高频ns脉冲串作用下肝脏肿瘤热效应的多参数有限元仿真

• 作者: 卞昌浩 唐雪峰 姚陈果 徐进 李成祥 米彦 芮少琴
• 来源期刊: 高电压技术
• 关键词: 温度 热损伤 肿瘤 高频ns脉冲串 Pennes生物传热方程 有限元
• 年，卷（期）: 2017,（8）
• 所属期刊栏目: 高电压技术的医学应用专题
• 页码范围: 2477-2485
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.20170731006

摘要

为了综合传统不可逆电穿孔和ns脉冲的特点,充分发挥脉冲电场非热治疗肿瘤的优势,将高频ns脉冲串引入到消融肿瘤组织的应用中,并研究了此高频ns脉冲串在生物组织中产生的热效应.通过多参数有限元方法对施加1对针电极的肝脏和肿瘤组织的温度以及热损伤进行了仿真,施加的电压范围为1～4 kV,脉冲宽度范围为50～500 ns,重复频率介于100 kHz～1 MHz之间,脉冲串长度为100ps,脉冲串的重复频率为1Hz.使用Pennes生物传热方程计算电热耦合下的温度,并根据Arrhenius公式计算热损伤.结果表明:肿瘤在单个脉冲串作用下在100 ps时刻达到的最高温度为49.26℃;在1s时刻最高温度为40.4℃,经过1s时刻之后热损伤的累积程度只有0.001 6,不会造成热损伤;通过参数拟合,可以得到任意参数下的组织温度以及热损伤.研究结果可为将来的实验研究提供参数选择的理论依据.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	姚陈果		179	2370	24.0	37.0
2	李成祥		81	867	16.0	24.0
3	米彦		95	1179	19.0	29.0
4	芮少琴		3	3	1.0	1.0
5	唐雪峰		4	4	1.0	2.0
6	卞昌浩		4	2	1.0	1.0
7	徐进		12	42	5.0	6.0