基于Morris方法的微波消融肺组织温度场参数敏感度分析  

Sensitivity Analysis of Temperature Field Parameters of Microwave Ablation on Lung Tissue Based on Morris Method

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作  者:田甄[1] 程妍妍 胡昊[1] 买欣 南群[1] 乔爱科[1] TIAN Zhen;CHENG Yanyan;HU Hao;MAI Xin;NAN Qun;QIAO Aike(Faculty of Environment and Life,Beijing University of Technology,Beijing 100124,China)

机构地区:[1]北京工业大学环境与生命学部,北京100124

出  处:《北京工业大学学报》2023年第1期62-70,共9页Journal of Beijing University of Technology

基  金:国家自然科学基金资助项目(31771021);北京市自然科学基金资助项目(3162006);江苏省科技基金资助项目(BE2017758)。

摘  要:为了获取微波消融肺组织温度场中组织特性敏感度,采用有限元方法建立微波消融肺组织计算模型,进行电磁场-温度场的耦合,基于Morris方法获取组织电导率(σ)、相对介电常数(ε)、导热率(k)、密度(ρ)、比热容(Cp)和血液灌注率(ωb)的敏感度,建立二维有限元模型.肺组织的σ、ε、k、ρ、Cp、ωb六个参数各设置4个水平,分别获取在50 W、300 s时的微波消融肺组织的消融面积和中心温度,并采用Morris方法,分析各参数对消融面积和消融形状的影响程度.结果表明,血液灌注率、相对介电常数、电导率是对微波消融肺组织的消融区域和消融形状影响较大的参数.To obtain the sensitivity of tissue characteristics in the temperature field of microwave ablation on lung tissue,the finite element method(FEM)was used to establish the calculation model of microwave ablation on lung tissue,the electromagnetic field coupled with temperature field.The sensitivity of electrical conductivity(σ),relative permittivity(ε),thermal conductivity(k),density(ρ),specific heat capacity(Cp)and blood perfusion rate(ωb)were obtained based on Morris method.Four levels for each of the six parameters(σ,ε,k,ρ,Cp,andωb)were set to obtain the ablation area and central temperature of microwave ablation of lung tissue at 50 W and 300 s in 2D model.The sensitivity of ablation area and ablation shape was analyzed based on Morris method.Results show that blood perfusion rate,relative permittivity and electrical conductivity have a great influence on the ablation area and shape of microwave ablation of lung tissue.

关 键 词:微波消融 肺组织 敏感度分析 数值仿真 介电性能 血液灌注率 

分 类 号:Q65[生物学—生物物理学]

 

参考文献:

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引证文献:

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