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宋晓华 (宋晓华.) | 乔永琴 (乔永琴.) | 胡昊 (胡昊.) | 南群 (南群.)

Abstract:

目的 射频消融(radiofrequency ablation,RFA)治疗静脉曲张(varicose veins,VVs)术是通过在静脉腔内释放射频能量,以热效应损伤静脉内皮、从而闭合血管达到治疗目的.但由于隐神经与下肢静脉紧密伴行甚至缠绕,因此神经损伤是该术式最常见的并发症.为此,本文拟通过RFA治疗VVs的有限元计算和神经电生理建模相结合研究神经的损伤问题.方法 利用COMSOL多物理场软件建立静脉和神经三种不同相对位置的三维模型,采用电-热-流体耦合有限元方法计算组织周围的温度分布及神经的热损伤情况;利用MATLAB软件建立基于Hodgkin-Huxley神经电生理模型,进一步从神经元响应频率的角度验证温度升高对神经的影响.结果 血管周围的组织温度随着距离电极越远,温度逐渐降低.血管与神经伴行以及血管与神经相互缠绕的位置关系中,神经最高温度分别可达54.7℃、62.0℃.对于静脉位于两神经干之间的情况,在神经分叉处温度较高,可达到65.5℃.距离血管越近,温度分布越高.高于45℃后神经组织开始出现损伤,损伤区域以及损伤分数也随时间变化不断增大.神经在不同温度下受刺激产生动作电位时表现出不同的特性,在37~48℃之间,温度越高,神经元动作电位振动频率越高,振幅略有降低.温度超过48℃时神经元动作电位振动频率趋近于零.结论 神经位置的分布影响RFA治疗VVs的决策,RFA过程中的热量会对神经造成不可逆的损伤,48℃是治疗静脉曲张过程神经损伤的温度阈值.

Keyword:

神经元电生理 射频消融 温度控制 静脉曲张 Hodgkin-Huxley方程

Author Community:

  • [ 1 ] [宋晓华]北京工业大学化学与生命科学学院(北京 100124);智能化生理测量与临床转化北京市国际科研合作基地(北京 100124)
  • [ 2 ] [胡昊]北京大学第一医院
  • [ 3 ] [乔永琴]北京工业大学化学与生命科学学院(北京 100124);智能化生理测量与临床转化北京市国际科研合作基地(北京 100124)
  • [ 4 ] [南群]北京工业大学化学与生命科学学院(北京 100124);智能化生理测量与临床转化北京市国际科研合作基地(北京 100124)

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Source :

北京生物医学工程

ISSN: 1002-3208

Year: 2024

Issue: 6

Volume: 43

Page: 559-565,591

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