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肾交感神经双极射频消融治疗高血压的热损伤模拟及实验

作　者: 黄峰
导　师: 肖家华
学　校: 天津商业大学
专　业: 动力工程
关键词: 高血压肾交感神经射频消融仿真模拟实验验证
分类号: R544.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

高血压是全球主要关注的公共健康问题之一。一项统计表明，在发达国家中30%-40%的成年人都患有高血压,并且高血压的患者总量有逐步增加的趋势，增加速度在发展中国家尤为明显。即使在发达国家[1,2]，高血压的诊断和治疗依旧没有达到理想的状况。尽管随着医学的发展，许多安全且有一定效果的药物相继问世，对某些高血压起到了一定的控制作用,但在顽固性高血压病人中能够把血压值控制在理想目标范围内的比例仍然很低[3,4],医生不得不对病人采取长期的药物治疗。由于很多病人认为高血压这种疾病平时无主要症状,所以药物治疗也没有持续性,导致了治疗的失败。因此，治疗高血压的新技术的研发，尤其是能够克服现有瓶颈治疗顽固性高血压的技术更让人期待。本文深入了解了当前最先进的非药物治疗顽固性高血压的手段，即射频消融肾交感神经治疗高血压,简称为“RSD”。现有RSD技术的代表是美敦力的单级射频消融技术,但这种技术有其固有的缺陷,例如不易控制电流流向,紧贴电极部分的血管内壁组织易造成不可逆损伤等问题。为了能较为有效地解决单级射频电极存在的问题，本文提出了带有冷却效果的双极射频消融肾交感神经治疗高血压的想法，并运用Comsol Multiphysics多物理场耦合软件对双极电极消融进行了仿真模拟，得到了不同电压及电极间距下的温度场分布，选出了较为合理的双极电极模型。最后作者通过使用与模型相似的自制双极电极在生物组织上进行了定性的实验验证，实验结果表明双极电极可以形成规则大小及深度的点消融区域，初步验证了双极电极在实际应用中的可行性，为双极射频电极的设计及产品化提供了依据。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章前言  8-14
  1.1 高血压背景知识  8
    1.1.1 顽固性高血压的定义  8
    1.1.2 顽固性高血压的形成机制  8
  1.2 交感神经阻断术  8-10
    1.2.1 肾脏交感神经分布  8-9
    1.2.2 外科交感神经的切除  9-10
  1.3 经皮导管消融治疗顽固性高血压的原理  10
  1.4 射频定义及原理  10-11
  1.5 现有的经皮导管肾交感神经消融装置  11-12
  1.6 单级射频消融肾交感神经装置存在的缺点  12
  1.7 针对以上缺点的解决方案  12
  1.8 双极射频消融肾交感神经的创新点  12-13
  1.9 本课题的主要研究内容  13-14
第二章多物理场耦合的有限元分析  14-19
  2.1 Comsol Multiphysics 简介  14-16
    2.1.1 Comsol Multiphysics 主要技术特点  14-15
    2.1.2 Comsol Multiphysics 主要模块简介  15-16
  2.2 分析步骤  16-17
  2.3 有限元模型建立  17-19
    2.3.1 理论基础——热传导方程  17-19
第三章采用 Comsol Multiphysics 的双极射频电极的仿真模拟  19-40
  3.1 Comsol Multiphysics 建模步骤  19-23
    3.1.1 分析前的准备  19
    3.1.2 进行全局定义  19
    3.1.3 定义几何模型  19
    3.1.4 定义材料属性  19-20
    3.1.5 模型载荷求解分析  20-21
    3.1.6 建模  21-22
    3.1.7 网格划分  22-23
  3.2 血管周围无组织接触的模拟结果  23-26
  3.3 血管周围无组织接触时选定方案的分析  26-31
    3.3.1 消融区温度随时间的变化  26-27
    3.3.2 有效消融区温度分布  27-28
    3.3.3 有效消融面积随时间的变化  28-29
    3.3.4 消融深度分布  29-31
  3.4 血管周围有组织接触的模拟结果  31-34
  3.5 血管周围有组织接触时选定方案分析  34-40
    3.5.1 消融区温度随时间的变化  34-35
    3.5.2 消融区温度随时间的变化  35-36
    3.5.3 有效消融面积随时间的变化  36-37
    3.5.4 消融深度分布  37-40
第四章实验研究  40-43
  4.1 实验方案  40-41
    4.1.1 实验材料与工具  40-41
  4.2 实验步骤及实验数据  41
  4.3 消融区图片及消融区温度分布  41-43
第五章总结与展望  43-44
参考文献  44-47
发表论文及参加科研情况说明  47-48
致谢  48-49

肾交感神经双极射频消融治疗高血压的热损伤模拟及实验

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