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DAKS 便携式介电量测系统

產品行銷課市場行銷部 — Wed, 26 Feb 2025 09:01:41 +0000

电子、化工、食品和医疗行业材料的表征，系统便携性是生产线和现场测量的理想选择。
用于评估和验证SAR测量或磁共振成像安全实验的组织模拟液体。

搭配便携式网络分析仪，可在不同环境中使用
与反射计直接连接，消除了由于射频电缆移动造成的相位失真
将探针插入液体或凝胶样品中，深度可达150mm
εr: 1 – 200、tan δ: 0.02
SPEAG校准实验室通过ISO提供探头校准报告

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DAK 单探头介电量测系统

產品行銷課市場行銷部 — Thu, 20 Feb 2025 09:51:32 +0000

电子，化学，食品和医疗行业材料的表征
高精度高频率测量，广泛的频率范围覆盖使得可以测量各种材料中的介电特性

测量介电常数和电导率
非常适合测量液体和符合标准的固体
灵活的硬件选配使您可以根据需求和预算选择不同频段的探头
可兼容市面上主流网络分析仪仪器，例如：Rohde&、Keysight/Agilent、Anritsu、Copper、Tektronix

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RLS-2100卫星链路仿真器

產品行銷課市場行銷部 — Mon, 21 Oct 2024 09:31:12 +0000

RLS-2100 是目前功能最丰富的卫星链路仿真测试仪—提供快速、可重复的结果。是以下应用的理想选择：

升级宽带讯号兼容性测试台
透过真正的硬件在环测试验证链路效能
测试动态链路条件下的调制解调器效能验证
验证新的卫星网络配置
在部署新的卫星网络配置之前验证并完善下一代卫星网络概念

仿真讯号路径包括发射机、上行链路、卫星/中继、下行链路和接收机的RF特性，并可对路径延迟、多普勒(Doppler)和衰落…等特性进行真实情境设置。

可结合触控屏幕或键盘/鼠标用户接口允许将真实场景直接映像到讯号路径中的适用元素。所有站点（发射机、卫星/中继站、接收机）都可以处于运动状态，并动态更新受影响的模拟参数。

RLS-2100 包括整合的实时多卫星轨道计算和显示，用于对 LEO、MEO、HEO、GEO 和混合卫星星座进行建模。可以为车辆、船舶、飞机、无人机、HAP 或火箭等移动载具规划航行路线。

双独立整合GNSS仿真器可以为用户设备提供站点位置。讯号频谱、讯号功率分布、站点位置和特性参数的图形显示，有助于验证测试设置，并允许简单地可视化所施加impairment的影响。

适合对象 :

卫星网络营运商
终端机制造商
地面战制造商
网络服务商及系统整合商

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BPA700 无创血压模拟器

產品行銷課市場行銷部 — Wed, 06 Mar 2024 07:00:40 +0000

概述

执行 IEC80601-2-30 标准测试，确保动态血压的一致性和重复性
可调节的脉冲包络线（Pulse Envelope），模拟不同血压状态
适用于各类型的血压计，包括手腕式、手臂式和隧道式等
规格范围：动态压 10-300mmHg 和静态压 20-400mmHg
在最大脉搏体积下，动态压力可重复性达 2mmHg ，提供高精准的测试结果
提供软体开发套件（Software Development Kit），用户可自行开发客制或自动测试软件，提高可用性和自动化程度
Auto-sequence 自动序列功能协助用户轻松编制半自动测试流程，进行更高效和自动化的测试
可选购标准辅助软件，简化测试步骤，点击选项即可完成标准需求的测试项目
标准辅助软件自动产出测试报告，以 HTML 文件形式保存测试记录
可播放波形数据

产品规格

参数	规格
压力单位	毫米汞柱（mmHg）、千帕（kPa）
血压计	范围：0 至 400 mmHg 分辨率：0.1mmHg 精确度：±（读数的 0.3% + 0.5mmHg）
压力源	目标压力：20 至 400 mmHg 稳定时间：5 秒分辨率：1 mmHg 精确度：± 0.5 mmHg
脉率	范围：30 至 300 bpm 精确度：± 1 bpm 脉搏幅度：2mmHg 最大值（500 ml 空气储备罐）脉搏体积：0 to 2 ml
波形	示波
泄漏测试	测试时间：0 至 300 秒目标压力：20 至 400 mmHg 范围：0 至 300 mmHg/min
超压测试	释放时间：0 至 300 秒范围：自动充气，瞬时 0 至 400 mmHg
封包偏移	舒张压范围：± 20 mmHg 收缩压范围：± 20 mmHg
动态范围	舒张压范围：10 至 250 mmHg 收缩压范围：25 至 300 mmHg
动态 NIBP 模拟重复性	±2 mmHg 0.05mmHg 标准偏差
自漏率	<1 mmHg /分（500 ml 空气储备罐体积）
环境	操作温度：10℃ to 40℃ 存储温度：0℃ to 50℃ 湿度：0–90% RH （非冷凝）
外观	尺寸：326.4 x 315 x 88mm 显示屏：LCD （分辨率 320 x 240 像素）重量：4.5 公斤
连通方式	USB
电源	AC 100-240V，50/60 Hz

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无线体域网

儀器設備銷售 — Fri, 15 Apr 2022 02:10:14 +0000

无线体域网-穿戴式装置

问题描述

无线体域网络中的连接节点。

无线体域网 (WBAN) 由无线连接的传感器或执行器节点组成，这些节点通常通过数据处理得到增强。这些节点被放置在人体内部、人体上和周围/人体周围，形成一个网络，用于对生理和/或环境信号进行连续和不显眼的监测，以支持医疗、生活方式和娱乐应用。医疗 WBAN 提供了从疾病到健康管理的范式转变，重点是早期疾病检测，有望节省美国每年 4 万亿美元的医疗保健支出。然而，由于应用程序的物理 (PHY) 层必须满足严格的要求，WBAN 的设计和高效运行带来了一些技术挑战。

适用标准

关于无线体域网的 IEEE 标准 802.15.6。

大多数 WBAN 都是围绕无线体域网络的 IEEE 802.15.6 标准构建的，该标准还包括基于测量的信道模型。然而，这些模型没有考虑节点移动性和人机交互效应。 ETSI 标准 EN 301 839 (402-405MHz)、EN 303 203 (2483.5-2500MHz) 和技术建议 TR 101 557 (1785-2500MHz) 中描述了在欧洲运行的 WBAN 的技术规范。在所有情况下都提到，应根据当地法规检查特定吸收率的基本限制（SAR；根据 IEC/TR 62630、FCC OET 65c 或 IEC62704-1）是否符合人体暴露指南。

方法

1. 技术要求

在 Sim4Life 中模拟无线体域网络。

WBAN 最关键的功能是有效地提供与其节点之间的信息交换。高效的信息交换转化为可靠、安全、快速、容错和抗干扰的低功耗通信。虽然功耗超出了本文档的范围，但要实现所需效率的所有其他方面都必须考虑与人体密切相关的许多重要问题。植入节点和表面节点之间的通信（体内和体外通信）可能会经历高信号衰减。携带 WBAN 节点的身体部位的运动甚至可能通过改变通信链路预算或阻塞信号来影响网络拓扑。信号传播非常复杂，因为自由空间传播结合了衍射波、蠕变波和表面波，这取决于源的特性（频率、极化、入射角、身体姿势和形状等）。 ZMT 开发了所有必要的工具来帮助设计人员应对评估和优化 WBAN 性能的挑战。

2. 体内和体外射频通信

无线身体的节点还可以包括流行的小工具，如智能眼镜和智能手表。在这里，它们被安装在我们姊妹公司 SPEAG 的用于测量的物理模型上。仿真允许在设计阶段早期针对性能和监管方面进行优化。

虽然有设计自由空间通信的简单公式，但无法精确表征体内射频传播。后者取决于使用的频率、设备的位置和个人的解剖结构。由于患者的运动、体重变化和老化，组织不均匀性会产生一个复杂的电磁环境，该环境会随着时间而变化。因此，虚拟家族 (ViP) 模型的使用是这项具有挑战性的任务的推荐解决方案。它们允许将 BAN 节点快速放置在覆盖患者群体的任何解剖学详细模型中。这些功能化模型自然地模仿患者运动（POSER 模块），并且很容易变形以扩展患者群体或重现某些病症。此外，使用 DISFIT 模块可以直接分配任何频率的组织。 P-EM-FDTD 物理模型用于评估窄带或超宽带 (UWB) 应用的体内和体外通信性能。

3. 天线设计

Sim4Life 能够应对使用复杂全身模型模拟高分辨率 CAD 模型的挑战。

无论是在体内还是在体内，由于尺寸限制，在 WBAN 体节点处使用的天线通常是非谐振的。因此，MATCH 模块是优化天线性能的宝贵工具。由于在大多数情况下此类天线都是小型化的，因此能够准确地对其几何形状进行建模（使用 P-EM-FDTD 模型中的亚网格引擎）以研究尺寸和材料特性的影响非常重要。患者运动、节点位置和设备方向对天线特性（阻抗、辐射方向图）的影响很容易使用可摆姿势的人体模型进行评估。最后，使用 MIMOS 模块，用户可以更清楚地了解信号可用性，因为越来越多的集线器或基站使用天线分集来提高 WBAN 中链路的质量和可靠性。

4. 通讯连结预算

人体区域网络节点在人体内部和周围产生的电磁场。

使用 P-EM-FDTD 模型计算节点处的接收信号强度，用于体内和体内节点。在大型问题（医院或家庭房间）的情况下，高性能计算 (HPC) 框架允许对现实环境进行全波分析，并估计身体节点和集线器/基站之间的连结预算。如果传播数据可从其他数值技术获得，用于复杂室内环境中的源，惠更斯模块提供了建立链路预算的快速解决方案。任何 ViP3.0 模型的身体定位和姿势都可以在空间中轻松定义，以涵盖逼真的患者活动。最后，可以采用类似的方法来调查因 WBAN 与其他技术共存而产生的干扰问题，或解决畅通信道评估 (CCA) 协议的能量检测阈值 (EDT)。

5. 合规性

我们姊妹公司 SPEAG 佩戴智能手表的体模 CAD 模型，在 Sim4Life 中模拟。

WBAN 设备的监管合规性因患者可以在世界不同司法管辖区自由漫游而变得复杂。但是，使用 P-EM-FDTD 模型以最高确定性估计达到所需接收信号强度 (RSS) 水平的最大等效全向辐射功率 (EIRP)，然后与 ETSI 或 FCC 规定进行比较。此外，按下按钮即可根据 IEC62704-1 草案标准生成峰值空间 SAR 分布，以便与曝光指南进行比较。 MBSAR 模块可以结合不同频段模拟的 SAR 模式，计算/可视化总 SAR 分布的峰值空间 SAR。在 WBAN 节点使用各种频段的情况下，此工具非常有用。

参考文献

W. Scanlon, G. Conway, and S. Cotton, “Antennas and propagation considerations for robust wireless communications in medical body area networks,” in IET Seminar on Antennas and Propagation for Body- Centric Wireless Communications, p. 37, IET, 2007.
G. A. Conway and W. G. Scanlon, “Antennas for over-body-surface communication at 2.45 GHz,” IEEE Trans. Antennas Propag., vol. 57, no. 4, pt. 1, pp. 844–855, Apr. 2009.
D. Kurup, W. Joseph, G. Vermeeren, and L. Martens “In-body Path Loss Model for Homogeneous Human Tissues,” IEEE Trans. Electromagnetic Compatibility, vol.54, no.3, pp. 556-564, June 2012

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治疗性聚焦超音波

儀器設備銷售 — Fri, 15 Apr 2022 01:46:10 +0000

治疗性聚焦超音波

问题描述

在肝脏中使用声波刀进行组织消融的示意图。

电磁场 (EMF) 与神经元相互作用。这种相互作用可以是刺激的、抑制的或同步的，它可以是有意的或无意的。暴露于强低频场的意外刺激例如发生在磁共振成像 (MRI) 梯度线圈中，而预期刺激的示例包括治疗应用（经颅刺激、深部脑刺激、功能性电刺激等）或神经假体装置（人工视网膜、神经假肢等）。建模对于治疗和设备安全性和有效性评估特别有价值，而且对于优化医疗设备性能也很重要。

由于神经元的复杂结构和离子通道动力学、人体电场分布的不均匀性以及两者之间复杂的相互作用。后者是为什么需要耦合 EM 神经元动力学建模的原因。

方法

1. 综合建模框架

HIFU 换能器阵列在大脑深处创建一个热点，用于在无创脑部手术期间进行组织消融。

Sim4Life 为基于图像或基于解剖模型的声传播、感应加热和结果效应量化仿真提供了一个综合环境：IMG 和 iSEG 模块增加了对图像集成和基于图像的模型生成的支持。 Virtual Population (ViP) 3.0 解剖模型为设备设计或深入分析提供了患者群体的最详细和准确的表示。 P-THERMAL 模块添加了一个求解器，该求解器针对活体血液灌注组织中的热现象建模进行了优化，而 T-CEM43 则添加了热剂量和效果评估模型，用于量化热组织损伤和治疗效果。有关更多详细信息，请参阅热疗。

P-ACOUSTICS 与所有这些功能无缝集成，并允许以前所未有的分辨率和问题规模对人体或人造结构中的声传播进行全波建模。这要归功于高性能计算 (HPC) 技术的使用，该技术利用一个或多个图形处理单元 (GPU) 卡的能力将模拟速度提高几个数量级。

2.聚焦和治疗计划

Sim4Life 中的焦点优化。

Sim4Life 已被应用于研究改善聚焦的方法，特别是在经颅聚焦超声的背景下，其中具有超过一千个超声换能器的施加器用于在不打开颅骨的情况下瞄准大脑深处的位置。已经研究和比较了各种聚焦方法。通过使用虚拟源方法（也称为时间反转技术）获得了与临床应用方法相比的优越结果，其中在目标位置处使用源进行初始模拟，同时记录换能器处的传入压力波元素。对于真正的超声处理，这些信号随后被结合并应用。

Sim4Life 允许补偿颅骨引起的像差和焦点偏移的影响，甚至可以根据计算机断层扫描 (CT) 图像数据考虑颅骨的不均匀性。结果表明有可能大大扩展头部可治疗区域的包络。

在对肝脏 HIFU 肿瘤消融进行建模时，虚拟源方法与 4D 动画解剖模型相结合，从 MRI 图像中提取呼吸运动并应用于扭曲身体模型。这允许研究运动跟踪的重要性。此外，使用 T-CEM43 模型结合热建模进行评估，虚拟源方法成功地减少了对肋骨的附带损害。

3.体积扫描

使用换能器阵列进行焦点优化。

Sim4Life 声学建模可用于探索覆盖较大治疗区域的策略，例如，实现热疗癌症治疗。例如，可以证明使用顺序超声（连续扫描具有焦点的肿瘤体积）和体积超声（快速交错病灶放置）可以实现非常相似的治疗结果，但后者可以在一半的时间内实现。治疗时间。此外，基于建模提出了基于非结构化网格划分的肿瘤体积覆盖策略的概念，作为在矩形网格上常规应用超声处理的更好替代方案。除了减少所需的超声处理次数外，这种方法自然地提供了通过使用自适应网格细化来改善冷却容器附近的热覆盖的可能性，正如使用热建模所评估的那样。

4.装置设计

用于 Sim4Life 中模拟的传感器 CAD 模型。

仿真已用于研究和设计新的声学换能器。这包括一种新颖的设计，具有声学刀片状的焦点，主要用于表面干预。另一种使用 Sim4Life 开发的涂抹器使用随机放置的换能器元件来减少臭名昭著的旁瓣并产生更局部的焦点。 Sim4Life P-ACOUSTICS 已经为常见的涂药器阵列设计提供了模板。

5.验证和确认

在测量设置中验证模拟。

Sim4Life P-ACOUSTICS 已经过广泛的文档验证和验证。通过识别所有相关的物理和数值现象并将模拟结果与严格测试这些的分析和数值参考解决方案进行比较，验证了实施的正确性。为了确定模拟方程捕捉到现实，我们构建了一个专用验证设置，允许在声学焦点内和附近放置多个形状和材料特性不同的障碍物后进行 3D、机器人支持的声学干扰场测量。已经进行了广泛的不确定性量化，并用于确认测量和模拟之间的良好一致性。

此外，在设计一种新型线性声学消融装置时，使用水听器测量来比较预测和测量的压力分布。

参考文献

Kennedy, J. E., G. R. Ter Haar, and D. Cranston. “High intensity focused ultrasound: surgery of the future?.” The British journal of radiology (2014).
Jolesz, Ferenc A. “MRI-guided focused ultrasound surgery.” Annual review of medicine 60 (2009): 417.
Kyriakou, Adamos, et al. “A review of numerical and experimental compensation techniques for skull-induced phase aberrations in transcranial focused ultrasound.” International Journal of Hyperthermia 30.1 (2013): 36-46.
Kyriakou, Adamos, et al. “Full-wave acoustic and thermal modeling of transcranial ultrasound propagation and investigation of skull-induced aberration correction techniques: a feasibility study.” Journal of therapeutic ultrasound 3.1 (2015): 1-18.
Neufeld, Esra, et al. “Modeling, effect prediction, and planning for EM-and FUS-based thermal treatment.” Antennas and Propagation (EuCAP), 2014 8th European Conference on. IEEE, 2014.
Paulides, Margarethus M., et al. “Simulation techniques in hyperthermia treatment planning.” International Journal of Hyperthermia 29.4 (2013): 346-357.

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无线电力传输系统的暴露评估

儀器設備銷售 — Fri, 15 Apr 2022 01:23:05 +0000

无线电力传输系统的暴露评估

问题描述

无线车载充电器的示意图。

无线电力传输 (WPT) 是一项新兴技术，预计将在人类环境中无处不在，用于为电子或家用电器、医疗植入物甚至汽车充电。因此，所有 WPT 系统都必须按照规范公众和专业人员暴露于电磁场的准则进行操作，这一点很重要。

无线电力传输系统使用各种方法进行操作。它们可以根据受电设备与电源的距离进行分组。当距离很短时，无线充电器可以在 20 kHz 到 13.56 MHz 的频率范围内工作。为了将电力传输到更远的距离或能量收集器（例如，RFID 标签），使用了射频。在较低频率范围内，功率通过电容或电感耦合传输。后一种机制更常用于市售系统中，以谐振线圈的形式实现。

适用标准

关于人体暴露于射频电磁场的安全等级的 IEEE 标准 C95.1。

目前，没有用于评估 WPT 系统暴露和证明符合暴露指南的标准化程序。国际非电离辐射保护委员会 (ICNIRP 1998, ICNIRP 2010) 和电气和电子工程师协会 (IEEE C95.1) 发布了最广泛采用的关于限制人体暴露于电磁场的文件。它们包括基本限制，以防止较低频率范围（高达 5 或 10 MHz）的组织刺激和 100 kHz 以上频率的过度组织加热。由于许多 WPT 系统在 100 kHz 和 10 MHz 之间的频率下运行，因此必须同时应用两组基本限制。

方法

1. 单步程序

电磁辐射在靠近线圈的手中感应，用于无线电力传输。

在单步方法中，使用了典型的暴露场景。虚拟人口 (ViP) 人体模型放置在具有通过 POSER 工具获得的姿势的源旁边，以反映 WPT 系统预期用途的真实暴露条件。最坏情况分析（例如，依靠或接触系统）也可以直接进行。计算模型中的感应场随后被提取并针对基本限制进行分析。为了进行这种类型的分析，有必要使用全波技术，如有限差分时域 (FDTD)，由 P-EM-FDTD 求解器实现，它考虑了内部的组织分布人体及其对电源造成的负载。

如果 WPT 系统的频率很低，那么高性能计算（HPC）框架就是模拟加速的解决方案。然而，在这种情况下，值得检查是否满足准静态条件，以便使用相应的低频求解器 (P-EM-QS)，尽管当时不考虑物体与源的相互作用。

2.双步程序

坐在无线电力充电器附近的人的磁场和感应暴露。

双步法也忽略了人体对源的影响。然而，它允许减少计算时间。 WPT 系统产生的电磁场（在该过程的第一步中通过分析或数值计算）用于激发惠更斯源，进而对 ViP 模型内的剂量学量进行评估。这样，就不需要在时域中模拟谐振结构。

3.源建模的验证

无线充电配置（顶部）以及测量和模拟场的比较。

这里值得一提的是，对于这两个过程（单步和两步），验证 WPT 系统源的数值模型是否对应于物理设备非常重要。这可以通过在空气中和靠近源的实验测量以及在充满液体的模型中实现。所有必要的验证设备都可以从我们或我们的姊妹公司 SPEAG（Schmid and Partner Engineering AG）获得。

使用基于机器人的 DASY5，可以借助自由空间探头 H3DV8 在空气中测量实际 WPT 系统产生的磁场，并与源模型的 Sim4Life 计算结果进行比较。可以对由玻璃纤维增强乙烯基酯外壳制成的平面模型内的特定吸收率 (SAR) 分布进行类似的比较。模型可以填充 ZMT 生产的高导电性液体 (HCL)，该液体也用于 MRI 扫描仪内的医疗植入物安全评估。液体内部的 SAR 测量使用安装在 SPEAG 的 DASY5 系统上的校准探头 ET3DV6 进行，WPT 系统放置在距平面体模外表面不同距离处。源模型的验证再次通过比较测量的和 Sim4Life 计算的 SAR 分布来实现，例如，采用标准草案 IEC/IEEE 62704-1 中描述的程序。

4.电力传输的优化

复杂的配置和相关的评估和优化可以通过 Sim4Life 中的模拟来执行。

一个最佳的 WPT 系统允许在源和充电设备之间以最低的人体暴露量实现最大的功率传输。对于短程和中程系统，都可以使用通用线圈模型并计算谐振线圈之间的耦合效率（WPT 迄今为止最流行的技术）作为频率和距离的函数。将 ViP 模型放置在磁场内的真实场景中，可以为每个线圈设置计算感应电场和 SAR。然后，WPT 系统设计人员可以选择能够产生最高功率传输且符合暴露准则的配置。通过这种方式，可以在系统设计阶段减少上市时间和成本。

流程概覽

参考文献

A. Christ, M. Douglas, J. Nadakuduti, and N. Kuster, “Assessing human exposure to electromagnetic fields from wireless power transmission systems ,” Proceedings of the IEEE, vol. 101, no. 6, pp. 1482—1493, 2013.
A. Christ, M. G. Douglas, J. M. Roman, E. B. Cooper, A. P. Sample, B. H. Waters, J. R. Smith, and N. Kuster, “Evaluation of wireless resonant power transfer systems with human electromagnetic exposure limits,” vol. 55, no. 2, pp. 265-274, 2013
X. L. Chen, A. E. Umenei, D. W. Baarman, N. Chavannes, V. De Santis, J. R. Mosig, and N. Kuster, “Human Exposure to Close-Range Resonant Wireless Power Transfer Systems as a Function of Design Parameters,” IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, vol. 56, no. 5, pp. 1027-1034, 2014
X. L. Chen, V. De Santis, and A. E. Umenei, “Theoretical assessment of the maximum obtainable power in wireless power transfer constrained by human body exposure limits in a typical room scenario,” Phys. Med. Biol., vol. 59, no. 13, pp. 3453-3464, 2014
J. S. Hoa, A. J. Yeha, E. Neofytou, S. Kim, Y. Tanabe, B. Patlolla, R. E. Beygui, and A. S. Y. Poona, “Wireless power transfer to deep-tissue microimplants,” PNAS, vol. 111, no. 22, 7974-7979, 2014
J. Nadakuduti, M. Douglas, L. Lu, A. Christ, P. Guckian, and N. Kuster, “Compliance Testing Methodology for Wirelss Power Transfer Systems,”, vol. 30, no. 11, pp. 6264-6273, 2015
UL, “Safety Considerations of Wireless Charger for Electric Vehicles – A Review Paper,”, available for download [Last Accessed,7 September 2015].

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设备设计建模和个性化治疗计划

儀器設備銷售 — Thu, 14 Apr 2022 09:26:25 +0000

设备设计建模和个性化治疗计划

问题描述

暴露于电热疗法的肿瘤模拟的各种视图。从左到右：问题的医学图像；模拟装置的 CAD 模型；离散模型的横截面，使用 Sim4Life 的仿真结果。

热疗癌症疗法（热疗肿瘤学）与放射和/或化学疗法结合使用以治疗多种癌症。它利用电磁能量对肿瘤进行温和加热，通常会显著提高初始反应和存活率。对于深部肿瘤，相控射频 (RF) 阵列通常用于将能量靶向肿瘤，同时避免敏感的健康组织过度暴露。由于人体的高度不均匀性以及血液灌注和体温调节等生理因素的影响，这是一项艰巨的任务。需要模拟 i) 对反映肿瘤形状和位置以及个体解剖结构的个性化治疗，以及 ii) 开发和研究能够在具有挑战性的位置（例如头部和颈部区域）实现受控能量沉积的新型施药器。

RF 和 MW（微波）消融使用间质（插入组织中，例如通过导管）施加器将组织局部加热至高温，从而导致直接细胞杀伤以治疗疾病，例如心律失常或癌症。消融能量的替代来源包括超声波。建模用于确定附近脉管系统对可实现消融区域的影响，优化导管放置，并设计新型应用器。

所需的建模功能包括个性化模型生成、考虑体内生理因素的电磁和热模拟、转向参数的优化以及与结果相关的效果评估。

方法

1. 患者模型

使用 Sim4Life 的 iSEG 模块从医学图像数据生成个性化模型。

Sim4Life 支持从医学图像数据生成个性化模型，例如用于治疗计划。可以导入各种图像数据，例如 MRI 和 CT 图像，并与仿真模型和结果（IMG 模块）联合可视化。集成的图像处理和分割模块 iSEG 通过提供范围广泛的分割算法（从高度交互到自动）促进解剖模型的快速生成，这些算法可以灵活组合并辅以预处理例程，以提高图像质量和测量/分析例程。然后使用 Sim4Life 功能将分割后的图像转换为适用于模拟目的的基于表面的身体模型，该功能可确保创建高质量、无自相交、拓扑兼容的网格创建。

当不需要使用个性化模型时，例如，用于机制研究、涂药器开发，或者当认为个性化肿瘤位置和形状而不是解剖结构时，高度详细的虚拟家族 (ViP) 3.0 模型也已被用于生成时，可以使用 iSEG 代替。

2. 电磁感应组织加热

在 Sim4Life 中模拟癌组织的电磁辐射。

最初，确定电磁能量沉积。在 Sim4Life 中，多端口仿真功能有助于同时设置多天线仿真，而灵活的相干和非相干场组合是分析功能的一部分。根据频率和材料特性，全波 P-EM-FDTD 或准静态 P-EM-QS 求解器最适合确定 EM 场。在热疗肿瘤学中，通常是前者，而消融建模通常受益于后者。 Sim4Life 中包含的所有 EM 求解器都经过优化，可模拟包含复杂解剖模型的设置，例如 ViP3.0 的那些。 Sim4Life 还有助于使用集成的组织特性数据库来分配介电特性。

可以使用 Sim4Life 建模器 CAD 功能设计加热器和天线。

使用 P-THERMAL 模块模拟体内 EM 感应加热（瞬态和稳态）。它基于 Pennes Bioheat 方程，并考虑了代谢和 EM 热源、热扩散和组织灌注的热传递，具有考虑血管舒张的局部温度调节以及身体核心温度随时间升高的功能。可以包括通过外部和内部空气或与皮肤接触的加热/冷却水的对流表面冷却以及治疗区域中大血管的影响。同样，Sim4Life 组织属性数据库包括各种组织的热和灌注参数。

3.治疗优化

具有包括癌症在内的身体模型的暴露设置模型和用于电磁治疗的相控阵施加器。治疗设置通过 Sim4Life 进行了优化。

对于相控阵施加器，例如在深度热疗治疗或使用多个导管的消融治疗中，各个天线的相位和幅度都经过优化，以实现最佳的肿瘤覆盖，同时避免暴露敏感组织。 SIM4Life 提供自动和快速的治疗参数优化，并允许定义多个治疗区域以及加权以反映治疗优先级和组织敏感性。或者，可以通过场组合器工具进行手动优化，例如，同时将针对某一组转向参数计算的能量沉积分布叠加在患者的医学图像数据上。

建模也可用于调查和优化其他治疗参数的影响。例如，水丸温度对表面冷却或加热的影响通常针对个别处理进行优化。

SEMCAD X / Sim4Life 热疗计划工具已在全球一系列领先的临床中心中使用。

4.效果评估

使用 Sim4Life 评估治疗优化中的热处理剂量。

诱导的体内效应要么直接预测，要么通过热剂量进行评估。 Sim4Life (T-CEM43) 中提供了多种组织损伤模型：Arrhenius 模型直接评估消融治疗中凝血和坏死区的组织损伤。在热疗肿瘤学中，CEM43 热剂量概念的使用很常见。 CEM43 热剂量以 43oC 下的加热分钟数表示组织位置的热历史，这将导致等效的热效应。它提供了不依赖于组织特定材料参数的优势，并且 CEM43 热损伤阈值已经通过实验确定了广泛的组织和生物效应。 CEM43 与治疗结果之间的相关性已在临床上确立。

5.装置设计

Sim4Life 用于加热器的设计优化。

Sim4Life 和 SEMCAD X 已被用于研究热肿瘤应用器和 RF/MW 消融导管的各个方面，例如：

天线的最佳 3D 布置和放置，以在相控阵深热疗系统中实现理想的聚焦和转向潜力
探索具有多个消融导管和电极的布置，以实现卓越的焦点转向和病灶成形
设计具有高效率和低负载依赖性的天线
施加器元件的设计允许在线确定有效施加的相位和幅度以及天线之间的串扰，从而实现高治疗管理质量和反馈控制
质量保证模型和测量装置的开发

一系列新型加热器已建成并引入临床，包括具有卓越焦点控制的新型头颈部治疗加热器、MRI 兼容涂药器、基于波导的表面热疗治疗系统、最大使用灵活性的模块化治疗加热器概念和涂药器元件具有集成的在线监测和反馈控制。

6.验证

使用 Sim4Life 模拟热疗法伴随着一系列验证和确认工作。电磁和热求解器已经过系统验证，可以正确实现基础数学模型的物理和数值现象。以人体模型和机器人传感器扫描为特色的剂量测量设置已经确定了涂抹器性能的正确建模。已使用多种方法进行热测量，例如对体模、志愿者和患者的红外测温或侵入性和非侵入性热导管测量。临床结果已与模拟剂量数量进行了统计比较，关键热点的预测已与患者和测量反馈相关联。

流程概览

热疗癌症治疗和热疗治疗计划的临床整合

热疗计划和建模的步骤

参考文献

van der Zee, Jill. “Heating the patient: a promising approach?.” Annals of oncology 13.8 (2002): 1173-1184.
Neufeld, Esra. High resolution hyperthermia treatment planning. Hartung-Gorre Verlag, 2008.
Neufeld, Esra. “Numerical modeling for simulation and treatment planning of thermal therapy.” Physics of Thermal Therapy: Fundamentals and Clinical Applications (2012): 119.
Paulides, Margarethus M., et al. “Simulation techniques in hyperthermia treatment planning.” International Journal of Hyperthermia 29.4 (2013): 346-357.
Paulides, Margarethus M., et al. “The HYPERcollar: A novel applicator for hyperthermia in the head and neck.” International Journal of Hyperthermia 23.7 (2007): 567-576.
Paulides, Margarethus M., et al. “The clinical feasibility of deep hyperthermia treatment in the head and neck: new challenges for positioning and temperature measurement.” Physics in medicine and biology 55.9 (2010): 2465.
Togni, Paolo, et al. “Electromagnetic redesign of the HYPERcollar applicator: toward improved deep local head-and-neck hyperthermia.” Physics in medicine and biology 58.17 (2013): 5997.
Verhaart, René F., et al. “Temperature simulations in hyperthermia treatment planning of the head and neck region.” Strahlentherapie und Onkologie 190.12 (2014): 1117-1124.
van Rhoon, Gerard C., et al. “CEM43° C thermal dose thresholds: a potential guide for magnetic resonance radiofrequency exposure levels?.” European radiology 23.8 (2013): 2215-2227.
Karampatzakis, Andreas, et al. “Heating characteristics of antenna arrays used in microwave ablation: A theoretical parametric study.” Computers in biology and medicine 43.10 (2013): 1321-1327.
de Bruijne, Maarten, et al. “Effects of waterbolus size, shape and configuration on the SAR distribution pattern of the Lucite cone applicator.” International journal of hyperthermia 22.1 (2006): 15-28.
de Bruijne, Maarten, et al. “Quantitative validation of the 3D SAR profile of hyperthermia applicators using the gamma method.” Physics in medicine and biology 52.11 (2007): 3075.
Paulides, Margarethus M., et al. “Laboratory prototype for experimental validation of MR-guided radiofrequency head and neck hyperthermia.” Physics in medicine and biology 59.9 (2014): 2139.
Rijnen, Zef, et al. “Clinical integration of software tool VEDO for adaptive and quantitative application of phased array hyperthermia in the head and neck.”International Journal of Hyperthermia 29.3 (2013): 181-193.

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评估射频有源植入物安全性的最有效方法

儀器設備銷售 — Thu, 14 Apr 2022 08:45:06 +0000

评估射频有源植入物安全性的最有效方法

问题描述

MRI 扫描仪内的有源植入医疗设备 (AIMD) 的不良相互作用。

磁共振成像 (MRI) 是一种医学成像方式，在诊断多种病理时必不可少。然而，在一些进行 MRI 扫描的患者中存在医疗植入物可能会导致植入物与扫描仪操作所需的射频 (RF) 辐射发生不良相互作用。因此，有必要开发一种全面的风险评估方法，以确定允许对植入物患者进行 MRI 检查的具体条件。

适用之标准

ISO/TS 10974 标准，用于评估有源植入式医疗设备患者的磁共振成像安全性。

ISO 技术规范 10974 (ISO/TS 10974) 定义了评估电极处的局部功率沉积（RF 加热）和有源植入式医疗设备 (AIMD) 的设备端子处的电压/电流 (EMC) 的程序。垂直标准定义了风险评估程序。 ZMT 和 IT’IS 基金会的成员为标准的制定做出了贡献，并优化了用于展示射频植入物安全性的工具箱。

IMAnalytics 和 MRIxViP 已获得 FDA 的 MRI 安全评估资格。

方法

1. 生成校准的 AIMD 响应模型（piX 和 MITS）

piX 系统用于验证传递函数的数值结果。

RFoF1P4MED：一种微型电完全隔离的光纤射频 (RFoF) 传感器。

在 TS 10974 中描述的第 3 层方法中，安全评估的第一步是创建 AIMD 的响应模型，即创建一个传递函数，该函数允许评估沉积在 AIMD 引线远端的功率或电流在已知激励下在设备端子处感应。

AIMD 模型可以通过实验和/或模拟来确定。在实验案例中，使用配备 E1TDSz 探头（RF 加热）或 RFoF1P4MED 探头（EMC）的 piX 系统测量被测设备 (DUT) 的物理样本。光子技术避免了激励器与 DUT（E1TDSz 探头）的串扰，并允许在不修改设备 (RFoF1P4MED) 的情况下测量电压。在数值评估中，使用 Sim4Life 电磁求解器和 DUT 的 CAD 模型来模拟 AIMD 模型。然后使用医疗植入物测试系统 (MITS) 将模型校准到明确定义的暴露条件。

2. 验证 AIMD 响应模型的功率沉积和设备接口上的感应电压或电流

MITS 1.5/3.0 验证沿起搏器引线的功率沉积分布。

此后，需要使用一组足够的正交测试函数来验证创建的模型。这涉及 RF 加热情况下的特定吸收 (SAR) 或温升 (ΔT) 测量，或使用 RFoF1P4MED 测量端子处的电流和/或设备内部的感应电压。 MITS 允许在商业扫描仪的最坏情况入射场下快速评估 AIMD 模型，还可以用于通过改变 B1 场的极化产生的特定曝光，该 B1 场由 TDS B1 测量系统连续监测。

测量和 Sim4Life 结果的集成对用户来说是无缝的，便于比较和灵敏度和/或不确定性分析。这里需要注意的是，AIMD模型可以针对AIMD的每种工作模式分别建立。

3.计算患者群体的体内电磁场分布

ViP3.0人体模型。

POSER 工具展示。

线圈库包括具有不同长度和直径的线圈的电场。

一旦知道并验证了 AIMD 响应模型，下一步就是估计 AIMD 在植入人体（体内）时可以被激发的典型事件场分布。 TS 10974 中描述的方法要求射频加热的风险评估涵盖广泛的人群。

目前，Sim4Life 是唯一基于可计算解剖模型的软件平台，可用于变形和摆姿势，使用户能够获得具有现实和临床相关姿势的广泛且具有代表性的患者群体。选择不仅限于儿童或成年期的标准男性和女性受试者，还包括一名老年男性和一名肥胖者，后者对于 MRI 容积线圈内的最坏情况评估最为重要。

对于所有上述计算模型和所有可能的临床暴露场景，入射电场的计算在人力和计算资源方面将是一项具有挑战性的任务。用户可以选择获取 MRIxViP，而不是重新执行计算，这是一个经过验证的电场分布库，其中八个人体模型放置在各种鸟笼线圈内的不同成像位置（根据 TS 10974），这些线圈经过精心挑选以表示大多数市售的。

IMAnalytics 和 MRIxViP 已获得 FDA 的 MRI 安全评估资格。

4.射频加热的功率沉积和风险评估

IMAnalytics 模块：植入物的自动第 3 层分析（PiX 传递函数），具有用户定义的参数范围（例如，标准化、线圈尺寸、匀场角度、临床路线、患者群体子集和地标）。

用于不同成像位置的第 3 层沉积功率。

心脏起搏器导线尖端的温度升高，使用 Sim4Life 进行模拟。

当植入人体内部时，入射场分布用于评估 AIMD 引线远端尖端的功率沉积。

TS 10974 第 3 层中描述的安全性分析需要对各种计算模型、所有可能的临床植入方式以及所有可能的暴露场景重复功率沉积评估。手动执行，就人力和计算资源而言，这将是一项非常苛刻的任务。

使用 Sim4Life 的 IMAnalytics 模块，这将成为一个简单、可靠和可追溯的过程。根据 AIMD 响应模型、入射场分布和植入物的布线轨迹，IMAnalytics 在所有可能的情况下自动对 AIMD 引线尖端的功率沉积进行统计分析。结果可以导出并包含在监管提交报告中。

该行业主要采用两种方法将功率沉积转化为风险评估。第一个是通过向电极注入等效功率并评估响应（例如，起搏阈值的变化）作为沈积功率的函数来使用动物实验。另一种方法是使用 Sim4Life 热解算器将功率沉积转化为人体组织内的体内温升，该热解算器已在人体局部和局部区域射频加热方面得到验证。

IMAnalytics 和 MRIxViP 已获得 FDA 的 MRI 安全评估资格。

流程概览

相關文獻

Zastrow, E., Cabot, E., Kuster, N. Assessment of local RF-induced heating of AIMDs during MR exposure (2014) 2014 31th URSI General Assembly and Scientific Symposium, URSI GASS 2014, art. no. 6930111.
Cabot, E., Lloyd, T., Christ, A., Kainz, W., Douglas, M., Stenzel, G., Wedan, S., Kuster, N. Evaluation of the RF heating of a generic deep brain stimulator exposed in 1.5T magnetic resonance scanners (2013) Bioelectromagnetics, 34 (2), pp. 104-113.
Kyriakou, A., Christ, A., Neufeld, E., Kuster, N. Local tissue temperature increase of a generic implant compared to the basic restrictions defined in safety guidelines (2012) Bioelectromagnetics, 33 (5), pp. 366-374.
Neufeld, E., Kühn, S., Szekely, G., Kuster, N. Measurement, simulation and uncertainty assessment of implant heating during MRI (2009) Physics in Medicine and Biology, 54 (13), pp. 4151-4169.
Gosselin, M.-C., Neufeld, E., Moser, H., Huber, E., Farcito, S., Gerber, L., Jedensjo, M., Hilber, I., Gennaro, F.D., Lloyd, B., Cherubini, E., Szczerba, D., Kainz, W., Kuster, N. Development of a new generation of high-resolution anatomical models for medical device evaluation: The Virtual Population 3.0 (2014) Physics in Medicine and Biology, 59 (18), pp. 5287-5303.

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通过 EM 场对预期和非预期的神经刺激进行建模

儀器設備銷售 — Thu, 14 Apr 2022 07:30:34 +0000

通过 EM 场对预期和非预期的神经刺激进行建模

问题描述

高分辨率全身人体模型，带有神经细节（上）； Sim4Life 模拟 MRI 检查中的暴露。

相关标准

关于诱导神经元动力学，有多个相关标准规范 EM 暴露安全：ICNIRP 2010 暴露指南和 IEEE C95.1 暴露标准为公众和职业暴露于低频场提供了阈值，这些阈值基于需求主导的考虑以防止不良的 EM 神经元相互作用相关的影响。 IEC 60601-2-33 标准专门规定了 MRI 相关领域的暴露。

为指南和标准推导安全限制的一个重要因素是神经元动力学的 SENN（空间扩展非线性节点）模型，该模型旨在表示有髓轴突（神经纤维）。

方法

1. Sim4Life 中的耦合 EM-神经元动力学建模

Sim4Life 中脊髓神经刺激器模拟的细节。

Sim4Life T-NEURO 模块提供全面的神经元动力学模拟，完全集成和耦合到 Sim4Life 平台的 EM 建模功能（P-EM-FDTD 和 P-EM-QS），以及一系列预定义的神经元动力学模型，包括作为安全标准基础的 SENN 模型。 Sim4Life 的主要优势在于它能够在现实解剖模型（例如，虚拟家族 (ViP) 3.0 或使用 IMG 和 iSEG 模块从医学图像数据生成的模型）中模拟复杂的神经元动力学模型。 T-NEURO 模块由耶鲁大学开发的 NEURON 求解器提供支持。

可以通过将轨迹指定为样条曲线然后将其归因于预定义的行为模型，或者通过从大型存储库（例如 ModelDB）导入详细的神经元模型来轻松设计神经元模型。可以使用自动确定给定脉冲形状的刺激阈值的功能。虚拟家族

2. 应用于神经假肢

Sim4Life 中深部脑刺激器 (DBS) 模拟的详细信息。

使用 Sim4Life 的 T-NEURO 功能，可以研究用于神经修复应用的植入式电极。例如，横向束内多通道电极（TIME – 一种神经接口，与更常见的袖带电极相比，以增加侵入性为代价承诺更高的刺激选择性）设计具有五个子电极，可选择性地刺激不同神经元组。模拟了与激活各种肌肉有关的坐骨神经。为此，从图像数据中提取了包括不同神经束在内的神经几何结构，并将其转换为神经模型。然后将数百个捕捉神经元特性统计变异性的动态神经元模型放置在神经模型内，并通过 TIME 电极阵列对它们的刺激进行建模。此类模拟用于比较不同电极设计的肌肉刺激选择性和放置灵敏度。通过大鼠肌肉刺激的实验测量证实了模拟预测。正在研究使用 TIME 电极进行坐骨神经刺激，目的是使腿部运动恢复到截瘫状态，小鼠的初步结果非常令人鼓舞。

3. 应用于神经刺激

由外部经颅磁刺激引起的电流。使用 Sim4Life 进行模拟。

使用外部或内部电极的神经刺激可用于各种目的。例如，深部脑刺激 (DBS) 使用植入电极来治疗运动障碍、抑郁症等。经颅刺激使用安装在头部表面的外部电极，例如用于中风康复。使用 Sim4Life，不仅可以模拟电场分布和电流，还可以模拟对神经元活动的相关影响。已经使用 Sim4Life 低频求解器结合高分辨率 MIDA 头部模型比较了来自各种经颅刺激电极蒙太奇的场分布，并且获得的通过视网膜的电流密度可以与实验观察到的视觉 phosphenes 的发生相关，即现象在没有光进入眼睛的情况下看到光。

4. 应用于 MRI 安全性

高分辨率全身人体模型，正在接受 MRI 检查。使用 Sim4Life 进行模拟。

耦合的 EM 神经元动力学模型已被应用于评估由 MRI 梯度线圈切换引起的意外神经刺激的安全问题。通过沿着人体内部的各种神经轨迹整合真实的运动神经元模型，并研究由功能化 ViP 3.0 体模内的真实梯度线圈模型诱导的场的刺激阈值，可以证明当前安全标准的一系列假设是有问题的。最重要的是，发现 i）除了场强之外，场不均匀性（存在于人体内）可能是神经刺激的相关来源，ii）SENN 模型并不总是保守的，以及 iii）温度的影响神经元动力学很重要，因此需要在现实解剖模型中进行耦合 EM-神经元动力学建模，以正确理解低频暴露安全性并得出合适的安全标准。通过使用通过扩散张量成像获得的不均匀的各向异性电导率图，可以进一步提高建模保真度。各种治疗相关的丘脑和丘脑底核的 DBS 电极暴露的 EM 建模已与代表三个不同神经元群体的 >100 个真实神经元模型的模拟相结合（使用 Sim4Life 的 Python 脚本功能准确放置），并且预测的刺激率可能与实验确定的相关数量。

5. 验证

模拟由电刺激引起的神经元放电。在 Sim4Life 中使用 T-NEURO 模块进行模拟。

底层 EM 求解器已得到广泛验证，例如，使用制造解决方案的方法。

耦合的 EM 神经元动力学建模已在多个层面上得到验证和验证：通过从 Sim4Life 中的 ModelDB 复制神经元模型并与使用 FDA 提供的参考 SENN 模型实现获得的阈值进行比较，验证了 Sim4Life 实现的正确性网站提供各种脉冲持续时间和形状。通过预测和测量 i) 视网膜神经节细胞的刺激阈值和 ii) 神经假体坐骨神经刺激的肌肉激活选择性来进行实验验证。此外，根据文献数据对深部脑刺激模型进行了定性验证。