7. Những đóng góp mới của luận ân
4.1.2. Công tâc chuẩn bị
4.1.2.1. Vật liệu thực nghiệm
Trong thực nghiệm kim tạo cầu băng, tâc giả đê sử dụng câc vật liệu gồm: lỏng nitơ, thịt bò vă thạch agar.
+ Lỏng nitơ: Tâc giả đê sử dụng lỏng nitơ thương phẩm được mua tại Nhă mây Oxy- Nitơ Tứ Hạ- Hương Tră. Ở âp suất khí quyển, nhiệt độ lỏng nitơ -1960C.
+ Thịt bò- có thănh phần hóa học: Nước: 62- 74%, protein: 21- 35%, lipid vă lipoid: 1- 3.3% vă câc thănh phần khâc.Khối lượng riíng trung bình ở 150C của thịt bò khử mỡ lă 1.02- 1.07kg/l, của chất bĩo lă 0.95-0.97kg/l vă của xương lă 1.13 đến 1.3kg/l. Nhiệt dung riíng 2,76 kJ/kg khi nhiệt độ lớn hơn 00C vă bằng 1,47 kJ/kg khi nhiệt độ nhỏ hơn 00C. Hệ số dẫn nhiệt của thịt bò tươi trung bình khoảng 0,43kCal/m.h.0C; của thịt bò tươi ướp nước đâ trung bình khoảng 1.2kCal/m.h.0C vă của thịt cấp đông ở -100C đến nhiệt độ -200C lă 1.3kcal/m.h.0C[100].
+ Thạch agar: Sử dụng 25g bột agar hòa văo 2 lít nước. Câc thông số của thạch agar có thể lấy gần đúng:
w = 98,77%; r = 1000kg/m3
; c = 4180J/kg.K ; rc=334kJ/kg ; l= 2,21W/mK; t1= 350C.
4.1.2.2. Câc dụng cụđo:
+ Đo thời gian: Sử dụng đồng hồ bấm giđy có độ chính xâc 1/100 giđy.
+ Đo nhiệt độ: Sử dụng thiết bị đo Thermo scientific với độ chính xâc 1/10 độ, có thang đo từ -1970C đến 15000C (hình 4.5).
Hình 4.5. Thiết bị đo nhiệt độ
+ Mây ảnh: Sử dụng mây ảnh kỹ thuật số Canon có độ phđn giải 16,0 mega Pixels.
+ Đo kích thước:Sử dụng thước kẹp điện tử Interapid Capamsystem® có độ chính xâc 0,01 mm, có thang đo từ 0 đến 200 mm.
+ Mây siíu đm: Sử dụng mây siíu đm mău SONO-8 (hình 4.7).
Hình 4.7. Mây siíu đm SONO-8
4.1.2.3. Nghiín cứu giảm sai số trong khi đo
Trong thực nghiệm thiết bị kim tạo cầu băng, hai thông số cần đo lă: thời gian vă kích thước.
ă Giảm sai số khi đo thời gian
- Độ trễ nhiệt của thiết bị kim tạo cầu băng
Độ trễ nhiệt của kim tạo cầu băng (ttrễ cầu ) được xâc định bằng thời gian từ lúc bắt đầu cấp lỏng nitơ văo thiết bị cho đến khi nhiệt độ bề mặt lăm lạnh của thiết bị đạt đến nhiệt độ -1960C. Độ trễ năy ảnh hưởng lớn do câc yếu tố:
+ Độ chính lệch giữa nhiệt độ ban đầu của thiết bị vă nhiệt độ do lỏng nitơ tạo ra rất lớn ( 2230C) do đó cần một thời gian dăi để hạ nhiệt độ của thiết bị.
+ Ảnh hưởng của hiệu ứng Leidenfront: Hiện tượng năy xảy ra khi một chất lỏng tiếp xúc với một vật thểđang có nhiệt độ cao hơn nhiệt hóa hơi của chất lỏng đó. Phần tiếp xúc sẽ bốc hơi tạo thănh một lớp câch ly có âp suất cao hơn môi trường xung quanh. Chính âp suất năy đê nđng giọt lỏng lín vă đẩy nó chạy đi có kỉm theo hiện tượng nhiễu động. Có thể quan sât câc giọt lỏng bỗng linh động khâc thường, nó trượt thật nhanh vă thậm chí có thể leo ngược lín mĩp thiết bị [80].
Có thể xâc định gần đúng độ trễ nhiệt năy bằng thực nghiệm đo thời gian từ lúc cấp lỏng nitơ văo thiết bị cho đến khi nhiệt độ đo được tại vị trí đo nhiệt độ hơi
ra đạt đến -1960C. Để đồng hồ đo nhiệt độ được chính xâc, bầu chứa lỏng tại que thăm được chứa lỏng nitơ trước, đợi đến nhiệt độ tại đồng hồ vừa tăng lín mới tính thời gian bắt đầu. Câc bước đo độ trễ nhiệt gồm (hình 4.8):
+ Hạ nhiệt độ que thăm có bầu chứa lỏng của đồng hồđo nhiệt độ xuống đến -1960C bằng câch nhúng trực tiếp văo lỏng nitơ;
+ Đặt que thăm văo vị trí đo nhiệt độ hơi ra, quan sât khi đồng hồ giảm đến nhiệt độ -1950C;
+ Cấp lỏng nitơ văo thiết bịđồng thời bấm đồng hồđo thời gian; + Quan sât cho đến khi kim nhiệt kếđạt -1960C;
+ Xâc định thời gian trễ nhiệt của thiết bị phẫu thuật lạnh.
Hình 4.8. Hình ảnh đo thời gian trễ nhiệt của kim tạo cầu băng
- Ảnh hưởng của câc yếu tố khâc
Trong thực nghiệm kim tạo cầu băng, có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến kết quả đo thời gian như: ảnh hưởng do thao tâc thực hiện thực nghiệm, ảnh hưởng do chủ quan khi quan sât tuyết bâm trín bề mặt thiết bị phẫu thuật lạnh.
+ Ảnh hưởng do thao tâc thực hiện: Thao tâc cấp lỏng nitơ văo thiết bị, thao tâc dừng cấp lỏng, thao tâc bóc tâch mẫu vật đóng băng. Câc thao tâc năy đều có ảnh hưởng đến kết quả đo thời gian. Để hạn chếảnh hưởng của câc yếu tố năy, đòi hỏi người tiến hănh thực nghiệm phải thao tâc nhanh, dứt khoât.
+ Ảnh hưởng do chủ quan khi quan sât: Trong thực nghiệm có nhiều kết quả chỉ quan sât bằng mắt như hiện tượng tuyết bâm trín bề mặt thiết bị, vùng đóng băng trong mẫu vật thí nghiệm. Để hạn chếđiều năy, đòi hỏi phải lăm thực nghiệm nhiều lần vă lấy kết quả trung bình.
ă Giảm sai số khi đo kích thước
Đo kích thước vùng băng tạo ra lă nhiệm vụ chính của câc thực nghiệm phẫu thuật lạnh. Do vùng đóng băng nằm sđu bín trong vật thí nghiệm nín việc đo kích thước trở nín khó khăn, không chính xâc. Tâc giảđê so sânh, lựa chọn câch đo dựa trín những phđn tích sau:
- Sử dụng mây ảnh nhiệt: về nguyín lý của mây ảnh nhiệt lă chụp lại sự bức xạ nhiệt của vật ở câc nhiệt độ khâc nhau. Khi sử dụng mây ảnh nhiệt để chụp vùng đóng băng sẽ không phât hiện được phạm vi vùng đóng băng vì lúc năy sự bức xạ nhiệt rất thấp, không thể hiện trín mây.
- Sử dụng mây đo nhiệt độ có que thăm: Dùng que thăm cắm văo câc vị trí cần đo, chúng ta có thể hoăn toăn xâc định được vùng đóng băng bằng hiển thị số liệu trín mặt đồng hồ. Khi số liệu hiển thị thấp hơn 0oC, chứng tỏ kích thước vùng đóng băng đê vượt qua vị trí cắm que thăm. Tuy nhiín do thể tích đầu kim lạnh rất nhỏ, thời gian của thực nghiệm ngắn nín nhiệt lượng trao đổi trong quâ trình đông lạnh rất ít. Trong quâ trình cấp đông, một phần nhiệt mất đi để lăm lạnh que thăm, một phần do ảnh hưởng của sự trễ nhiệt của thiết bị đo nhiệt độ. Nín mây đo nhiệt độ sẽ không còn chính xâc.
- Sử dụng mây siíu đm: Về nguyín lý mây siíu đm hoạt động dựa trín sự phản xạ của sóng siíu đm khi gặp vật cản. Do đó dùng mây siíu đm chúng ta có thể phât hiện được vùng đóng băng bín trong vật. Vùng biín của vật phât hiện bằng mây siíu đm sẽ lă vùng biín của lớp băng có nhiệt độ 00C. Tuy nhiín, tâc giả đê trực tiếp thực nghiệm đo vùng đóng băng trín mây siíu đm, kết quả thu được chỉ mang tính tham khảo do: hình ảnh của mây siíu đm chỉ có bâc sĩ chuyín môn đọc được vă để có hình ảnh tốt bâc sĩ siíu đm phải lấy ảnh từ rất nhiều góc chụp nín tốn nhiều thời gian cho một hình khối bất động.
Để giải quyết vấn đề trín, tâc giảđê kết hợp kết quả siíu đm vă việc đo hình ảnh trực tiếp quan sât bằng mắt sau khi cấp đông Cryo. Câc bước đo kích thước được tiến hănh gồm:
+ Chuẩn bị mẫu thực nghiệm (thịt bò).
+ Dùng dao cắt 2/3 mẫu thực nghiệm theo chiều dăi; + Kẹp kim tạo cầu băng văo giữa khe thịt đê được cắt; + Đặt mẫu thực nghiệm lín mây siíu đm để đo kích thước; + Bấm đồng hồ thời gian kết hợp với mây quay phim;
+ Tiến hănh lăm cấp đông mẫu thực nghiệm, kết hợp đo kích thước vùng băng tạo ra bằng mây siíu đm;
+ Khi có kết quả siíu đm tốt nhất, dừng cấp lỏng văo thiết bị, nhanh chóng tâch đôi mẫu thực nghiệm theo đường cắt sẵn để có hình ảnh vùng đóng băng ở bín trong;
+ Đo hình ảnh vùng đóng băng tạo ra;
+ Lấy kết quả thực nghiệm lă trung bình giữa 2 câch đo.