半导体制冷技术在医疗仪器中的应用 - 上海电力电子展

        随着现代医学研究不断深入，医疗仪器不断更新，半导体制冷技术已广泛应用于医疗仪器中，为人类带来福音。今天，华晶温控就为大家介绍几种采用半导体制冷技术的高档仪器，且看半导体制冷技术是如何凭借一己之力成为支撑诸多现代产业的关键技术的！

一、PCR仪

        PCR技术(聚合酶链反应)是靠酶促反应合成特异DNA片断的方法。它由高温变性、低温退火、适温延伸三个温度阶梯反复构成的热循环组成，因此，PCR仪实际上是程序控温仪，又称基因扩增仪。

        PCR仪效果与温度阶梯间的转换时间密切相关，时间越短，扩增特异性越高，效果越好。关键技术就是提高样品温升(降)速度。

        采用普通制冷(加热)方法，如压缩机制冷、水冷、风冷、红外线加热、电热丝加热等，要达到较好的扩增效果非常困难；

        而采用半导体制冷技术的PCR仪不仅能达到很好的扩增效果，还具有体积小、无噪音、温度调节范围大等优点。这也是许多高档PCR仪的技术核心所在。

▲采用半导体制冷技术的PCR仪

二、呼吸机气泵

        呼吸机气泵是所有呼吸机中的重要备件，特别是在没有采用中心供气方式提供空气正压的医院，它更是必不可少的备件。用于向呼吸机提供干燥、洁净的气体。

        一般将气体冷却降温后，会再通过水分离器将冷凝水分离出来，达到干燥气体的目的。

        与风冷方式制冷的普通国产气泵相比，采用半导体制冷技术制冷的气泵拥有体积小、结构简单、无噪声、冷凝速度快及冷凝效率高等优点，因而，被广泛应用于高档呼吸机气泵中。

▲采用半导体制冷技术的呼吸气泵

三、Nd—YAG激光手术器

        Nd—YAG激光手术器的最大特点就是输出功率大，可对病变细胞进行气化或切割。另外，被Nd—YAG激光治疗过的溃疡组织和肿瘤组织对该种溃疡或肿瘤有免疫力，不会复发。因而，近年来被广泛应用于临床治疗。

        输出功率大，消耗的电功率相应也大，以医疗常用的100WNd—YAG激光手术器为例，其消耗的电功率高达35KW以上，如此大的能量仅有少部分转化为光能。大部分转化为热能，如果散热不充分，将损坏激光腔体和内部YAG晶体及氙灯等。

        因而，激光腔体充分散热是保证Nd—YAG激光手术器正常工作的前提条件。

        目前，不论国产还是进口的Nd—YAG激光手术器，绝大多数产品均采用水冷方式冷却激光腔，这也导致普遍存在水管连接复杂，体积庞大，操作繁琐，连续工作时间短等缺点；

        而采用半导体制冷的Nd—YAG激光手术器，制冷系统体积小、重量轻，可实现一体化设计，将手术器整套部件，包括电、激光腔体、温控电路、半导体制冷系统等全部装配在一起，并且无外加水箱、外接水管等辅助配件，体积小、重量轻，使用极为方便。

        同时，连续工作时间很长，当输出功率小于40瓦时，基本可实现连续工作无限制。

▲采用半导体制冷的Nd—YAG激光手术器

四、冷冻切片机

        普通切片机采用CO₂作制冷剂，温度仅能达到-10℃左右，且降温速度不快，冷冻前还需进行保持处理，以保证组织细胞不被破坏。因而，切片过程耗时较长。

        特别是环境温度较高时，由于组织的冷冻硬度直接影响组织切片效果，组织硬度又随组织温度升高而变低，加之冷冻速度不够高会出现切片冰晶或组织细胞破裂等现象，影响切片质量。

        而采用半导体制冷技术冷冻组织的冷冻切片机切片过程仅需冷冻、切片两个工艺过程。

        组织冷冻速度高、温度低，能在几分钟内将组织温度降至-50℃～-60℃。具有操作简单方便、切片速度快，质量高等优点。

▲采用半导体制冷的冷冻切片机

        以上，华晶温控简单介绍了几款应用半导体制冷技术的医疗设备。近年来，半导体制冷技术作为高热流密度局部主动制冷和精准控温的重要技术解决方案，被广泛应用于消费电子、通信、医疗美容、工业、汽车、航天国防、油气采矿等众多领域。并凭借其不可替代的灵活性、多样性、可靠性等优势和特点，已成为支撑诸多现代产业的关键技术。

    文章来源：搜狐网

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