射频消融物理学原理课件

射频消融物理学原理,贵州省人民医院 杨 龙,一、射频？,射频是一种电磁波、高频电流,电磁波?,电磁波是电磁场的一种运动形态。电磁波为横波，电磁波的磁场、电场及其行进方向三者互相垂直。,电磁波传递,低频率电磁波需借有形导电体才能传递。磁电之间的相互变换缓慢，能量几乎全部返回原电路，没有能量辐射。 高频率电磁波，磁电互变快，电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播（电磁辐射），也可以通过特殊装置束缚在有形的导电体内传递。,二、射频电流对组织的效应,热效应（电磁热）：温度达到50以上组织发生不可逆性坏死。 1MHz：电阻热（resistive heating） 1MHz：电介热 (dielectric heating),电介热,发放电极,接收电极,机体组织,三、临床选择500 kHz，Why?,临床射频频率范围300-3000kHz，最常用为500kHz。,高频电流的特点一 对神经肌肉无兴奋作用,电流对机体的刺激兴奋作用随着频率升高而减弱； 100kHz：交流电每个周期时间小于0.01 ms，刺激时间达不到兴奋神经和肌肉的阈值（0.031ms）； 100150kHz：对机体有极微弱的刺激性； 500 kHz：完全无神经兴奋作用。,高频电流的特点二 产热明显,焦耳定律：Q I2R t 人体R由阻抗、感抗、容抗组成。容抗是人体电阻的最大构成部分，大小与通过人体的电流频率呈负相关。 与产热关系最大的是I，I受R影响巨大。当电流频率上升时，容抗急剧下降，通过组织的电流急剧增加，产热增加。,高频电流的特点三 无电解作用,电解：电流通过电解质溶液或熔融态物质时，在阴极和阳极上引起氧化还原反应的过程。 电解发生依赖于定向电流。 高频电流电场方向迅速变换，电场中的电解质离子不能定向运动，只能在其原位振动；电介质（细胞膜）中的偶极子也按高频电场的方向变动，不断取向转动，只形成位移电流，而无传导电流，所以高频电流无电解作用。,500 KHz优点,仅引起与电极接触组织产热，通过热传导方式损伤周围组织，对组织的损伤小，损伤与作用时间和功率密切相关，易于控制，并发症风险低；配套设备制作成本低。,500 KHz不足,电阻热，渗透力差，仅引起接触电极的薄层组织产热，导致局部高温，表面组织损伤明显、脱水干燥、阻抗增加，易致血栓形成，用时长，作用深度不足。,何不选择高频率？,目前射频方式能满足多数临床所需； 频率增加对组织的损伤大，并发症风险高； 配套设备制作难度增加、成本高。,四、与组织损伤程度相关的参数,消融电极与组织的接触 组织的构成 功率 距离 消融电极头端长度 盐水灌注 频率,功率和距离,焦耳定律： Q=I2Rt I与施加的功率成正比，与组织距消融电极距离的平方成反比，故组织中产热与距离的4次方成反比。 Q w/r,盐水灌注vs非盐水灌注,在体犬股头肌 电极 温控 盐水灌注 P 坏死深度(mm) 6.1 0.5 9.9 1.1 0.01 最大坏死直径(mm) 11.3 0.9 14.3 1.5 0.01 Nakagawa H. Circulation. 1995; 91:2264-73 .,电极长度:非盐水灌注,在体犬股头肌 损伤范围和深度：8mm电极优于4mm (P0.01) Otomo K. J Cardiovasc Electrophysiol. 1998;9:47-54.,电极长度：盐水灌注,在体犬股头肌 电极长度 (mm) 2 5 功率(W) 26 36 坏死深度(mm) 8.0 5.4 P0.01 最大坏死直径(mm) 12.4 8.4 P0.01 电极与组织接触面积越小，电流密度越高，产生的温度越高。 Nakagawa H. Circulation. 1998;98:458-65.,频 率,在一定频率范围内(1 MHz)，频率增加致组织电阻热产生增多。 当频率明显增加(1 MHz)，产热方式渐以电介热为主，随频率加快而产热增多。,五、应用高频率电流消融的一篇文献,P Bru, et al. Europace. 2002; 4: 6975 频率：27 MHz 电极规格：7 F、单极、5 mm、非温控 动物：羊 部位：左室心