3D-1D 脑网格热学模型：低频或中频磁场下的暴露分析

评估暴露于低频或中频磁场（如磁共振成像或磁热疗法中产生的磁场）的患者安全性时，针对如脑网格或支架等一维结构被动植入物的安全性评估具有挑战性，因为植入物与人体的尺度差异显著。目前大多数用于估计此类植入物附近热效应的方法忽略了身体中金属材料的存在，将金属建模为热源。为克服这一局限，本文提出了一种新型数值方法，用于求解三维与一维耦合问题。该方法与在脑网格上暴露于磁共振成像梯度线圈系统产生的磁场进行的实验测量进行了比较。随后，其被应用于磁热疗法案例研究中，对患有脑网格的患者暴露于围颈型磁热疗法装置产生的磁场。实验比较表明，与基于热源的方法相比，所提方法在最大温升位置的预测精度提高了最高可达25%。同时，所提方法对热源方法低估的区域（即电磁能未直接沉积、仅通过热传导引起温升的区域）进行了纠正。该方法通过对高导热性金属植入物的热扩散建模，相较于以往的近似方法实现了更好的结果。