功能近红外微波热消融疗效评估系统的研究

摘要

微波热消融是肿瘤热疗中应用最普遍的一种技术，它的原理是利用微波电场使分子在微波的辐射下随微波频率做高速运动，分子之间相互摩擦产生高能热效应，继而使组织凝固、脱水坏死达到治疗目的。微波热消融治疗肿瘤的有效性以及优越性已经临床上得到验证，但是如何在治疗过程动态的监测治疗效果并实时的反馈给临床医生仍然是临床治疗中的关键问题。针对这些问题，本文提出一种新型的对微波热消融进行实时在位疗效评估的方法：功能近红外光谱监测肿瘤治疗。该方法通过在热消融肿瘤过程中实时采集近红外参数进行疗效评估，为临床手术治疗效果提供依据。
　　论文主要内容：1、通过有限元仿真软件 COMSOL建立起微波热消融中生物组织的温度场分布，并由此得出生物组织的温度场动态分布和有效毁损体积。温度场分布可以确定微波作用范围内生物组织任意位置的实时温度，有效毁损体积模型可以确定不同微波功率、作用时间组合下的有效毁损的长径、宽径以及体积；2、设计微波消融与监测采集系统，以此准确实时的监测采集近红外光谱参数。3、进行离体猪肝组织实验，研究约化散射系数和温度随着微波功率和作用时间的变化规律以及热消融有效毁损体积。通过对比仿真体积模型与实验体积模型，验证实验的有效性，得出约化散射系数作为评估因子，可以有效实时评估生物组织的毁损的程度。
　　论文的主要创新点：1、在进行温度场有限元仿真中，组织热物性参数不再使用常量，随温度变化的变量将其取代；2、通过COMSOL软件，建立起微波热消融温度场的动态分布；3、综合探头将以往测温针的测温功能和Y型光纤探头测量近红外光谱功能结合起来，在实验和临床上只需一根探头便可测量温度和近红外参数；4、提出了利用功能近红外光谱技术作为微波热消融肿瘤手术中的实时监控手段，通过组织参数采集监测系统对生物组织进行微波热消融实验验证该方法的有效性。

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注释表

缩略词

第一章 绪论

1.1肿瘤治疗方法

1.2微波热消融技术应用于临床上的问题

1.3课题研究方案

1.4论文构架

1.5 本章小结

第二章 基础理论介绍

2.1 近红外光谱技术

2.2 微波热效应及生物组织传热基本理论

2.3有限元分析方法

2.4 本章小结

第三章 有限元仿真对于微波热消融温度场分布的研究

3.1 温度场有限元仿真

3.2 仿真方案及结果

3.3 本章小结

第四章 微波热消融与组织参数监测采集系统的设计

4.1 系统硬件的构成

4.2 系统软件

4.3 本章小结

第五章 近红外光谱微波热疗疗效评估因子研究

5.1近红外光谱微波热消融关于离体猪肝的实验研究

5.2 实验结果

5.3 本章小结

第六章 总结和展望

6.1 全文总结

6.2 文章创新点

6.3 展望

6.4 结束语

参考文献

致谢

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