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。     

低温等离子消融致细胞及蛋白裂解机制的实验研究

低温等离子消融过程细胞、蛋白裂解机制还没有完全被阐明,为此以标准蛋白质溶液和培养细胞为实验材料,应用SDS-PAGE电泳以及流式细胞仪,结合PI荧光染色的方法,对低温等离子手术系统消融过程中等离子产生的电学参数(电场强度、脉冲频率、脉宽等)与细胞和蛋白裂解机制进行实验研究。结果表明:低温等离子对蛋白质起到打断成小分子量片段的作用,呈现电压越高、作用时间越久,打断成的小分子量片段越多的趋势;同时等离子破坏生物组织细胞的细胞膜结构,造成细胞裂解、死亡,且电压越高、作用时间越久,死亡组织细胞比例越高,从11.0%增加至21.3%,细胞裂解越多。低温等离子手术系统刀头产生的高能等离子体撞击细胞及蛋白质,使细胞膜裂解致细胞死亡,蛋白质被打断成小分子量片段,细胞及蛋白裂解程度与电场强度、脉冲频率、脉宽等电学参数相关。