不可逆的なエレクトロポレーション中に筋肉収縮を減らすための双極マイクロ秒パルスと断熱針電極

目的：不可逆的なエレクトロポレーション（IRE）中の筋肉収縮の効果を最小限に抑えるために、このペーパーでは、in vivoで肝臓組織に高周波IRE（H火）アブレーションを適用することにより、アブレーション効果と筋肉収縮を研究しようとします。 方法：断熱針電極は、針電極先端の外面に絶縁コーティングを塗装することにより生成されました。断熱針電極と従来の針電極を使用して一連の実験を実施して、H火パルスと従来の単極裂脈パルスをウサギ肝臓組織に適用しました。ウサギ肝臓組織の有限要素モデルが確立され、肝臓組織におけるH火の致命的な閾値を決定しました。筋肉の収縮は加速度計で測定されました。 結果：構成的パルス幅とパルス電圧の増加により、アブレーション領域と筋肉収縮強度も増加し、H火のアブレーションパラメーターを最適化するために使用できます。同じパルスパラメーターの下では、アブレーション領域は2種類の電極で類似しており、アブレーション領域には明確な境界があります。H火と断熱針電極は、筋肉収縮の程度を軽減できます。ウサギの肝臓組織におけるH火の致命的な閾値が決定されました。 結論：この論文では、アブレーション領域、筋肉収縮、およびパルスパラメーターの関係について説明します。設計された断熱針電極は、筋肉の収縮を減らすためにIREに使用できます。 重要性：この研究は、H火の臨床適用における治療計画と筋肉収縮の削減に関するガイダンスを提供します。

OBJECTIVE: To minimize the effect of muscle contractions during irreversible electroporation (IRE), this paper attempts to research the ablation effect and muscle contractions by applying high-frequency IRE (H-FIRE) ablation to liver tissue in vivo. METHODS: An insulated needle electrode was produced by painting an insulating coating on the outer surface of the needle electrode tip. A series of experiments were conducted using insulated needle electrodes and traditional needle electrodes to apply H-FIRE pulses and traditional monopolar IRE pulses to rabbit liver tissues. The finite element model of the rabbit liver tissue was established to determine the lethal thresholds of H-FIRE in liver tissues. Muscle contractions were measured by an accelerometer. RESULTS: With increased constitutive pulse width and pulse voltage, the ablation area and muscle contraction strength are also increased, which can be used to optimize the ablation parameters of H-FIRE. Under the same pulse parameters, the ablation areas are similar for the two types of electrodes, and the ablation region has a clear boundary. H-FIRE and insulated needle electrodes can mitigate the extent of muscle contractions. The lethal thresholds of H-FIRE in rabbit liver tissues were determined. CONCLUSION: This paper describes the relationships between the ablation area, muscle contractions, and pulse parameters; the designed insulated needle electrodes can be used in IRE for reducing muscle contraction. SIGNIFICANCE: The study provides guidance for treatment planning and reducing muscle contractions in the clinical application of H-FIRE.