CST仿真實例： 射頻消融術 RFA - 生物材料，單向多物理耦合，電磁加熱

這期我們看一個自帶案例，射頻消融術RF Ablation。這是一種治療局部腫瘤的微創手術，在CT或B超等顯影指導下，將特殊針頭刺入腫瘤，發射RF電磁信號，加熱周圍腫瘤組織到達治療的目的。

開啟自帶案例：

生物材料是材料拓展包中的肌肉和骨骼，模型是簡單的四方體：

端口激勵探針：

參考線接PEC地：

前往電路，可見更多的仿真任務，這里主要就是電磁和熱的多物理耦合流程任務：

進入電磁任務EM1，查看求解器設置：

可見只仿了一個頻點374kHz，這個是RFA的工作頻率：

邊界為open拓展：

激勵信號用的是默認，所以相當于在375KHz激勵了0.5RMS瓦的功率；同時可見監視器有375kHz。

仿真電磁熱耦合任務，結束后先查看電場分布，可見接地方式對電場分布還是有點影響的。實際RFA手術的接地極片是貼在患者大腿上的，所以如果要仿的更符合實際，可以用人體模型加上大腿部分，再畫個PEC的地。

再查看電磁損耗：

然后我們進入熱穩態子任務：

查看耦合任務的設置，這里放大了50倍，也就是說這里熱穩態模擬的是25W rms激勵功率：

這里也可以查看電磁損耗分布，可見功率已被放大：

穩態的溫度分布，至于達到100多度的精確性，我們最后再討論。

仿真之前有設定點監視器，所以可以獲得某個點的穩態溫度：

進入瞬時熱仿真可以查看溫度上升的動圖：

小結：

1．射頻消融術（RFA）和微波消融（MWA）或熱療(Hyperthermia)相似，都是用電磁產熱來治療。RFA需要對探針和接地方法進行建模，然后對探針周圍的生物組織進行仿真分析。分析內容一般包括激勵多少功率，激勵多久，以及溫度分布和散熱情況。

2．本案例建模較簡單，沒有考慮精細的傘狀探針和其他接地方式；仿真方面也沒有考慮網格精度、血液散熱系數、詳細人體模型、溫變材料以及雙向耦合等等方面，所以最高溫度150度看上去可能有些不太實際；當然上述的建模和仿真功能都是支持的。比如下圖是另一個更精確一些的RFA案例和溫度分布結果：

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