肝肿瘤温控射频消融温度分布的有限元建模

• 作者: 吴水才 周著黄 王笑茹 白燕萍 郭培鑫 高宏建
• 来源期刊: 北京工业大学学报
• 学科: 医学
• 关键词: 肝肿瘤 温控射频消融 比例积分(PI)反馈控制器 Pennes方程 Hyperbolic方程
• 年，卷（期）: 2020,（1）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 75-81
• 页数: 7页
• 分类号: R318
• 字数: 2863字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11936/bjutxb2018070026

摘要

为了提高肝肿瘤射频温控消融温度分布的预测精度,建立了具有比例积分(proportional integral,PI)反馈控制器的射频消融温度分布仿真模型,并且研究了有限元模型中不同传热方程( Pennes和Hyperbolic生物传热方程)对温度分布的影响. 首先,利用单电极热消融仪对离体猪肝进行温控射频消融实验,电极针尖稳态温度设定为90℃,消融时间为600 s,并利用测温针获得各测温点的热消融数据. 然后,建立具有PI控制器的肝肿瘤温控射频消融有限元模型,其中PI控制器通过反馈调节电压源来使针尖温度与实测数据保持一致,传热方程分别采用基于非傅里叶传热规律的Hyperbolic方程和基于傅里叶传热规律的Pennes方程,生物组织电导率和导热率选用温度依赖性函数. 最后,通过仿真温度和实测温度进行对比验证. 结果表明,相比于Hyperbolic方程,采用 Pennes方程的仿真模型具有较高的精度,各测温点的仿真温度与实验结果之间的标准偏差、平均误差和最大误差的均值分别为0. 78、1. 46、2. 90℃. 因此,基于PI控制器和Pennes生物传热方程的肝肿瘤温控射频消融有限元模型能够有效地预测热消融温度.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	吴水才	北京工业大学生命科学与生物工程学院	217	1199	17.0	26.0
2	白燕萍	北京工业大学生命科学与生物工程学院	64	487	13.0	20.0
3	高宏建	北京工业大学生命科学与生物工程学院	54	218	7.0	12.0
4	周著黄	北京工业大学生命科学与生物工程学院	24	44	4.0	6.0
5	王笑茹	北京工业大学生命科学与生物工程学院	11	13	3.0	3.0
6	郭培鑫	北京工业大学生命科学与生物工程学院	1	0	0.0	0.0