子宫内膜双极多探针射频消融的有限元分析

目的运用有限元方法模拟子宫内膜射频消融过程中的温度场分布,为提高子宫内膜射频消融术的安全性和治疗效果提供理论依据。方法以三种常见大小的子宫腔为研究对象,根据生物热方程建立了子宫内膜的射频消融有限元模型,分析射频消融过程中靶向组织的最高温度、最低温度的变化,以及损伤面积和深度随子宫大小和射频电压（功率）不同产生的变化。结果电压不变、子宫尺寸变大时,最高温度变化较小,最低温度变小,损伤面增加但深度减小。子宫腔尺寸不变,功率变大时,最高温度增大,最低温度变化较小,损伤面积增加,深度增大。结论子宫内膜射频消融手术中同时考虑子宫腔大小和射频电压具有临床参考价值。     

肿瘤射频消融针材料设计与温度场仿真分析EI北大核心CSCD

为解决肿瘤射频消融针一次性消融范围小以及电极周围组织易发生烧焦炭化的问题,本文基于多物理场耦合分析软件COMSOL,研究针体材料、子针个数和子针弯曲角度对射频消融电极针消融效果的影响规律。研究结果表明,相较于钛合金和不锈钢,镍钛合金具有更好的射频能量传导效率,是电极针的最佳制作材料;子针个数对平均坏死深度和最大坏死直径均有较大影响,相同条件下,子针个数越多,凝固坏死区域体积越大;子针的弯曲角度对凝固坏死区域的最大直径影响较大,对平均坏死深度的影响较小。在其它条件均相同的情况下,消融形成的凝固坏死区域随子针弯曲角度的增加而增大。对于本文分析的60°、90°和120°三种子针弯曲角度而言,120°的弯曲角度可获得最大的凝固坏死区域。综合而言,镍钛合金120°弯曲8子针的设计最优,射频消融坏死区域的平均深度为32.40 mm,最大坏死直径为52.65 mm。上述优化设计参数可为肿瘤射频消融针的结构与材料设计提供指导。     

电极间距与电极直径对恒功率下双极射频熔脂效果影响的研究

在双极射频应用于局部脂肪堆积的无创治疗的过程中,关于双极射频设备的部分设计参数目前还没有形成统一的规范。采用有限元方法和离体实验,分析双极射频熔脂时不同参数对组织熔脂效果的影响,寻求在双极射频尽量不会对皮肤层造成热损伤的同时,实现较大范围熔脂效果的熔脂参数配置。采用COMSOLMultiphysics进行生物组织热电耦合的有限元分析;为验证模型有效性,采用一种自研的单路双极射频输出设备,对离体猪腹部组织进行实验。有限元分析结果显示:经双极射频加热30min后,在功率为10W,电极球直径分别为3、5、8mm,电极间距分别为2和3cm的熔脂参数配置下,皮肤层的最终温度低于热损伤阈值温度,且部分脂肪层在热损伤区域内;域点探针所显示的脂肪层热损伤区域内的温度变化曲线满足熔脂温度要求。不同熔脂参数配置,对双极射频加热下组织内的温度分布具有显著影响。在10W功率下,采用直径为8mm的球型电极,电极按压皮肤的深度为1mm,在电极间距分别为2和3cm的条件下,脂肪层内产生最大面积的连续热损伤区域和点状热损伤区域,热损伤区域的面积分别为2.84和2.55cm²。相同熔脂参数配置的离体实验表明,与组织模型相同位置处的热电偶探针的最终温度和对应的域点探针相差0.92℃±0.43℃。有限元分析结果和实验结果基本一致。由仿真结果和实验结果可知,上述熔脂参数配置可使双极射频不会对皮肤层造成热损伤,同时在脂肪层内产生有效的热损伤区域,并且热损伤区域内的温度达到了熔脂要求。合理的熔脂参数配置是决定双极射频熔脂是否成功的一项关键因素。     

脑组织射频消融的有限元仿真与分析

目的 运用有限元方法（finite element method,FEM）模拟颅内病灶射频消融过程中的温度场分布,以合理有效利用热疗方案,提高射频消融对颅内病灶的治疗效果.方法 建立电导率不变和电导率随温度变化的两种有限元模型,并对两种模型的中心温度、电场强度、热生成率、比吸收率（specific absorption rate,SAR）,以及热损伤区域进行对比分析.结果 对比电导率不变的有限元模型,在电导率随温度变化的情况下,电场强度减小,电流密度增大,中心温度升高,热损伤范围增大;当消融温度接近100 ℃时电导率变化明显,其对消融效果影响较大.结论 射频热疗手术中考虑随温度变化的组织参数有较高的临床参考价值.     

水冷式射频消融过程中水冷温度对热损伤的影响

探讨在水冷式射频消融系统中,水冷温度的变化对组织热损伤的影响.通过建立电热耦合有限元模型.计算射频电极周围的温度分布,以及组织最高温度达到100℃时所需时间.结果表明,在水冷循环作用下,组织的最高温度区位于电极表面2～3mm的地方;水冷温度越低,得到的消融范围越大.     

射频消融针热损伤区域研究和分析

针对射频消融针消融过程中热损伤区域控制偏离预期以及肿瘤消融不彻底的问题,利用COMSOL仿真软件,研究不同属性的电极材料、冷却循环水、电极结构射频消融针对组织消融效果的影响。研究结果表明,高电导率和热导率材料的消融针,升温更快,可以更加有效的加热组织;靠近针尖的位置,温升由焦耳热决定,而远离针尖位置处的温升,主要由热传导决定;消融针中的冷却循环水,不会改变焦耳热和热传导,但会控制消融针表面温度,降低表面组织吸附量,让组织温升更均匀,从而扩大消融区域;多级针和单极针比,相当于有多个单极针加热源;多个加热源形成的消融区域随时间增大,在组织中相互重叠,可以形成更接近肿瘤形状的消融区域;消融针的弯曲程度趋近180°时,会导致消融区域横向直径增加。     

射频消融治疗房颤的热损伤有限元分析

目的:本文探讨分析了心肌组织加热温度随时间、电压变化,温度横向、纵向变化,以及热损伤区域随电压不同而变化的情况。方法:利用射频消融治疗房颤手术过程中电热场耦合效应形成的温升变化及消融区域的物理模型仿真得到结果。结果:仿真结果表明使用射频电流进行迅速加热可以使能量集中在目标治疗区域内,11s左右达到预先设定的治疗要求。并对实际应用时可能出现的情况进行了探讨。结论:仿真结果表明该仪器符合临床要求。     

单针水冷式射频消融过程中组织热损伤区域的有限元分析

目的:提出单针水冷式射频消融系统在治疗过程中对生物组织热损伤的仿真分析。方法:建立电-热场耦合有限元模型,描述射频消融的电场强度、特征吸收率以及水冷式射频针周围组织的温度分布。考虑了组织的电导不变及电导随温度变化的两种情况,比较两者的最大电场强度与热损伤区域(超过50℃边界)。结果:在相同的治疗电压和治疗时间下,电导变化模型比电导不变模型的射频最大电场强度增高7.9%,热损伤范围增大19.6%。结论:本文对射频消融术的治疗参数选择有着较好的临床参考价值。     

肿瘤射频消融技术及临床应用研究进展

目的 该研究旨在探讨射频消融在大尺寸肿瘤中存在的技术难题及解决方法,以提高射频消融技术在临床治疗 中的应用效果。方法?该研究基于射频消融的原理,分析“降滚”现象对大尺寸肿瘤完全消融的限制,并探讨大血管散热引 起的消融不完全问题,从而引出在射频消融中应用数学建模仿真来判断消融损伤程度的方法。结果和结论 该研究基于相关 研究现状,强调数学建模仿真在射频消融中的作用,即术前模拟以预测消融效果,指导临床优化治疗方案以提高治疗效果。 创新之处 该研究总结了优化消融器械设计、模拟仿真等措施以改进治疗效果,并展望了射频消融技术的发展方向,如引入 肿瘤联合治疗和智能化技术,以提高射频消融的精准性和完全性。     

经颅直流电刺激中阴极参数对电场分布的影响

经颅直流电刺激是一种非介入式的刺激方法。为了解电刺激中阴极电极数与位置对头脑模型中空间电场分布的影响,基于人体头部解剖结构,通过COMSOL仿真软件,建立3层同心球体有限元头模型,通过数值计算方法,研究不同偏转角度下阴极电极数对头脑组织电场分布的影响,并得到头脑模型中不同偏转角度下电极个数与电场强度的关系曲线。结果表明:阴极个数及偏转角度对头脑组织中电场分布的影响趋势不同;阴极偏转角度的增加,使电场更易分布在较深的脑组织中;放置2个或3个阴极可使大脑皮层获得更为良好的刺激效果。在实际应用中,需根据刺激靶点的位置及刺激强度的要求,综合选择合理的电极数及阴极偏转角度。