Finite element modeling of cooled-tip probe radiofrequency ablation processes in liver tissue

Barauskas, Rimantas; Gulbinas, Antanas; Vanagas, Tomas; Barauskas, Giedrius

doi:10.1016/j.compbiomed.2008.03.007

Cited by 38 publications

(34 citation statements)

References 12 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Taigi pasitvirtino ir kitų autorių išvados, kad aplikatorių aušinimas leidžia pasiekti žymiai didesnes abliacijos zonas bei apsaugo šalia aplikatoriaus esančius audinius nuo suanglėjimo (28).…”

Section: Bandymų Grupėunclassified

Bipolinės ir multipolinės radijo dažnio bliacijos zonos priklausomybė nuo laiko ir elektrinio lauko parametrų

2012

View full text Add to dashboard Cite

ĮVADASOnkologinės ligos yra labai ryški šiuolaikinės visuomenės sveikatos problema, nes Lietuvoje vėžiu serga 1,2% gyventojų ir sergančiųjų skaičius kasmet didėja (1). Dažnai joms gydyti taikoma radijo dažnio abliacija -minimaliai invazyvus audinių suardymo metodas (2-5). Šio gydymo būdo kol kas negalima pritaikyti visų navikų gydymui ir jis dažniausiai apsiriboja kepenyse, inkstuose, plaučiuose bei kauluose esančiais navikais. Kartais radijo dažnio abliacija yra taikoma paliatyviai, siekiant sumažinti skausmą, ir tai duoda gerų ir ilgai trunkančių rezultatų (6). Be to, verta pastebėti, kad radijo dažnio abliacija gali būti ir yra naudojama ne tik navikinių audinių suardymui.Radijo dažnio abliacija yra atliekama aplikatorių pagalba, kurie, stebint echoskopijos, kompiuterinės tomografijos arba magnetinio rezonanso vaizdus, įstumiami į navikinius audinius. Šiuo metu yra gaminama įvairaus dydžio, formos bei veikimo principo aplikatorių, tačiau visų jų paskirtisgreta esančiuose audiniuose sukurti kintamą elektrinį lauką (dažnis: 375 -480 kHz), verčiantį audiniuose esančius jonus judėti ir tarpusavyje sąveikaujant išskirti šilumą, dėl kurios žūva ten esančios ląstelės (4, 7-9). Elektriniame lauke suardytų audinių sritis vadinama abliacijos zona.Kad būtų sunaikintas visas navikas, abliacijos zona turi apimti ne tik matomą naviko dalį, bet ir apgaubti visą naviką papildomu sluoksniu (storis apie 1 cm), vadinamu abliacijos kraštu, nes tyrimais patvirtinta, kad navikinės ląstelės naviko periferijoje dažnai būna nematomos makroskopinių tyrimų vaizduose (10). Siekiant užtikrinti reikiamą abliacijos zoną naudojami įvairūs jos didinimo būdai: manipuliavimas aplikatoriais ir jais tekančia elektros srove, kraujagyslėmis tekančio kraujo įtakos mažinimas, pagalbinių me-

show abstract

Section: Bandymų Grupėunclassified

Bipolinės ir multipolinės radijo dažnio bliacijos zonos priklausomybė nuo laiko ir elektrinio lauko parametrų

2012

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…2b) to assist monitoring of the ablation process, for example, to monitor when the temperature at the tumor edges had increased above 50 • C (T 3 and T 4 ). The simulation showed that at this applied RF energy of 7.5 kJ, the maximal temperature at electrode T 1 was below 100 • C. This is important because of the need to avoid tissue carbonization that impedes or even blocks the RF current and heat transfer into the tissue [10].…”

Section: Fem Rfa Simulationmentioning

confidence: 99%

“…More clinical trials are currently being conducted and mathematical computational models developed to further understand the ablation process and the role of the surrounding tissue and its influence on heat distribution [8]. Most of the reported computational models [9,10] are simplified geometric systems that, though good enough to estimate ablation in FEM studies, do not model the effect of the tissue environment surrounding the tumor.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Image-based 3D modeling and validation of radiofrequency interstitial tumor ablation using a tissue-mimicking breast phantom

et al. 2012

View full text Add to dashboard Cite

Purpose Minimally invasive treatment of solid cancers, especially in the breast and liver, remains clinically challenging, despite a variety of treatment modalities, including radiofrequency ablation (RFA), microwave ablation or highintensity focused ultrasound. Each treatment modality has advantages and disadvantages, but all are limited by placement of a probe or US beam in the target tissue for tumor ablation and monitoring. The placement is difficult when the tumor is surrounded by large blood vessels or organs. Patientspecific image-based 3D modeling for thermal ablation simulation was developed to optimize treatment protocols that improve treatment efficacy. Methods A tissue-mimicking breast gel phantom was used to develop an image-based 3D computer-aided design (CAD) model for the evaluation of a planned RF ablation. First, the tissue-mimicking gel was cast in a breast mold to create a 3D breast phantom, which contained a simulated solid tumor. Second, the phantom was imaged in a medical MRI scanner using a standard breast imaging MR sequence. Third, the MR images were converted into a 3D CAD model using commercial software (ScanIP, Simpleware), which was input into another commercial package (COMSOL Multiphysics) for RFA simulation and treatment planning using a finite element method (FEM). For validation of the model, the breast phantom was experimentally ablated using a commercial (RITA) RFA electrode and a bipolar needle with an electrosurgi- Results A 3D CAD model, created from MR images of the complex breast phantom, was successfully integrated with an RFA electrode to perform FEM ablation simulation. The ablation volumes achieved both in the FEM simulation and the experimental test were equivalent, indicating that patientspecific models can be implemented for pre-treatment planning of solid tumor ablation. Conclusion A tissue-mimicking breast gel phantom and its MR images were used to perform FEM 3D modeling and validation by experimental thermal ablation of the tumor. Similar patient-specific models can be created from preoperative images and used to perform finite element analysis to plan radiofrequency ablation. Clinically, the method can be implemented for pre-treatment planning to predict the effect of an individual's tissue environment on the ablation process, and this may improve the therapeutic efficacy.

show abstract

“…2). This software is being increasingly used to study the heating of biological tissue with the BE ( [20], [22], [23]), .…”

Section: Ii2 Smoothed Functionsmentioning

confidence: 99%

“…For instance, the Finite Elements Method (FEM) has been used to solve many RFA mathematical models [20]- [23]. In this respect, it is crucial to note that prior using a numerical method to solve the HBE, it is necessary to substitute the Heaviside and Dirac distributions (H(t) and δ(t)) for smoothed functions, which can be addressed by FEM.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Numerical resolution of the hyperbolic heat equation using smoothed mathematical functions instead of Heaviside and Dirac delta distributions

Rivera

Trujillo

Romero‐García

et al. 2013

International Communications in Heat and Mass Transfer

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

Finite element modeling of cooled-tip probe radiofrequency ablation processes in liver tissue

Cited by 38 publications

References 12 publications

Bipolinės ir multipolinės radijo dažnio bliacijos zonos priklausomybė nuo laiko ir elektrinio lauko parametrų

Bipolinės ir multipolinės radijo dažnio bliacijos zonos priklausomybė nuo laiko ir elektrinio lauko parametrų

Image-based 3D modeling and validation of radiofrequency interstitial tumor ablation using a tissue-mimicking breast phantom

Numerical resolution of the hyperbolic heat equation using smoothed mathematical functions instead of Heaviside and Dirac delta distributions

Contact Info

Product

Resources

About