RDN原理示意圖(圖源:www.cirse.org)
RDN治療過程對治療區域的溫度控制有很高要求,溫度太高會導致腎動脈的血管受損;溫度太低治療無效。因此利用ANSYS Fluent仿真,了解血管和周圍軟組織的溫度分布情況,確保溫度處于合適范圍內。
Fluent案例: 計算域如圖所示,包括血液、血管壁、周圍組織。消融設備僅保留和血液接觸的外表面,不考慮內部的結構。 此問題同時涉及三個物理場:電場、流場、溫度場。 1.1 電場處理 電場激勵源為射頻信號,其頻率為MHz量級,變化周期相對于秒級的加熱過程太短,可簡化為設備外表面的固定電壓,其電壓值為射頻信號的有效值。計算域的外邊界為0電壓。 簡化后,整個電場為靜電場,滿足電勢的擴散方程,且為定常。電場的傳播速度為光速,可認為在通電的一瞬間立刻完成,不考慮電場的傳播分布。 1.2 流場和溫度場處理 根據解剖學,人體腎動脈的入口直徑范圍為5 - 7mm,分叉處直徑范圍3 - 3.5mm,分叉角度約為50°。其入口速度大約為50cm/s左右。可推算,血流雷諾數在1000左右,為層流狀態. 組織溫度分布的影響因素包括:電場的焦耳熱、血流和周圍組織中的熱對流和熱傳導。 Fluent案例: 計算域總覽 消融設備區域網格細節 Fluent案例: 1 穩態仿真:計算電場和血流分布 2 瞬態仿真:計算溫升過程 穩態仿真中關閉能量方程 Fluent案例:
腎動脈RDN治療過程的仿真
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