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外科学
电极间距与电极直径对恒功率下双极射频熔脂效果影响的研究
在双极射频应用于局部脂肪堆积的无创治疗的过程中,关于双极射频设备的部分设计参数目前还没有形成统一的规范。采用有限元方法和离体实验,分析双极射频熔脂时不同参数对组织熔脂效果的影响,寻求在双极射频尽量不会对皮肤层造成热损伤的同时,实现较大范围熔脂效果的熔脂参数配置。采用COMSOL Multiphysics进行生物组织热电耦合的有限元分析;为验证模型有效性,采用一种自研的单路双极射频输出设备,对离体猪腹部组织进行实验。有限元分析结果显示:经双极射频加热30 min后,在功率为10 W,电极球直径分别为3、5、8 mm,电极间距分别为2和3 cm的熔脂参数配置下,皮肤层的最终温度低于热损伤阈值温度,且部分脂肪层在热损伤区域内;域点探针所显示的脂肪层热损伤区域内的温度变化曲线满足熔脂温度要求。不同熔脂参数配置,对双极射频加热下组织内的温度分布具有显著影响。在10 W功率下,采用直径为8 mm的球型电极,电极按压皮肤的深度为1 mm,在电极间距分别为2和3 cm的条件下,脂肪层内产生最大面积的连续热损伤区域和点状热损伤区域,热损伤区域的面积分别为2.84和2.55 cm2。相同熔脂参数配置的离体实验表明,与组织模型相同位置处的热电偶探针的最终温度和对应的域点探针相差0.92℃±0.43℃。有限元分析结果和实验结果基本一致。由仿真结果和实验结果可知,上述熔脂参数配置可使双极射频不会对皮肤层造成热损伤,同时在脂肪层内产生有效的热损伤区域,并且热损伤区域内的温度达到了熔脂要求。合理的熔脂参数配置是决定双极射频熔脂是否成功的一项关键因素。
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中国生物医学工程学报
2020年05期
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