新型植入式水冷2450MHz微波消融三維熱場的實驗及初步臨床應(yīng)用研究.pdf

1、目的:1．基于智能化微波儀術(shù)前規(guī)劃的需要，研究2450MHz新型植入式水冷微波消融天線三維熱場在體模實驗中的計算機(jī)模擬方法，探索三維熱場在體模中的分布規(guī)律，建立不同功率和時間組合下計算機(jī)模擬三維熱場的模型。2．通過離體豬肝實驗得到的離體肝組織消融形態(tài)和溫度曲線結(jié)果檢驗和校正計算機(jī)模擬三維熱場。3．通過臨床實際消融得到的凝固范圍和溫度曲線檢驗和校正微波消融肝腫瘤三維熱場模型，并把熱場模型應(yīng)用于智能化微波儀術(shù)前消融熱場規(guī)劃中，并通過臨床實際

2、消融療效檢驗三維熱場應(yīng)用于術(shù)前規(guī)劃中的可靠性。
　　材料與方法:1．體模實驗:根據(jù)Pennes生物熱方程，在仿肝體模中精確布置22個測溫點(diǎn)進(jìn)行測溫，然后測量其在2450MHz新型水冷微波天線(KY2450-11B)微波消融中的溫度曲線，計算加熱初期的溫度變化率，r方向上采用指數(shù)擬合，在z方向上采用三次多項式擬合，同時需要將其分為前向(z＞0)無水冷和后向(z＜0)有水冷兩個部分，得出SAR分布函數(shù)。采用有限元法對不同功率和時間組合

3、(40W600S，45W600S，50W600S，55W600S，60W600S)條件下微波消融三維熱場進(jìn)行計算機(jī)模擬。2．離體實驗:應(yīng)用單根2450MHz新型植入式水冷微波消融天線對新鮮的離體豬肝進(jìn)行不同功率和時間組合條件下微波消融實驗，測溫針平行植入進(jìn)行溫度監(jiān)測，并用KY-2000型微波消融儀測溫系統(tǒng)記錄預(yù)定點(diǎn)溫度曲線，每次消融結(jié)束，沿針道剖開豬肝，測量消融范圍。每個能量組進(jìn)行4點(diǎn)次的測溫，每個點(diǎn)至少重復(fù)4次，在12個離體豬肝上共進(jìn)

4、行20次消融實驗，實際測溫80個點(diǎn)次。分析數(shù)據(jù)，對體模實驗中計算機(jī)模擬三維熱場進(jìn)行檢驗和校正。3．臨床消融熱場研究:首先將人體肝腫瘤的血液關(guān)注率參數(shù)帶入有限元分析軟件，得到微波消融肝腫瘤的三維熱場模型。然后回顧性分析97例患者共129個病灶的臨床實際微波消融的凝固范圍，統(tǒng)計分析得到功率50W時不同時間條件下的微波消融范圍，同時選取臨床微波消融治療肝癌12例患者，腫瘤周圍及內(nèi)部無明顯血管的病灶，單根微波天線(KY2450-11B)50W進(jìn)

5、行消融治療，測溫針裂隙旁開5mm或10mm，記錄溫度曲線。將臨床實測溫度曲線和凝固范圍與計算機(jī)模擬微波消融肝腫瘤的三維熱場結(jié)果比較，檢驗和校正計算機(jī)模擬微波消融肝腫瘤三維熱場，最后將校正后的三維熱場模型應(yīng)用于術(shù)前熱場規(guī)劃中，臨床按照熱場規(guī)劃，實際執(zhí)行規(guī)劃方案，通過消融療效，檢驗三維熱場模型的可靠性。
　　結(jié)果:1．體模實驗:(1)通過仿肝體模實驗，得到了2450MHz新型植入式水冷微波天線在40W、45W、50W、55W、60W五

6、個功率組下的比吸收率SAR分布函數(shù)。(2)采用有限元法，建立了2450MHz植入式水冷微波天線在40W、45W、50W、55W、60W五個功率組下計算機(jī)模擬三維熱場模型。2．離體實驗:離體豬肝微波消融實驗得到的實際溫度曲線與計算機(jī)模擬三維熱場的模擬溫度曲線具有較好的吻合性，消融形態(tài)及范圍與模擬三維熱場具有較好的一致性。3．臨床消融熱場研究:統(tǒng)計97例患者129個病灶單根天線微波消融后超聲造影的凝固范圍，得到功率50W時不同時間條件下的實

7、際微波消融范圍，同時在臨床測溫中，得到了微波消融肝癌12例患者，治療功率50W，測溫針裂隙旁開5mm或10mm測量的溫升曲線。通過臨床實際的消融范圍和溫升曲線檢驗和校正了三維熱場模型，三維熱場模型應(yīng)用于術(shù)前熱場規(guī)劃，規(guī)劃執(zhí)行成功率為92.8％(13/14)．驗證了三維熱場模型應(yīng)用于術(shù)前規(guī)劃的可靠性。
　　結(jié)論:1．體模實驗得到的計算機(jī)模擬2450MHz新型植入式水冷微波消融天線三維熱場，是比較準(zhǔn)確可靠的。2．離體豬肝實驗得到的溫度