消融
關注創建者：琳泓comsol 創建時間：2020-12-31
消融的實例教程
近年來，腫瘤手術的“激光消融”方法以其消融范圍精準可控、誤差小，對病變周圍正常結構幾乎沒有損傷，手術創傷小、手術時間短、患者恢復快等優勢，逐漸在醫學界獲得認可并推廣。但是受制于高昂的設備成本和精密的研發技術，激光消融設備的國產化程度不高，主要手術設備此前高度依賴進口，手術成本較高，普及難度較大。
2021年，國內首例“磁共振引導下腦轉移瘤激光消融術（LITT）”在首都醫科大學附屬北京天壇醫院成功實施，成功為一名69歲的女性患者進行腫瘤消融，為腦轉移瘤治療提供了新的技術選擇。該手術獲得了《北京日報》專題報道。華科精準神經外科手術導航系統中的激光消融與冷卻循環設備在其中發揮了重要作用。這款激光消融器，就是由北京化工大學英藍實驗室王建教授團隊參與研發，突破了塑料制品精密注塑成型的關鍵難題。讓我們一起來看看它的研發過程。
展開 Comsol的爪型針高頻電磁消融腫瘤仿真分析 ￥2500
主要用于：肝、肺腫瘤的消融治療，包括不同的爪針直徑、不同的工作長度、不同的套管外徑。醫生可根據腫瘤大小選擇不同的爪針直徑，根據腫瘤深淺選擇不同工作長度，根據可承受的創傷大小選擇不同套管外徑。
此次借助comsol的生物模塊和電熱模塊進行爪型消融針仿真：
消融過程的動圖
俯視圖展示：
爪型針電勢分布
爪型針焦耳能量分布
消融區域等效球徑隨時間變化
有興趣的可以加我，歡迎交流。
基于comsol的肝臟電磁消融損傷分析 ￥2890
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</div><p>肝臟的示意圖</p><p><img src="https://img.jishulink.com/images/202205/m4tNxmnk3ND7Vyq8XnXzDk.png"></p><p><br></p><p><br></p><p>本模型 主要復現做恒溫水浴中對肝臟進行消融的實驗，測量肝臟、電極的表現。</p><p>采用焦耳熱和固體流體傳熱模塊，對貼附在肝臟表面的兩個電極施電壓加熱肝臟。</p><p>在指定區域設置有溫度探測裝置，對輸入電流進行控制，確保在一定區間保溫。
展開 基于comsol的低溫消融治療
射頻消融切除腫瘤
射頻消融技術是利用最新的射頻消融探針，醫生將把它們插入腫瘤或者病變細胞處。儀器運行頻率范圍是460-550kHz，通過射頻探針將交變電流傳送到病變組織。在病變組織處離子由于電磁場極化方向的快速變化而劇烈運動，從而使得射頻能量轉化為熱能。產生的熱能使得組織細胞壞死，隨著溫度升高接近100攝氏度足以殺死病變細胞。
消融技術已經證實可以有效地根除病變組織，可以治療心律失常，減輕帕金森癥癥狀，治療過渡性子宮出血，以及與化療結合治療惡性肝癌。
這些儀器對于外科醫生來說都非常重要，但是它們的工作機制直到現在才被發現。因為在活體實驗和臨床實驗中的儀器參數不同，所以利用計算機對消融進行模擬是研究這些儀器最經濟和最有效的方式。然而，計算模型只能研究已知的特征參數，如電導率、熱容量、血流密度，以及一些外界參數，如激勵電壓、時間、最大消融溫度。
以前研究人員采用的是利用溫度數據來預測組織壞死區域大小和形狀的粗糙模型。這些模型首先計算電磁場，然后求解熱場來預測溫度。這些模型中假設組織的電學和熱學參數是常數，所以壞死組織體積的模擬結果很難接近臨床觀測結果。在組織消融溫度，蛋白質發生凝固，從而導致局部血液流動停止，并引起組織細胞的電學參數和溫度發生不可逆改變。因此陳舊模型不能在外科醫生在預測治療方案所形成的組織損壞尺寸方面提供足夠的幫助。
模擬組織變化的更優模型
FDA放射衛生與儀器中心研究人員Isaac Chang開發了一個模擬消融器件的先進模型，其中考慮了組織行為的變化。在計算每一個空間位置溫度的基礎上，還計算了熱輻射以及累計組織損壞。利用這些結果來改變組織固有的參數，并反饋到下一時刻溫度計算過程中。
因為在消融過程中組織參數不斷地改變，所以在利用時間相關模型來求解消融問題。
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消融的最新內容
基于comsol的低溫消融治療
(a)消融后破裂的SPRA照片，(b)消融后完整PRF/SPRA的照片，(c?f)不同放大倍數下燒蝕后PRF/SPRA的SEM圖像，根據(g)原生PRF/SPRA和(h)燒蝕PRF/SPRA各自的SEM圖像，其SEM圖像和粒度統計分布均服從正態分布曲線。
圖6. (a)氮氣氣氛下PRF/SPRA的TGA和DTGA曲線。(b)燒蝕后PRF/SPRA表面的FTIR光譜。
作品名稱：RDN治療的CFD仿真
作品類型：文本
作者及單位：高威 | 新科益系統與咨詢（上海）有限公司
作品簡介：本案例利用Ansys Fluent仿真了RDN（腎動脈消融）治療過程中人體組織溫度的變化狀況。通過Fluent的電-熱多物理場耦合能力，分析了射頻消融過程中組織內電場分布及其引發的焦耳熱現象。
壓力傳感器在微創導管消融術和體溫傳感器測量中有著較好的應用。
傳感器能夠放置在靠近患者的位置對于許多應用來說非常關鍵，比如在透析應用中，準確地測量透析液和靜脈壓力就非常重要。壓力傳感器必須能夠精確地監測透析液和血液的壓力以確保其維持在所設定的范圍內。
我們也可以見表達式q寫成局部材料衰減率的函數，
在整個帶狀物的離散化方程的處理的結果相等，得到
其中h是節點的消融速度，A是節點的接觸區域。這個方程表明沿著帶狀物h是不均勻的，推導出的結論是帶狀物進入和離開接地印跡的寬度是不一樣的。然而，因為我們為了維持一個合理的輪胎磨損后的結構，我們假定節點消融的速度是均勻的。
如圖 4 所示，升華是中心區域的主要消融行為，氧化是中心區域的主要燒蝕行為；硅的氧化以及氧化硅氣體的沉積是外部區域形成二氧化硅顆粒的主要原因，如圖 4(c)所示；圖 4(a)中的中心區域燒蝕后，由于增強纖維(M30,Japan) 的高導熱性和相鄰端升華速度的差異，纖維形成了針狀微結構。
壓力傳感器在微創導管消融術和體溫傳感器測量中有著較好的應用。
4.壓力傳感器在稱重系統中的應用
在很多壓力控制過程中,經常需要采集壓力信號, 轉換成能夠進行自動化控制的電信號。
加拿大FISO 醫用光纖測溫傳感器 THR-NS-1084A參數：
過熱和消融：基于產品設計，FISO的溫度探針能夠滿足全世界范圍內在過熱和熱療領域活躍的科學家及研發者所需的可操作性和可靠性。
，實施了腦轉移瘤激光消融術，累計實施3次消融，1150s，消融面積3020.93mm3。
a)利用Blebbistatin的光毒活性進行時空控制的細胞消融示意圖。b)光片顯微鏡圖像顯示照射后向暴露區域遷移的細胞核。在不同條件下受控細胞死亡后形狀變化。
