CST仿真實(shí)例： 射頻消融術(shù) RFA - 生物材料，單向多物理耦合，電磁加熱

這期我們看一個(gè)自帶案例，射頻消融術(shù)RF Ablation。這是一種治療局部腫瘤的微創(chuàng)手術(shù)，在CT或B超等顯影指導(dǎo)下，將特殊針頭刺入腫瘤，發(fā)射RF電磁信號(hào)，加熱周圍腫瘤組織到達(dá)治療的目的。

開啟自帶案例：

生物材料是材料拓展包中的肌肉和骨骼，模型是簡(jiǎn)單的四方體：

端口激勵(lì)探針：

參考線接PEC地：

前往電路，可見更多的仿真任務(wù)，這里主要就是電磁和熱的多物理耦合流程任務(wù)：

進(jìn)入電磁任務(wù)EM1，查看求解器設(shè)置：

可見只仿了一個(gè)頻點(diǎn)374kHz，這個(gè)是RFA的工作頻率：

邊界為open拓展：

激勵(lì)信號(hào)用的是默認(rèn)，所以相當(dāng)于在375KHz激勵(lì)了0.5RMS瓦的功率；同時(shí)可見監(jiān)視器有375kHz。

仿真電磁熱耦合任務(wù)，結(jié)束后先查看電場(chǎng)分布，可見接地方式對(duì)電場(chǎng)分布還是有點(diǎn)影響的。實(shí)際RFA手術(shù)的接地極片是貼在患者大腿上的，所以如果要仿的更符合實(shí)際，可以用人體模型加上大腿部分，再畫個(gè)PEC的地。

再查看電磁損耗：

然后我們進(jìn)入熱穩(wěn)態(tài)子任務(wù)：

查看耦合任務(wù)的設(shè)置，這里放大了50倍，也就是說這里熱穩(wěn)態(tài)模擬的是25W rms激勵(lì)功率：

這里也可以查看電磁損耗分布，可見功率已被放大：

穩(wěn)態(tài)的溫度分布，至于達(dá)到100多度的精確性，我們最后再討論。

仿真之前有設(shè)定點(diǎn)監(jiān)視器，所以可以獲得某個(gè)點(diǎn)的穩(wěn)態(tài)溫度：

進(jìn)入瞬時(shí)熱仿真可以查看溫度上升的動(dòng)圖：

小結(jié)：

1．射頻消融術(shù)（RFA）和微波消融（MWA）或熱療(Hyperthermia)相似，都是用電磁產(chǎn)熱來治療。RFA需要對(duì)探針和接地方法進(jìn)行建模，然后對(duì)探針周圍的生物組織進(jìn)行仿真分析。分析內(nèi)容一般包括激勵(lì)多少功率，激勵(lì)多久，以及溫度分布和散熱情況。

2．本案例建模較簡(jiǎn)單，沒有考慮精細(xì)的傘狀探針和其他接地方式；仿真方面也沒有考慮網(wǎng)格精度、血液散熱系數(shù)、詳細(xì)人體模型、溫變材料以及雙向耦合等等方面，所以最高溫度150度看上去可能有些不太實(shí)際；當(dāng)然上述的建模和仿真功能都是支持的。比如下圖是另一個(gè)更精確一些的RFA案例和溫度分布結(jié)果：

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