lên MN6, qua TBTDN5, qua VTL5 đi vào BPL, tại đây nhiệt độ không khí đã đạt đến nhiệt độ ngưng tụ, không khí sẽ ngưng tụ lại thành lỏng được lấy ra ngoài. 2.2. Thông số trạng thái tại các điểm nút và thông số kỹ thuật của hệ thống 2.2.1. Thông số trạng thái của chu trình lạnh tầng 4 2.2.2. Thông số trạng thái của chu trình lạnh tầng 3 2.2.3. Thông số trạng thái của chu trình lạnh tầng 2 2.2.4. Thông số trạng thái của chu trình lạnh tầng 1 8 2.2.5. Đồ thị T-s và thông số kỹ thuật của hệ thống lạnh Cryo 2.3. Tính nhiệt hệ thống lạnh Cryo cho Bệnh viện Trung ương Huế 2.3.1. Nhu cầu tải lạnh tại Bệnh viện Trung ương Huế 2.3.2. Cấu tạo và kích thước các thiết bị bảo quản lạnh 2.3.3.Tính phụ tải nhiệt tại các tầng của hệ thống lạnh 2.3.4. Tính chọn máy nén cho hệ thống lạnh 2.3.5. Tính chọn các thiết bị phụ trợ 2.3.6. Vận hành hệ thống lạnh Cryo 2.4. Kết luận chương 2 1. Đề xuất chu trình hệ thống lạnh Cryo có nhiều chế độ làm lạnh khác nhau phục vụ nhu cầu bảo quản sản phẩm lạnh y tế cho các bệnh viện Việt Nam. Trong sơ đồ này, tác giả đã sử dụng phương pháp làm lạnh do Pictet phát minh kết hợp việc sử dụng môi chất lỏng có nhiệt độ bay hơi khác nhau tạo ra môi trường lạnh có nhiều chế độ làm lạnh khác nhau. 2. Thông số trạng thái, thông số kỹ thuật, công suất máy nén, công suất các thiết bị phụ trợ của hệ thống lạnh Cryo đều nằm trong phạm vi cho phép hoạt động của môi chất lạnh, dầu bôi trơn cũng như các yếu tố kỹ thuật khác. Như vậy, về lý thuyết hệ thống lạnh Cryo là phù hợp, có tính thuyết phục. 17 Hình 3.17. Sơ đồ khối phần mềm tính các thông số khi cấp đông nhanh tế bào 3.2.2. Nhập số liệu 3.2.3. Chương trình tính các thông số 3.2.4. Xuất kết quả 3.3. Mở rộng phạm vi áp dụng các công thức tính truyền nhiệt đã thiết lập 3.3.1. Tính truyền nhiệt khi cấp đông nhanh theo chiều từ vỏ vào tâm vật ẩm 3.3.2. Các trường hợp áp dụng trong thực tiễn Bắt đầu Nhập số liệu Kết thúc Xuất kết quả Tính thông số quá trình đóng băng Tính thời gian cấp lỏng 16 Để tiêu diệt khối u triệt để, phẫu thuật viên sẽ tiến hành quy trình cấp lạnh- tan giá và làm ấm nhiều lần với chu kỳ: 20 phút làm lạnh lần thứ nhất, 10 phút làm ấm và 15 phút làm lạnh lần thứ hai. Ta sẽ giải các bài toán xác định thời gian để tan giá và làm ấm tế bào. 3.1.13. So sánh kết quả tính giữa phương pháp giải tích và phương pháp số 3.1.13.1. Kết quả giải