计算机辅助微波热场的动态模拟在肝癌微波凝固治疗中的研究

摘要

目的建立超声引导下微波凝固治疗肝癌的微波热场的计算机动态模拟预测体系并验证其准确性.方法通过在仿肝组织的等效体模中沿微波辐射天线三维空间上精确的布点,采集到加热初始段的温升曲线,求得不同功率下组织的比吸收率(SAR).根据生物传热方程,利用有限元的方法建立了微波热场计算机模拟体系,通过大量的离活体动物实验和临床研究对该模拟系统进行了校验.结果在离体实验中,模拟温度曲线和实测温度曲线比较,单导二者91.4%的位点有很好的吻合性,双导二者88.9%的位点有很好的吻合性.模拟凝固体积与实测凝固体积85.6%的标本吻合性很好.活体实验显示,血流灌注对组织的温升有重要的影响,在其他条件相同的情况下,不同的血流灌注率对温升的影响可以相差30℃.在临床治疗中,实测温度曲线和模拟温度曲线两者67.3%位点有很好的吻合性.为保证一次完全凝固较大的肿瘤,需采用多电极同时穿刺以凝固肿瘤,本研究通过计算机模拟求得了保证两电极之间无冷区而凝固范围最大的最佳电极间摆放距离及组合热场的分布,并通过离、活体实验和临床肝癌病人的测温进行了校验.结论上述系列研究结果显示,用有限元的方法计算机模拟和预测微波热场是可行和可靠的,这一系统的建立,为动态调控微波热场和一次完全凝固较大的肿瘤奠定了理论和技术基础.