内冷却天线微波消融热场的研究.pdf

目的：为监控内冷却天线微波消融的三维热场，探索计算机模拟预测内冷却天线微波温度场的方法，研究不同功率下热场的分布规律及相关组织病理改变。 材料和方法：在Pennes生物传热方程的基础上，推导建立内冷却天线微波消融的热作用数学模型，借助有限元法对三种加热功率作用时间下(50W600s、60W600s、70W600s)热凝固范围和温度分布进行了广泛的模拟计算和预测，在体模实验中精确布点，测量温度场。单导、双导和三导进行蛋清凝固实验。离体猪肝单导进行80个点次测温。在活体肝脏(小型猪2头)共进行了24个点次测温，并在相应区域取活检作光镜检查。 结果：(1)通过体模实验利用待定系数法确定了dT/dt分布函数。三种功率下dT/dt分布各不相同，且前向温升大于后向。(2)离体猪肝实验时温升曲线及凝固范围实测与模拟值均有较好的吻合性，热场图与蛋清凝固形态基本一致。凝固范围自3.9×2.8cm至5.4×4.7cm不等，呈较理想的类球体凝固。(3)冷却式微波天线杆温可以控制在40℃以下，活体动物肝实验结果表明，在存在血流灌注状态及冷却方式下，后向未出现冷区。 结论：肝脏体模、离体及在体猪肝实验证明，内冷却微波消融在低杆温状态下可以形成较理想的类球体凝固。用计算机模拟的方法三维动态连续监测内冷却天线微波辐射的热场。为其在临床治疗肝癌中精确调控热场的范围和温度、达到一次原位整体灭活肿瘤奠定了理论和技术基础。