一种治疗顽固性高血压的冷却式双极射频消融系统研究

发布时间：2017-10-14 05:14

  本文关键词：一种治疗顽固性高血压的冷却式双极射频消融系统研究

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【摘要】：高血压是全世界范围内的一个卫生健康问题，发达国家中有三分之一的成年人患有高血压病症，而发展中国家的患病率也在逐渐增加。目前的医学界对于高血压的治疗效果仍然不理想，即使是在欧美澳发达国家和地区，使用多种治疗方法之后，患者的血压值达到合理范围的比例仍然较低。目前的药物治疗和非药物治疗都不能够完全抑制高血压的发生，也不能完全治疗高血压，尤其是顽固性高血压，它给几乎所有患者都带来了很大的困扰。所以能否提出完全崭新的治疗方法是一个至关重要的问题，这也是很多人所期盼的。 使用过抗高血压药物之后，对于大多数的高血压患者而言，其血压值往往能够被控制在一个比较适宜的范围内，但并不是所有高血压患者都是如此。这个比例是15%～20%，对于这一比例的高血压病患者，即使他们选择使用足量且合理联合的降压药物后，他们的血压值经过检查，仍然处于该目标的范围之上，或者，他们至少需要四种降压药物的联合使用，，然后才能勉强降低自己的血压，使之达到合理值，这种情况就被心血管界视为称为顽固性高血压。 医学研究表明，肾脏对于血压值的调节控制有很重要的作用。最新的研究表明，如果以肾脏动脉管腔横断面的中心为圆点，自肾脏动脉管腔内壁向外延伸2.0mm，这一范围之内的交感神经数量占整个动脉外附着的交感神经总数的90.5%。所以如果我们能够将肾脏动脉外的这些交感神经消融掉，也就自然能够完全治疗顽固性高血压。 本文提出的是一种介入式的治疗方法，利用射频来消融肾脏交感神经，进而阻止肾脏交感神经在顽固性高血压的发病过程中的作用，通过这种方式来治疗顽固性高血压。 射频对生物体或生物组织的作用主要是其产生的热效应（焦耳热）。射频的本质是一种高频振动。射频消融利用一定频率的射频来加热目标区域组织，使其达到一定的温度（一般是高于50℃），能够使生物组织目标区域的细胞被完全消融掉，比如消融掉肾脏动脉及其上附着的交感神经，这就是射频消融肾脏交感神经（Radio-Frequency Sympathetic Denervation, RSDN）的机理。 现在市场上的射频RSDN设备都是单极消融导管系统，即只有一个电极（即使是多针头式，也是单极消融的一种形式）置入消融组织内，进行射频消融。但是这种单极消融系统有很多缺点和局限，比如能量分散导致损伤靶区周围组织，消融时间长以及术后并发症影响病人恢复等。所以我们提出的是双极射频消融系统，就是把两电极都作为治疗电极，通过介入方式置入消融组织内进行射频消融。 除此之外，我们还在系统中加入了冷却技术，即使用低温生理盐水随中空电极注入血液中，这些生理盐水会在射频消融的过程中吸收热量，尤其是贴近电极的血管内壁的组织的热量会有很大一部分被生理盐水所吸收，从而达到保护肾脏动脉管腔内壁的效果，这就直接避免的术后并发症如动脉狭窄等，这就不会给患者带来额外的痛苦，这也是双极冷却式RSDN的一个优势所在。 本课题中，为了分析双极RSDN的可行性，我们使用Comsol Multiphysics多物理场耦合软件对双极射频消融模型进行有限元分析，模型中使用到的热物性参数包括温度、密度、比热容、电导率、导热系数、血压、血液流速，同时还涉及到介电常数、阻抗、电极间距、电极当量长度和直径、冷却剂流量等。 我们设定不同的电极间距与电极电势，进行参数化扫描，计算出不同电极间距和电势情况下，最优化的消融设置。 同时，我们使用离体的生物组织来进行定性的射频消融实验。并把实验结果与模拟分析的结果相比较，不断改善模型，并修正实验方案。实验结果表明，我们可以采用双极系统进行RSDN，实验中我们得到了规则的消融区域和一定的消融深度，这些在定性上说明双极冷却式RSDN是可行的，也说明了冷却技术对于血管内壁的保护是可行的。 这些模拟和实验证明了双极射频消融技术的可行性，也为进一步研究RSDN提供了参考，也具有一定的指导意义。
【关键词】：射频消融 双极 冷却式 顽固性高血压 有限元模拟 定性试验
【学位授予单位】：天津商业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R544.1;R318.52
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 前言10-16
• 1.1 什么是顽固性高血压10-13
• 1.1.1 顽固性高血压的定义10
• 1.1.2 什么导致顽固性高血压的产生10-12
• 1.1.3 顽固性高血压的常规治疗手段及效果12-13
• 1.2 射频消融技术13-16
• 1.2.1 射频消融技术的简单介绍13-14
• 1.2.2 射频消融技术的适应症14-15
• 1.2.3 射频消融技术中的关键因素15
• 1.2.4 射频消融的过程15-16
• 第二章 RSDN 治疗顽固性高血压的介绍16-25
• 2.1 射频消融过程中涉及的热物性参数16-17
• 2.1.1 密度参数16
• 2.1.2 比热容参数16
• 2.1.3 电导率参数16
• 2.1.4 导热系数16-17
• 2.2 肾脏交感神经射频消融术治疗顽固性高血压17-19
• 2.2.1 肾脏动脉交感神经对高血压的作用机理17
• 2.2.2 肾脏交感神经的分布17-18
• 2.2.3 治疗顽固性高血压的探索——切除肾脏交感神经18-19
• 2.2.4 肾脏交感神经射频消融治疗顽固性高血压19
• 2.3 目前国外肾脏交感神经消融技术的研究、应用进展19-21
• 2.3.1 总述19-20
• 2.3.2 美国美敦力（Medtronic Inc.）公司20-21
• 2.4 市场上的单极射频消融技术的局限21-22
• 2.5 双极射频消融技术的优势22
• 2.5.1 双极射频消融技术22
• 2.5.2 使用双电极进行 RSDN 的技术的优势22
• 2.6 冷却技术的作用22-23
• 2.6.1 冷却技术的引入22
• 2.6.2 RSDN 的术后并发症22-23
• 2.6.3 冷却对于肾脏动脉内壁的保护机理23
• 2.7 本课题的主要研究内容23-25
• 2.7.1 本课题的主要研究对象23
• 2.7.2 本课题的主要研究方法23
• 2.7.3 本课题的创新点23-24
• 2.7.4 本课题的研究展望24-25
• 第三章 射频消融相关基础理论和推导25-29
• 3.1 生物组织物性25
• 3.2 生物热方程25-29
• 3.2.1 双极射频消融模型的简化26
• 3.2.2 生物热方程中热源项的推导与求解26-29
• 第四章 对 RSDN 进行多物理场耦合有限元分析29-49
• 4.1 多物理场耦合有限元分析软件 Comsol Multiphysics29-32
• 4.1.1 Comsol Multiphysics 的特点29-30
• 4.1.2 Comsol Multiphysics 的模块30-32
• 4.2 有限元分析的建模步骤32-38
• 4.2.1 有限元分析前的准备33
• 4.2.2 有限元模型的全局定义33
• 4.2.3 有限元模型的几何建模33-34
• 4.2.4 有限元模型中的材料属性34-35
• 4.2.5 有限元模型物理模块设置35-37
• 4.2.6 有限元模型的网格划分37-38
• 4.3 有限元分析的求解设置、求解与计算结果38-39
• 4.3.1 有限元分析前的求解设置38-39
• 4.3.2 有限元模型的计算结果39
• 4.4 双极射频消融模型计算结果的分析39-49
• 4.4.1 参考线、面的选取39-40
• 4.4.2 有限元模型中的电场分布40-42
• 4.4.3 有限元模型中的温度场的变化情况42-45
• 4.4.4 消融深度、热量的产生转移和冷却效果的分析45-47
• 4.4.5 双极射频消融有限元模拟结果的总结47-49
• 第五章 对 RSDN 进行定性实验研究49-55
• 5.1 实验方案49-50
• 5.1.1 实验材料与工具49-50
• 5.2 实验步骤及实验数据50-51
• 5.3 消融区图片及消融区温度分布51-55
• 第六章 总结与展望55-56
• 参考文献56-59
• 发表论文及参加科研情况说明59-60
• 致谢60-61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 肖宜超;刘启明;;肾脏交感神经射频消融术临床效应研究进展[J];心血管病学进展;2012年05期

本文编号：1029183