射頻消融物理學(xué)原理ppt課件

1、射頻消融物理學(xué)原理射頻消融物理學(xué)原理貴州省人民醫(yī)院貴州省人民醫(yī)院楊楊 龍龍一、射頻？射頻是一種電磁波、高頻電流電磁波? 電磁波是電磁場的一種運動形態(tài)。電磁波為橫波，電磁波的磁場、電場及其行進(jìn)方向三者互相垂直。 電磁波傳遞 低頻率電磁波需借有形導(dǎo)電體才能傳遞。磁電之間的相互變換緩慢，能量幾乎全部返回原電路，沒有能量輻射。 高頻率電磁波，磁電互變快，電能、磁能隨著電場與磁場的周期變化以電磁波的形式向空間傳播電磁輻射），也可以通過特殊裝置束縛在有形的導(dǎo)電體內(nèi)傳遞。二、射頻電流對組織的效應(yīng) 熱效應(yīng)電磁熱）：溫度達(dá)到50以上組織發(fā)生不可逆性壞死。1MHz：電阻熱resistive heating）1MH

2、z：電介熱 (dielectric heating) 電介熱發(fā)放電極接收電極機(jī)體組織三、臨床選擇500 kHz，Why? 臨床射頻頻率范圍300-3000kHz，最常用為500kHz。高頻電流的特點一對神經(jīng)肌肉無興奮作用 電流對機(jī)體的刺激興奮作用隨著頻率升高而減弱； 100kHz：交流電每個周期時間小于0.01 ms，刺激時間達(dá)不到興奮神經(jīng)和肌肉的閾值0.031ms）； 100150kHz：對機(jī)體有極微弱的刺激性； 500 kHz：完全無神經(jīng)興奮作用。 高頻電流的特點二產(chǎn)熱明顯 焦耳定律：Q I2R t 人體R由阻抗、感抗、容抗組成。容抗是人體電阻的最大構(gòu)成部分，大小與通過人體的電流頻率呈負(fù)相

3、關(guān)。 與產(chǎn)熱關(guān)系最大的是I，I受R影響巨大。當(dāng)電流頻率上升時，容抗急劇下降，通過組織的電流急劇增加，產(chǎn)熱增加。高頻電流的特點三無電解作用 電解：電流通過電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)物質(zhì)電解：電流通過電解質(zhì)溶液或熔融態(tài)物質(zhì)時，在陰極和陽極上引起氧化還原反應(yīng)的時，在陰極和陽極上引起氧化還原反應(yīng)的過程。過程。 電解發(fā)生依賴于定向電流。電解發(fā)生依賴于定向電流。 高頻電流電場方向迅速變換，電場中的電高頻電流電場方向迅速變換，電場中的電解質(zhì)離子不能定向運動，只能在其原位振解質(zhì)離子不能定向運動，只能在其原位振動；電介質(zhì)細(xì)胞膜中的偶極子也按高動；電介質(zhì)細(xì)胞膜中的偶極子也按高頻電場的方向變動，不斷取向轉(zhuǎn)動，只形頻電場的方

4、向變動，不斷取向轉(zhuǎn)動，只形成位移電流，而無傳導(dǎo)電流，所以高頻電成位移電流，而無傳導(dǎo)電流，所以高頻電流無電解作用。流無電解作用。 500 KHz優(yōu)點 僅引起與電極接觸組織產(chǎn)熱，通過熱傳導(dǎo)方式損傷周圍組織，對組織的損傷小，損傷與作用時間和功率密切相關(guān)，易于控制，并發(fā)癥風(fēng)險低；配套設(shè)備制作成本低。500 KHz不足 電阻熱，滲透力差，僅引起接觸電極的薄層組織產(chǎn)熱，導(dǎo)致局部高溫，表面組織損傷明顯、脫水干燥、阻抗增加，易致血栓形成，用時長，作用深度不足。何不選擇高頻率？ 目前射頻方式能滿足多數(shù)臨床所需； 頻率增加對組織的損傷大，并發(fā)癥風(fēng)險高； 配套設(shè)備制作難度增加、成本高。四、與組織損傷程度相關(guān)的參數(shù)

5、消融電極與組織的接觸 組織的構(gòu)成 功率 間隔 消融電極頭端長度 鹽水灌注 頻率功率和距離 焦耳定律：焦耳定律： Q=I2Rt I與施加的功率成正比，與組織距消融電與施加的功率成正比，與組織距消融電極距離的平方成反比，故組織中產(chǎn)熱與距極距離的平方成反比，故組織中產(chǎn)熱與距離的離的4次方成反比。次方成反比。 Q w/r鹽水灌注vs非鹽水灌注 在體犬股頭肌 電極 溫控 鹽水灌注 P 壞死深度(mm) 6.1 0.5 9.9 1.1 0.01 最大壞死直徑(mm) 11.3 0.9 14.3 1.5 0.01 Nakagawa H. Circulation. 2019; 91:2264-73 . 電極長

6、度:非鹽水灌注 在體犬股頭肌 損傷范圍和深度：8mm電極優(yōu)于4mm (P0.01) Otomo K. J Cardiovasc Electrophysiol. 2019;9:47-54. 電極長度：鹽水灌注 在體犬股頭肌 電極長度 (mm) 2 5 功率(W) 26 36 壞死深度(mm) 8.0 5.4 P0.01 最大壞死直徑(mm) 12.4 8.4 P0.01 電極與組織接觸面積越小，電流密度越高，產(chǎn)生的溫度越高。 Nakagawa H. Circulation. 2019;98:458-65. 頻 率 在一定頻率范圍內(nèi)(1 MHz)，頻率增加致組織電阻熱產(chǎn)生增多。 當(dāng)頻率明顯增加(1 MHz)，產(chǎn)熱方式漸以電介熱為主，隨頻率加快而產(chǎn)熱增多。五、應(yīng)用高頻率電流消融的一篇文獻(xiàn) P Bru, et al. Europace. 2019; 4: 6975 頻率：27 MHz 電極規(guī)格：7 F、單極、5 m