水冷式微波消融天线的特性研究

针对热消融术中的水冷式微波天线的特性进行了研究,采用体模实验和离体实验确定了天线的比吸收率(SAR)及热消融范围.结果表明,水冷式微波天线能降低中心区温度,避免炭化现象的产生,热消融区类似于椭球形.     

微波消融联合液体注射的温度场

为了探讨不同消融功率和肝脏孔隙率条件下,液体注射对微波消融过程中肝脏温度场分布的影响,建立理想的三维对称多孔介质简化模型,模拟微波消融联合液体注射对多孔介质肝脏的作用.在不同的肝脏孔隙率(0.10、0.15、0.20、0.25、0.30)、不同的输入功率(50、60、70 W)和不同的注射液体(生理盐水或无水乙醇)下分析凝固区域.将肝脏孔隙率由0.10增加到0.30,无注射组的消融区域减小,注射生理盐水组的消融区域减小,注射无水乙醇组的消融区域增大,但消融区域变大或减小的趋势并不明显.当消融功率增加(50～70 W),生理盐水组的消融体积比单纯消融组分别增大54.99%、48.73%、32.71%,消融区域的横径由单纯消融组的2.60 cm扩增至3.40 cm;当消融功率增加(50～70 W),无水乙醇组的消融体积比单纯消融组分别增大71.68%、77.99%、73.39%,消融区域的横径由单纯消融组的2.60 cm扩增至3.55 cm,均能达到完全覆盖较大肿瘤(d=3 cm)的目的.对于生理盐水组,逐渐增加消融功率(50～70 W),消融区域的体积分别增大13.89%和6.19%.对...     

肾交感神经射频消融术的离体实验研究

为了探究肾交感神经射频消融术在不同消融参数下温度场变化情况,采用3D打印技术打印血管并制备生物体模模拟肾动脉,应用质量分数为0.9%的盐溶液模拟血液流动,构建开环式血液循环系统,执行射频消融术.同时采集消融点上方垂直距离为0～8 mm处及血管液体中心处的温度,研究射频消融对血管壁外围组织和血液的影响.液体流速由0.2 m/s上升至0.4 m/s时,血管外围组织与消融点不同距离下的ΔT均呈下降趋势;射频加热时间由2 min增加至4 min时,血管壁外围组织和液体中心的ΔT值均增加,液体中心的最大ΔT值仅0.29℃;位于外围组织的测温点与消融点垂直距离为0、4和8 mm时平均温升值分别为3.90、5.13、0.59℃;温控温度从65℃变化至75℃时,血管外围组织最高ΔT值为6.67℃,液体中心最高ΔT值为2.76℃.射频消融时,液体的快速流动能够带走部分热量,可以起到一定程度的冷却作用,避免组织和血液热损伤;液体流速在0.2 m/s时,组织的温升值最高为2.67℃,液体流速接近层流速度阈值0.4 m/s时组织的温升最高为1.00℃;相比对照组流速为0时组织最高温升5.02℃而言,冷却作用均...     

Finite element analysis of constant-power invasive microwave coagulation of liver tumors

Invasive microwave coagulation (IMC) therapy is a newly developed method for the treatment of liver tumors. In this paper, the constant-power IMC therapy is discussed. Three-dimensional finite element analysis for "alternative" heating pattern and a large blood vessel bioheat model are performed. The objective is to study: (i) the effects of "alternative" heating pattern of invasive microwave antennas on reducing the peak temperature which can be up to 140℃. Therefore, "alternative" heating pattern can improve the security of IMC; (ii) modeling impact of large vessels on heat transfer of surrounding tissue and the formation of the coagulation lesion. Corresponding in vivo pig experiments are provided to compare with the simulation results. The results indicate that: (i) the "alternative" heating pattern was efficient in reducing the peak temperature and diminishing the dimension of "super hot" area; (ii) the heat loss due to the cooling of the large blood vessel is so great that attempting to compensate     

面向应用的生物医学工程专业的计算机网络教学体系

在对"网络及其医学应用"课程教学改革的实践中,在课程内容体系上提出构建"面向应用的生物医学工程特色"的计算机网络教学体系建设,注重培养大学生的科学发展观和自主学习的意识、方法及创新能力,将信息技术基础教育紧密结合本专业、本学科未来的应用方向,科学合理地培养大学生的JT知识结构,使学生毕业后能够适应专业工作中对信息技术和数字化技术的要求,成为适应未来社会的合格人才.     

华夏一路步行桥的设计与施工

本文针对浦东新区华夏文化旅游区内的一座颇有特色的人行桥的设计与施工；就桥址工程地质、施工图设计、钢管拱的制作和架设作一介绍，并对该桥的特点试作分析与评价。     

微波消融治疗肝癌中的若干热学问题

针对微波消融治疗肝癌中遇到的一些热学问题进行了分析和讨论,对肝组织对微波的比吸收率的确定方法、温度场的数值模拟、单一微波源形成的凝固区大小和形状、分时控制的多源凝固区组合方法等进行了研究.结果表明,模拟结果与实测凝固区有良好的一致性,采用分时控制的多源凝固区组合技术能实现肿瘤的适形治疗.     

个性化脊柱肿瘤微波热疗的手术规划

主要研究个性化脊柱肿瘤微波热疗的温度场规划,并提出利用数值模拟进行个性化脊柱肿瘤手术规划的理论.根据病人医学切片图像三维重建解剖真实的肿瘤及其周围组织的几何结构;在三维计算机环境下进行虚拟手术操作,来确定天线插入方式和深度;施加由离体实验测得的SAR边界条件,利用有限元法进行温度场模拟;提取不同加热时刻的温度场分布,对插入方式和深度进行评估.结果表明:微波加热初期,54℃温度场完全包含在肿瘤内部,加热到16s时开始灼伤正常组织.加热到240s时54℃温度场覆盖周围正常组织的体积已经达3 520mm³,此时消融率为98.5%.由此可见,个性化脊柱肿瘤手术规划为临床手术提供了术前预测和理论依据.     

血管对肝脏微波消融温度场的影响

为了研究血管对消融温度场的影响, 运用离体实验的方法测定距天线不同距离及血流量不同的血管对温度场的影响.实验中采用输液管代替肝动脉, 并依据肝动脉的血流速度设定管内的水流速度;利用铜-康铜热电偶测量血管周围的温度场.并在相同的条件下进行微波消融的仿真计算, 对比实验与仿真结果的不同.结果显示:当微波天线距血管1.0 cm时, 由于血液对流换热的影响, 微波消融域并没有关于微波天线对称, 在靠近血管的一侧出现了很大的温度梯度, 且随着血流量的增大, 微波消融域变小;当微波天线距离血管1.5 cm时, 微波消融域的形状开始变圆, 并且天线两侧相同距离的点的温升曲线的温差也开始减小;当微波天线距离血管2.0 cm时, 微波消融域几乎呈圆形, 且关于微波天线对称, 血管的影响可以忽略.当血流量增大时 (从22 cm/s变为55 cm/s) , 血管对温度场的影响增大 (与22 cm/s的温差最大可达10℃) , 消融温度场进一步减小.当微波天线与血管之间的距离大于2.0 cm时, 对于小流量的血管可以忽略其对于温度场的影响, 热疗前不用进行血管阻断术.当微波天线与血管之间的距离小于2.0 cm且血流量大于22 cm/s时, 为了不影响消融的疗效, 建议进行血管阻断术.