面向内窥镜应用的移植等离子导管: 引导放电动态的参数化研究
等离子体物理
2025-04-22 v1 医学物理
摘要
非热大气压等离子喷嘴(APPJ)因低温和能够产生活性氧氮杂族物种(RONS),使其在生物医学应用中日益受到青睐,尤其适用于敏感环境如医疗疗法。移植等离子导管(TPC),作为APPJ的一种变体,在内窥镜应用中显示出前景,但需要精确控制在受限空间中的等离子动力学,以确保安全和有效性。尽管对受导放电在传统APPJ中的研究已广泛进行,但对于TPC配置下放电行为的了解仍有限,尤其是在涉及接地金属表面的挑战场景。本研究考察了在不同间隙距离下由TPC产生的受导放电的时空动力学,以为内窥镜应用中的安全有效等离子输送建立稳健框架。通过结合电学和光学诊断,该研究表征了放电的传播、电场轮廓和等离子诱导电流,在从2到18 mm的间隙距离下,由氦驱动的TPC将冷等离子输送至接地金属靶标。结果表明,在12 mm以下的间隙距离下,放电保持电荷稳定并有效地与靶标相互作用,产生显著的治疗电流。超过此阈值后,传播恶化,因复合和减少的电场强度而受限。在较短的间隙中,观察到逆向传播波和二次放电相互作用,而在较大的间隙中,则出现电荷耗散和有效性下降。这些发现突显了在等离子内窥镜程序中优化间隙距离的重要性,并表明TPC在恶劣条件下的鲁棒性。
引用
@article{arxiv.2504.14637,
title = {Transferred plasma catheter for endotherapeutic applications: a parametric study of guided streamers dynamics},
author = {M. Soulier and T. Vacek and K. Geraud and T. Dufour},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.14637},
year = {2025}
}