915MHz植入式內冷卻微波消融肝組織三維熱場計算機模擬及動物實驗研究.pdf

1、目的：(1)探索915MHz植入式內冷卻微波在離活體豬肝組織中消融的形態(tài)及范圍，以及活體中消融區(qū)相應的組織病理學表現(xiàn)。(2)在體模中研究915MHz植入式內冷卻微波消融三維熱場計算機模擬的方法，得到不同功率時間條件下的三維熱場，再通過離體豬肝消融實際測溫的結果加以檢驗和校正。材料和方法：(1)將915MHz植入式內冷卻微波天線直接插入離活體豬肝組織進行消融實驗，并用熱電偶測溫系統(tǒng)實時記錄預定測溫點的溫度曲線。共進行了70次離體豬肝消融實

2、驗，測溫237點次；以及9次活體豬肝消融實驗，測溫25點次。微波作用方式采用連續(xù)波及脈沖波(2：2)兩種方式。(2)根據(jù)Pennes生物傳熱方程，在仿肝體模中精確布置48個熱電偶測溫點，由其溫升初始階段的斜率，在縫隙前向(z＞0)r方向上采用指數(shù)衰減，z方向上采用三次多項式進行擬合；后向(z＜0)利用二維擬合來求解體模中比吸收率SAR的分布函數(shù)。借助有限元法對三種微波能量條件下(60W600s、70W600s、80W600s)消融的三維

3、熱場進行計算機模擬，并結合體模實驗中實測的溫度曲線進行反復的檢測和校正。(3)將離體豬肝的熱物性參數(shù)導入上述熱場中，并利用73點次的實測溫度曲線對該熱場進行反復對比校正。 結果：(1)915MHz植入式微波在離活體豬肝組織中消融的形態(tài)呈以天線為中心軸對稱分布的橢球體，而在天線方向上前向(z＞0)和后向(z＜0)的分布是非對稱的，后向位點的溫度高于前向對應位點的溫度。增加功率會在一定程度上增加54℃凝固范圍。活體肝臟消融區(qū)肉眼觀察

4、與相應的病理組織學表現(xiàn)有良好的對應性。(2)通過體模實驗，得到了三種能量條件下SAR的分布函數(shù)，其與功率之間不存在線性關系。(3)得到了微波消融離體豬肝的計算機模擬三維熱場，該模擬熱場54℃溫度邊界與實測的54℃凝固范圍有較好的一致性。模擬溫度曲線與實測溫度曲線有較好的吻合性(對應位點溫度差別在±6℃以內者80.8％)。 結論：用計算機模擬的方法在體模和離體豬肝中得到的915MHz植入式微波三維熱場是比較準確可靠的。915MHz