一种智能化的多极射频消融治疗仪的研制

介绍了一种基于射频原位灭活原理的智能化的多极射频消融治疗仪的研制.仪器为上、下位机结构,上位机为PC机,下位机以89C52单片机为核心的测温控温装置,上、下位机通过RS232串行口通信实现数据传送.仪器有两种功率控制模式:手动控制和自动控制,自动控制采用改进PID控温算法,确保对肿瘤病灶进行均匀、平稳的射频加热.智能化的病历数据库管理系统实现对病历数据的有效管理.动物实验证明,仪器工作稳定可靠,疗效好,具有较高的临床应用价值.     

用于肿瘤联合治疗仪温度控制的改进PID算法

介绍一种基于改进 PID算法的多功能肿瘤联合治疗仪的研制。它基于 1+1=3或 1+1+1>3肿瘤联合治疗增敏原理 ,可以单独用于肿瘤热疗 ,也可以进行热化疗、热放疗或三联治疗。采用改进 PID控温算法 ,解决了因更换不同加热器导致对象特性变化使控温性能降低的问题 ,确保不同加热器都能对腔内肿瘤病灶进行均匀、平稳的射频加热。实验证明 ,算法适应性强、抗干扰能力强、控温精度高 (± 0 .1℃ ) ,仪器工作稳定可靠 ,具有较高的临床应用价值。     

新型气冷式射频消融系统的控制模式

背景：射频消融作为一种有前途的微创肿瘤治疗方法应用越来越广泛,但是现今的射频消融系统还普遍存在消融范围小的问题。 目的：设计一种新型的气冷式射频消融电极的控制模式,增大射频消融的范围。 方法：在气冷式射频仪的基础上,根据气冷式射频电极的特点,设计了一种新型的气冷式射频消融的控制模式,即在恒温的方式下通过气冷式电极的冷冻功率来控制射频消融的范围。控制系统采用上位机、下位机的结构,温度控制算法采用改进的PID控制算法。 结果与结论：通过温度控制实验证明,改进的PID控制算法能精确地控制温度,反应速度快,能很好地应用于该控制模式。气冷式射频功率与制冷功率关系实验结果表明,通过气冷式冷却电极的功率能很好地调节射频消融的射频输出功率,达到控制消融范围的目的。     

单针水冷式射频消融治疗系统的功率控制及软件实现

基于射频原位灭活原理介绍了一种智能化射频消融系统的功率控制及软件实现.该仪器结构为上、下位机,上位机采用工控PC机,下位机是以PIC16F877单片机为核心的温度采集和射频电压控制装置,它们之间通过EIA- 232- D串行口进行通讯和数据传送.仪器有两种功率控制模式控制射频功率的输出,采用智能化病历数据库管理系统,为医生制定治疗计划提供可靠的依据.动物实验证明,仪器工作稳定可靠,疗效好,具有较高的临床应用价值.     

基于自抗扰控制器的射频消融电极温度控制系统仿真研究

目的 将自抗扰控制器（active disturbance rejection controller,ADRC）应用于射频电极并探讨温度控制效果。方法 在MATLAB Simulink仿真平台，建立基于ADRC的射频电极温度控制系统，进行阶跃信号实验。加入幅值为2的阶跃信号扰动，以模拟不稳定的人体内环境。最后，将温度滞后时间τ、温度转换时间T和增益系数K值增加20%和50%，与同条件比例-积分-微分（proportion integration differentiation,PID）控制性能对比。结果 （1） ADRC调节时间（15.38 s）较PID(18.68 s)短且超调为0。（2）τ与T值变化时，PID超调最大增量分别为3.55%和8.55%，但ADRC超调均为0;K值变化时，ADRC虽出现超调，但同参数下的超调均较PID小。（3）各种参数变化下，两者受干扰后均能在30 s内平稳快速达到设定值。结论 ADRC控制技术在射频电极温度控制中显示超调小、稳定速度快、一定的抗干扰性及参数变化适应性，具有良好的调节能力。     

肿瘤联合治疗系统中温度控制的研究

肿瘤联合治疗系统是一种利用射频加热技术和热生物效应原理治疗人体肿瘤的医疗设备，它可以单独用于肿瘤热疗，也可以进行热化疗，热放疗或三联治疗，将改进的PID算法运用于该系统的温度控制中，结合硬件检测和调节电路，解决了直接影响治疗效果的温度精确控制这一关键问题，实验证明本系统工作稳定可靠，具有较高的应用价值。     

三叉神经疼痛小型射频治疗仪的研制

提出了基于嵌入式系统的便携式三叉神经疼痛射频治疗仪的设计方案.实现了预检、脉冲射频治疗以及连续射频治疗的功能,并通过触摸屏以及液晶显示的图形用户界面进行操作.同时根据系统特点采用改进的分段PID温度控制算法,温度精度小于1℃,满足临床应用的要求.     

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。     

多电极射频美容仪的温度场仿真实验研究

射频美容仪是国内家用美容仪市场中很受欢迎的保健产品。然而,市面上的射频美容仪产品质量参差不齐,相关参数也缺乏统一的标准规范。该研究基于有限元仿真方法和COMSOL仿真软件,构建了具有隔膜的三维皮肤模型,仿真分析、研究了不同射频美容仪的射频电压有效值、射频频率、电极高度、电极直径、电极间距、电极数量及排布等参数条件对皮肤及皮下组织温度场分布的影响,并进行了对比分析。仿真结果表明：提高电压有效值或射频频率能提高模型温度场的最大值;提高电极高度相比紧贴皮肤会降低温度场最大值并使射频美容仪下的温度分布更加均匀;增加电极直径或缩小电极间距能提高电极间的温度;不同的正负极数量会使热量集中在数量较少的电极下方。最后,该研究还完成了温度场分布随时间的实验测量及与仿真结果的比较分析。该研究较为系统、全面地仿真探讨了射频美容仪产品的各项参数条件变化对皮肤温度分布的影响规律,为溶脂技术的安全与疗效提供参考,也为射频美容仪的临床应用及产业化提供参考。     

射频热毁损治疗肝脏恶性肿瘤

射频热毁损 (radiofrequency therm al ablation,RFA)是国内外近几年来开展的一项治疗肝脏恶性肿瘤的新技术 ,具有快速毁损肝脏肿瘤而且安全性高、并发症少、患者易接受、可重复治疗等诸多优点 ,具有良好的应用前景 〔1～ 4〕。1　射频治疗仪和射频热毁损原理射频 (RF)是一种频率在 30 HHz- 30 0 MHz的高频电磁波 ,电流高度集中 ,随高频发生离子振荡而产生 90～ 12 0℃的高温。射频治疗仪主要由射频发射器、针式治疗电极、弥散电极板及 B超监视系统等部分组成〔1 ,2〕。目前使用的主流机型为 RF2 0 0 0 TM型治疗仪 ,其发射器频率为 46…     

Thermal—electrical finite element modelling for radio frequency cardiac ablation: Effects of changes in myocardial properties

Finite element (FE) analysis has been utilised as a numerical tool to determine the temperature distribution in studies of radio frequency (RF) cardiac ablation. However, non of the previous FE analyses clarified such computational aspects as software requirements, computation time or convergence test. In addition, myocardial properties included in the previous models vary greatly. A process of FE modelling of a system that included blood, myocardium, and an ablation catheter with a thermistor embedded at the tip is described. The bio-heat equation is solved to determine the temperature distribution in myocardium using a commercial soft-ware application (ABAQUS). A Cauchy convergence test (∈=0.1°C) was performed and it is concluded that the optimal number of elements for the proposed system is 24610. The effects of changes in myocardial properties (±50% electric conductivity, +100%/−50% thermal conductivity, and +100%/−50% specific heat capacity) in both power-controlled (PCRFA) and temperature-controlled RF ablation (TCRFA) were studied. Changes in myocardial properties affect the results of the FE analyses of PCRFA more than those of TCRFA, and the maximum changes in lesion volumes were −58.6% (−50% electric conductivity), −60.7% (+100% thermal conductivity), and +43.2% (−50% specific heat).     

Radio-frequency lesioning in brain tissue with coagulation-dependent thermal conductivity: modelling,simulation and analysis of parameter influence and interaction

Radio-frequency brain lesioning is a method for reducing e.g. symptoms of movement disorders. A small electrode is used to thermally coagulate malfunctioning tissue. Influence on lesion size from thermal and electric conductivity of the tissue, microvascular perfusion and preset electrode temperature was investigated using a finite-element model. Perfusion was modelled as an increased thermal conductivity in non-coagulated tissue. The parameters were analysed using a 2(4)-factorial design (n=16) and quadratic regression analysis (n=47). Increased thermal conductivity of the tissue increased lesion volume, while increased perfusion decreased it since coagulation creates a thermally insulating layer due to the cessation of blood perfusion. These effects were strengthened with increased preset temperature. The electric conductivity had negligible effect. Simulations were found realistic compared to in vivo experimental lesions.     

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。     

Model simulation and experimental validation of intratumoral chemotherapy using multiple polymer implants

Radiofrequency ablation has emerged as a minimally invasive option for liver cancer treatment, but local tumor recurrence is common. To eliminate residual tumor cells in the ablated tumor, biodegradable polymer millirods have been designed for local drug (e.g., doxorubicin) delivery. A limitation of this method has been the extent of drug penetration into the tumor (<5 mm), especially in the peripheral tumor rim where thermal ablation is less effective. To provide drug concentration above the therapeutic level as needed throughout a large tumor, implant strategies with multiple millirods were devised using a computational model. This dynamic, 3-D mass balance model of drug distribution in tissue was used to simulate the consequences of various numbers of implants in different locations. Experimental testing of model predictions was performed in a rabbit VX2 carcinoma model. This study demonstrates the value of multiple implants to provide therapeutic drug levels in large ablated tumors.     

汽车驾驶员腰椎保护带的振动防护效应测试及其生物力学作用分析

通过对汽车驾驶员腰部振动的测试 ,了解腰椎保护带对振动的防护效应并对其生物力学作用进行分析。以日本产五十铃八吨载重卡车 (TDG72 )为测试车型。在装载六吨货物以三种不同车速 (10、30、6 0 km/ h)行进在柏油公路时 ,分别在佩带和不佩带腰椎保护带的情况下 ,对驾驶员腰椎部位垂直振动和水平纵向振动进行实时测量 (传感器安置于裤腰带和保护带的背外侧 )。结果显示 :1驾驶员腰部振动频率多为 10 Hz以下 ,属低频振动 ;2垂直振动大于水平纵向振动 ;3系腰椎保护带时的振动测量值大于不系腰椎保护带的测量值。由于腰椎保护带改变了脊柱的生物力学和振动特性 ,从而起到了保护腰椎的作用。我们认为它是防治汽车驾驶员腰痛的良好方法之一。     

心音图运动试验的精密度和准确度的分析

“心音图运动试验”(PCGET)是新近提出的一项心肌收缩能力以及心血管病人和健康人的心力储备评估方法。为了验明 PCGET方法的可信度 ,我们进行了该方法的精密度和准确度的研究。对 30个志愿者进行了PCGET,不同检查者对同一受试者同一心动周期中 S1幅值测量时 ,检查者 A的一组数据的 x± s=5 .0 5 0 .0 45 1,检查者 B的一组数据的 x± s=4.95± 0 .0 34 6 ,F=1.6 99,P>0 .0 5。不同检查者对同一受试者同一心动周期测量时 ,检查者 A的一组数据的 x± s=0 .789± 0 .0 0 18,检查者 B的一组数据的 x± s=0 .787± 0 .0 0 17,F=1.16 7,P>0 .0 5。对 PCGET运动前后心脏变力性状态评估的准确度为 10 0 %。结果表明 ,PCGET的精密度和准确度高 ,可作为心力储备的无伤性、简便、经济的量化测评方法。     

家蝇实验种群生殖,存活及生命表的研究

在最适宜的综合实验条件下，采用定量研究的方法，对家蝇实验种群的生殖、存活和生命表进行了研究，求出家蝇各生长阶段的发育历期（卵为０．５±０．０８００ｄ；幼虫为４．５±０．５０００ｄ；蛹为５．５±０．５０００ｄ；一世代为１５．５±１．５５６６ｄ），成活率（卵为９４．８２５１％；幼虫为８９．３２３８％；蛹为９５．２３７７％；一世代为８１．０２８９％），生殖特性（最大产卵量为１８４个／次／雌，平均产卵次数为８±７．８３７７次；终生产卵数为６８７±４１６．５８５８个）和存活特性（雌性最大寿命为７７ｄ；雄性最大寿命为６３ｄ；雌性平均寿命为３７．４９６３ｄ；雄性平均寿命为２６．８３９８ｄ）。我们也求出了家蝇整个生命中各天的死亡数和产卵数，绘制了家蝇实验种群生命表。我们研究获得的各项结果为家蝇的消灭和开发提供了科学的理论依据。     

微电脑前列腺脉冲式水囊按摩药渗仪的研制及应用

目的介绍微电脑前列腺脉冲式水囊按摩药渗仪的研制及临床应用.方法根据慢性细菌性前列腺炎的病理特点,在临床实验的基础上,结合生物医学工程技术和现代中医药理论,研制出微电脑前列腺脉冲式水囊按摩药渗仪.试用于治疗慢性细菌性前列腺炎病人600例.结果临床治愈459例(76.5%),显效101例(16.8%),好转40例(6.7%).无任何副作用.结论微电脑前列腺脉冲式水囊按摩药渗仪对慢性细菌性前列腺炎是一种良效、安全、舒适而科学的治疗新途径.     

恶性疟原虫疫苗研究VIPfCMR基因与人白细胞介素-2基因的连接与克隆

用限制性内切酶ＥｃｏＲＩ和ＳａｌＩ将恶性疟原虫复合抗原基因ＰｆＣＭＲ从质粒ｐＷＲ４５０－１／ＰｆＣＭＲ中切下，插入质粒ｐＢＶ２２０／ＩＬ－２中人白细胞介素－２（ＩＬ－２）基因的ＥｃｏＲＩ位点。重组质粒转化大肠杆菌ＤＨ５ａ，通过ＰＣＲ扩增和酶切鉴定，筛选出正向插入的重组载体ｐＢＶ２２０／ＰｆＣＭＲ－ＩＬ－２。为表达ＰｆＣＭＲ－ＩＬ－２融合蛋白打下基础。