本文選題：不可逆電穿孔 + 腫瘤治療��； 參考：《高電壓技術(shù)》2017年02期

【摘要】：不可逆電穿孔作為一種新型微創(chuàng)腫瘤治療方案,經(jīng)過近10 a的發(fā)展已進入臨床實驗階段。臨床實驗發(fā)現(xiàn)不可逆電穿孔腫瘤治療效果在很大程度上取決于治療計劃是否完善。然而目前缺乏對于不可逆電穿孔臨床治療計劃的優(yōu)化,僅借助于簡單的電場分布計算以及實驗經(jīng)驗來確定方案。為解決這一問題,運用有限元分析軟件COMSOL Multiphysics建立了不同尺寸的球形、橢球形腫瘤模型及其周邊正常組織數(shù)值模型;基于遺傳算法對電極布置以及脈沖參數(shù)進行了優(yōu)化,實現(xiàn)腫瘤組織完全消融而正常組織損傷最小的優(yōu)化目標�？紤]到實際硬件條件以及安全情況,脈沖電壓幅值不可能無限增大,所以限制脈沖電壓幅值在3 000 V以內(nèi)。當腫瘤體積較小時,2針足以完全消融腫瘤,但是隨著腫瘤體積的增大,所需電壓以及對正常組織的損傷也隨之增大,2針下正常組織損傷體積與腫瘤體積之比最大達到0.986 2。隨著腫瘤體積進一步增加,需要增加電極針數(shù),此時完全消融腫瘤所需電壓有所降低,減少了對正常組織的損傷。借助遺傳算法實現(xiàn)了對不同尺寸、不同形狀腫瘤的完全消融,得出了最佳的電極布置以及脈沖參數(shù)的最優(yōu)選擇,為不可逆電穿孔臨床應用推廣奠定堅實的基礎。
[Abstract]:As a new minimally invasive tumor therapy, irreversible electroporation has entered the clinical trial stage after nearly 10 years of development. Clinical trials have found that the efficacy of irreversible electroporation in the treatment of tumors depends to a large extent on whether the treatment plan is perfect or not. However, there is a lack of optimization of clinical treatment plan for irreversible electroporation, which is determined by simple calculation of electric field distribution and experimental experience. In order to solve this problem, a numerical model of spherical, ellipsoid tumor and its surrounding normal tissue was established by using finite element analysis software COMSOL Multiphysics, and the electrode layout and pulse parameters were optimized based on genetic algorithm. To achieve the goal of complete ablation of tumor tissue and minimal damage to normal tissue. Considering the actual hardware conditions and the security situation, the pulse voltage amplitude can not be increased indefinitely, so the pulse voltage amplitude is limited to less than 3 000 V. When the tumor volume is small, 2 needles will be enough to completely ablation the tumor, but with the increase of tumor volume, the required voltage and the damage to normal tissue will also increase. The ratio of normal tissue damage volume to tumor volume under the two needles is up to 0.986 2. With the further increase of tumor volume, the number of electrodes needed to be increased, the voltage required for complete ablation of the tumor was reduced, and the damage to normal tissue was reduced. By means of genetic algorithm, the complete ablation of tumors of different sizes and shapes was realized, and the optimal electrode arrangement and pulse parameters were obtained, which laid a solid foundation for the clinical application of irreversible electroporation.
【作者單位】： 重慶大學電氣工程學院輸配電裝備及系統(tǒng)安全與新技術(shù)國家重點實驗室;
【基金】：國家創(chuàng)新研究群體基金(51321063) 國家自然科學基金(51477022) 重慶市杰出青年基金(cstc2014jcyjjq90001) 中央高�；究蒲袠I(yè)務費(106112015CDJZR158804)~~
【分類號】：R730.5

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