射頻消融物理學原理

1、射頻消融物理學原理,貴州省人民醫(yī)院楊 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、電場及其行進方向三者互相垂直。,電磁波傳遞,低頻率電磁波需借有形導電體才能傳遞。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電體內

2、傳遞。,二、射頻電流對組織的效應,熱效應（電磁熱）：溫度達到50℃以上組織發(fā)生不可逆性壞死。＜1MHz：電阻熱（resistive heating）＞1MHz：電介熱 (dielectric heating),,,電介熱,,發(fā)放電極,接收電極,,機體組織,,﹢,﹢,﹢,﹢,－,－,－,－,,,,,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肌肉無興奮作

3、用,電流對機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，刺激時間達不到興奮神經和肌肉的閾值（0.03～1ms）；100～150kHz：對機體有極微弱的刺激性；＞500 kHz：完全無神經興奮作用。,,,,高頻電流的特點二產熱明顯,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成部分，大小與通過人體的電流頻率呈負相關。 與產熱關系最大的是I，

4、I受R影響巨大。當電流頻率上升時，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：電流通過電解質溶液或熔融態(tài)物質時，在陰極和陽極上引起氧化還原反應的過程。 電解發(fā)生依賴于定向電流。高頻電流電場方向迅速變換，電場中的電解質離子不能定向運動，只能在其原位振動；電介質（細胞膜）中的偶極子也按高頻電場的方向變動，不斷取向轉動，只形成位移電流，而無傳導電流，所以高頻電流無電解作用。,500 KHz優(yōu)點,僅引

5、起與電極接觸組織產熱，通過熱傳導方式損傷周圍組織，對組織的損傷小，損傷與作用時間和功率密切相關，易于控制，并發(fā)癥風險低；配套設備制作成本低。,500 KHz不足,電阻熱，滲透力差，僅引起接觸電極的薄層組織產熱，導致局部高溫，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臨床所需；頻率增加對組織的損傷大，并發(fā)癥風險高；配套設備制作難度增加、成本高。,四、與組織損傷程

6、度相關的參數,消融電極與組織的接觸組織的構成功率距離消融電極頭端長度鹽水灌注頻率,功率和距離,焦耳定律： Q=I2Rt I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，故組織中產熱與距離的4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

7、 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 ＜0.01Nakagawa H. Circulation. 1995; 91:2264-73 .,電極長度:非鹽水灌注,在體犬股頭肌損傷范圍和深度：8m

8、m電極優(yōu)于4mm (P＜0.01)Otomo K. J Cardiovasc Electrophysiol. 1998;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 P＜0.01

9、 最大壞死直徑(mm) 12.4 8.4 P＜0.01電極與組織接觸面積越小，電流密度越高，產生的溫度越高。Nakagawa H. Circulation. 1998;98:458-65.,頻 率,在一定頻率范圍內(＜1 MHz)，頻率增加致組織電阻熱產生增多。當頻率明顯增加(＞1 MHz)，產熱方式漸以電介熱為主，隨頻率加快而產熱增多。,五、應用高頻率電流消融的一篇文獻,P Bru, et al.