915MHz植入式內(nèi)冷卻微波消融肝組織三維熱場(chǎng)計(jì)算機(jī)模擬及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、目的：(1)探索915MHz植入式內(nèi)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(yīng)的組織病理學(xué)表現(xiàn)。(2)在體模中研究915MHz植入式內(nèi)冷卻微波消融三維熱場(chǎng)計(jì)算機(jī)模擬的方法，得到不同功率時(shí)間條件下的三維熱場(chǎng)，再通過離體豬肝消融實(shí)際測(cè)溫的結(jié)果加以檢驗(yàn)和校正。材料和方法：(1)將915MHz植入式內(nèi)冷卻微波天線直接插入離活體豬肝組織進(jìn)行消融實(shí)驗(yàn)，并用熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)實(shí)時(shí)記錄預(yù)定測(cè)溫點(diǎn)的溫度曲線。共進(jìn)行了70次離體豬肝消融實(shí)

2、驗(yàn)，測(cè)溫237點(diǎn)次；以及9次活體豬肝消融實(shí)驗(yàn)，測(cè)溫25點(diǎn)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(gè)熱電偶測(cè)溫點(diǎn)，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(xiàng)式進(jìn)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(duì)三種微波能量條件下(60W600s、70W600s、80W600s)消融的三維

3、熱場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，并結(jié)合體模實(shí)驗(yàn)中實(shí)測(cè)的溫度曲線進(jìn)行反復(fù)的檢測(cè)和校正。(3)將離體豬肝的熱物性參數(shù)導(dǎo)入上述熱場(chǎng)中，并利用73點(diǎn)次的實(shí)測(cè)溫度曲線對(duì)該熱場(chǎng)進(jìn)行反復(fù)對(duì)比校正。 結(jié)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(duì)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(duì)稱的，后向位點(diǎn)的溫度高于前向?qū)?yīng)位點(diǎn)的溫度。增加功率會(huì)在一定程度上增加54℃凝固范圍?；铙w肝臟消融區(qū)肉眼觀察

4、與相應(yīng)的病理組織學(xué)表現(xiàn)有良好的對(duì)應(yīng)性。(2)通過體模實(shí)驗(yàn)，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(guān)系。(3)得到了微波消融離體豬肝的計(jì)算機(jī)模擬三維熱場(chǎng)，該模擬熱場(chǎng)54℃溫度邊界與實(shí)測(cè)的54℃凝固范圍有較好的一致性。模擬溫度曲線與實(shí)測(cè)溫度曲線有較好的吻合性(對(duì)應(yīng)位點(diǎn)溫度差別在±6℃以內(nèi)者80.8％)。 結(jié)論：用計(jì)算機(jī)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(chǎng)是比較準(zhǔn)確可靠的。915MHz