Study of flow effects on temperature-controlled radio-frequency ablation using phantom experiments and forward simulations
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Purpose Blood perfusion is known to add variability to hepatic radiofrequency ablation (RFA) treatment outcomes. Simulation-assisted treatment planning taking into account blood perfusion may solve this problem in the future. Hence, this study aims to study perfusion effects on RFA in a controlled environment and to compare the outcome to a prediction made using finite volume simulations. Methods Ablation zones were induced in tissue-mimicking, thermochromic ablation phantoms with a single flow channel, using a RF generator with needle temperature controlled power delivery and a monopolar needle electrode. Channel radius and saline flow rate were varied and the impact of saline flow on the ablated cross-sectional area, on a potential occurrence of directional effects as well as on the delivered generator power input was studied. Finite-volume simulations reproducing the experimental geometry, flow conditions and generator power input were conducted in a second step and compared to the experimental ablation outcomes. Results Vessels of different radii affected the ablation result in different manners. For the channel radius of 0.275 mm both the ablated area and energy input reduced with increasing flow rate. For radius 0.9 mm the ablated area reduced with increasing flow rate but the energy input increased. An increasing area and energy input were observed towards larger flow rates for the channel radius of 2.3 mm. Directional effects, i.e., shrinking of the lesion upstream of the needle and an extension thereof downstream, were observed only for the smallest channel radius. The simulations qualitatively confirmed these observations. When using the simulations to make a prediction of ablation outcomes with flow, the mean absolute error between experimental and predicted ablation outcomes was reduced from 23% to 12% as compared to neglecting flow effects. Conclusion Simulations can improve the prediction of RFA ablation regions in the presence of various blood flow effects. Our findings therefore underline the potential of simulation-assisted, patient-individual RFA treatment planning and guidance for the prediction of RFA outcomes in the presence of blood flow. Additional comments -Teresa Nolte and Nikhil Vaidya contributed equally to this work. -Volkmar Schulz and Karen Veroy contributed equally to this work. -A single reference experiment, i.e., not using a flow channel, and the image in the upper left corner of Figure 4 were included into a publication submitted to Int. J. Hyperthermia for model validation purposes.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».