高压超短脉冲电场消融:一种微创治疗的新范式

微创外科代表了外科学发展的新趋势,其中,将能量传递到病灶、控制局部温度来完成治疗的“热消融”疗法,已经被推荐为多种直径<5 cm的实体瘤的根治性疗法之一。对于位置靠近血管等重要结构、临床上不适合手术治疗的肿瘤,也难以施行“热消融”治疗。基于“高压超短脉冲电场”的细胞生物学效应开发的新一代微创治疗技术,能够在根除癌灶的同时避免损伤病灶周围功能性管道结构,弥补了“热消融”疗法的不足。如果展开多学科研究继续发展这项技术,这种“非热消融”疗法将成为微创消融技术的新范式。而“高压超短脉冲电场”致死细胞的生物物理学原理是这种多学科合作研究的基础。本文先回顾了“诱导跨膜电位”假说的发展历史。然后从热力学的原理出发,介绍我们最近提出的这类疗法的生物物理学机制“等效力场”假说:细胞外电场可以被等效地看成作用于细胞膜上带电粒子的力场。电场力是远距离作用力,在脉冲作用过程中对电场内带电粒子加速。这些粒子在没有受到源于分子间相互作用的阻力之前,超短高强度的电场就能够让它们获得导致细胞膜结构变化的平动速度,脉冲电场的作用范围与这种平动速度升高呈正相关。平动动能(与平动速度的平方呈正相关)也属于“热”的一部分,但它不是消融疗效的控制因素。从理论源头理解这种新消融方法,有助于这种微创消融新技术的范式转换。

高速高压超短脉冲在容性负载上的测量及分析

高速高压超短脉冲在多个领域具有广泛的应用。利用传输线终端反射的原理和高速开关产生高速高压的超短脉冲信号是一种通用办法。然而,当脉冲信号加载到一个容性负载时,终端负载的不匹配会导致信号的反射。反射信号可能再次回到负载器件上,形成二次导通,并带来应用上缺陷。本文通过理论分析和仿真实验,提出了一些改进措施,可以有效抑制反射信号。

亚微米炸药的冲击波起爆研究

采用小隔板试验(低压长脉冲)和冲击片(高压短脉冲)试验对亚微米粉体炸药的起爆感度进行了对比试验研究,发现亚微米粉体炸药具有在常见环境力(低压长脉冲)作用下安全钝感,而在特定激励(高压短脉冲)作用下敏感的特点。研究表明,在90%理论密度试验条件下,低压长脉冲冲击波起爆过程中,冲击波感度由热点点火过程控制,且随粒度的减小而降低;而高压短脉冲冲击波起爆过程中,炸药起爆感度由爆轰成长过程控制,冲击波感度随粒度的减小而提高。

运动诱发电位在腰骶神经根病诊断中的意义

目的 探讨分段脊神经根刺激运动诱发电位（MEP）在腰骶神经根病诊断中的意义。方法 选择L2、L5及S1神经病及正常对照各30例，采用L2及S1/L5椎体水平高压短脉冲电刺激，分别在比目鱼肌及半腱肌记录MEP。结果 ①正常脊髓运动传导时间（MNRCT）在 L5为（2.3±0.6）ms、S1为（2.9±0.5）ms，两侧差分别为（0±0.4）ms、（0±0.3）ms。②L5及S1神经根病患侧MNRCT较健侧及对照组显著延长。③S1及L5神经病患者S1神经孔或L5刺激时，M波潜伏期患侧较健侧显著缩短。④据MNRCT及其两侧差，比目鱼肌MEP对S1神经根病诊断的阳性率是83.3%和86.7%，半腱肌MEP对L5神经病的分别为56.7%和66.7%。结论 ①分段脊神经根刺激MEP有助于诊断腰骶神经根病。②MNRCT及其两侧差是MEP诊断的最佳指标。③S1或L5刺激时M波潜伏期患侧缩短可能跟神经病累及根远端致兴奋点远移有关，不能以此作为诊断依据。