基于针转向技术的多爪适形射频消融电极研究

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作为一种典型的微创疗法,射频消融手术在恶性肿瘤治疗领域广受关注,极具应用前景。射频消融利用射频消融电极将射频能量传递到目标肿瘤区域,射频能量进入肿瘤区域后转化为热量,热量扩散形成的热消融坏死区覆盖癌灶,从而实现肿瘤的原位灭活。然而目前临床上使用的射频消融电极产生的热消融坏死区的形态无法控制,无法与形态各异的肿瘤进行匹配,不可避免地会伤害到大量的正常组织,且容易产生并发症。适形消融的临床新需求应运而生。本文提出了一种基于针转向技术的适形消融方案:通过针转向技术控制电极的形态,从而控制射频消融电极产生的热消融坏死区的形态。本文基于此思路,设计并制造了一套适形消融系统原型,包括具备多级嵌套结构的多爪适形消融电极和配套的驱动系统。通过理论分析和实验观测,对电极子针的体外运动轨迹建立了合适的数学模型,测试表明该模型的预测误差在0.15mm以内。在电极驱动过程中,外穿刺鞘尖端位置跳动不超过1mm,表现出了较好的位置稳定性。多物理场仿真和离体组织实验对该多爪射频消融电极的适形原理有效性进行了验证,为未来的动物实验和手术疗效评价打下了坚实的基础。本文提出的基于针转向技术的多爪适形射频消融电极能够在单次穿刺、单次消融过程中改变热消融坏死区的形态,从而实现了在保持射频消融手术微创特点的前提下,提升热消融坏死区与肿瘤形态的匹配度,对射频消融手术迈向适形消融具有重要意义。
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