功能近红外微波热消融疗效评估系统的研究

发布时间：2017-05-10 03:02

  本文关键词：功能近红外微波热消融疗效评估系统的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【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。
【关键词】：功能近红外 微波热消融 Labwindows 有限元 疗效评估
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R318.51;R730.57
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 肿瘤治疗方法11-14
• 1.1.1 传统肿瘤治疗方法11-12
• 1.1.2 肿瘤热疗技术12-13
• 1.1.3 微波热消融技术的介绍13-14
• 1.2 微波热消融技术应用于临床上的问题14-15
• 1.3 课题研究方案15
• 1.4 论文构架15-16
• 1.5 本章小结16-17
• 第二章 基础理论介绍17-27
• 2.1 近红外光谱技术17-20
• 2.1.1 近红外光谱技术的原理17
• 2.1.2 近红外光谱技术的优点及应用17-18
• 2.1.3 生物组织光学特性参数18-20
• 2.2 微波热效应及生物组织传热基本理论20-23
• 2.2.1 微波热效应基本理论20-22
• 2.2.2 生物组织传热的特点及基本模型22-23
• 2.3 有限元分析方法23-25
• 2.3.1 有限元分析方法的原理及发展23-24
• 2.3.2 COMMOL 有限元分析软件的介绍24-25
• 2.4 本章小结25-27
• 第三章 有限元仿真对于微波热消融温度场分布的研究27-37
• 3.1 温度场有限元仿真27-31
• 3.1.1 几何模型的建立27-28
• 3.1.2 参数的选取28-30
• 3.1.3 边界条件的设定30-31
• 3.1.4 网格划分与求解31
• 3.2 仿真方案及结果31-35
• 3.2.1 相同旁开下不同功率的温度变化趋势32-33
• 3.2.2 不同功率下温度场的动态变化33-34
• 3.2.3 功率和作用时间对毁损体积的影响34-35
• 3.3 本章小结35-37
• 第四章 微波热消融与组织参数监测采集系统的设计37-49
• 4.1 系统硬件的构成37-40
• 4.1.1 微波热消融系统38
• 4.1.2 组织参数监测采集系统38-40
• 4.2 系统软件40-48
• 4.2.1 虚拟仪器系统41-42
• 4.2.2 基于 Labwindows 的组织参数实时采集系统42-48
• 4.3 本章小结48-49
• 第五章 近红外光谱微波热疗疗效评估因子研究49-57
• 5.1 近红外光谱微波热消融关于离体猪肝的实验研究49-51
• 5.1.1 实验内容49
• 5.1.2 实验操作步骤49-51
• 5.2 实验结果51-56
• 5.2.1 μ_s'和温度随时间变化的特征曲线51-52
• 5.2.2 不同旁开的μ_s'随时间的变化特征曲线52-53
• 5.2.3 损毁体积53-54
• 5.2.4 实验结果与仿真结果的比较54-56
• 5.3 本章小结56-57
• 第六章 总结和展望57-59
• 6.1 全文总结57-58
• 6.2 文章创新点58
• 6.3 展望58
• 6.4 结束语58-59
• 参考文献59-63
• 致谢63-64
• 在校期间的研究成果及发表的学术论文64

  本文关键词：功能近红外微波热消融疗效评估系统的研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：353839