新型植入式水冷2450MHz微波消融三維熱場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)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(chǎng)在體模實(shí)驗(yàn)中的計(jì)算機(jī)模擬方法，探索三維熱場(chǎng)在體模中的分布規(guī)律，建立不同功率和時(shí)間組合下計(jì)算機(jī)模擬三維熱場(chǎng)的模型。2．通過(guò)離體豬肝實(shí)驗(yàn)得到的離體肝組織消融形態(tài)和溫度曲線結(jié)果檢驗(yàn)和校正計(jì)算機(jī)模擬三維熱場(chǎng)。3．通過(guò)臨床實(shí)際消融得到的凝固范圍和溫度曲線檢驗(yàn)和校正微波消融肝腫瘤三維熱場(chǎng)模型，并把熱場(chǎng)模型應(yīng)用于智能化微波儀術(shù)前消融熱場(chǎng)規(guī)劃中，并通過(guò)臨床實(shí)際

2、消融療效檢驗(yàn)三維熱場(chǎng)應(yīng)用于術(shù)前規(guī)劃中的可靠性。
　　材料與方法:1．體模實(shí)驗(yàn):根據(jù)Pennes生物熱方程，在仿肝體模中精確布置22個(gè)測(cè)溫點(diǎn)進(jìn)行測(cè)溫，然后測(cè)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(jì)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(xiàng)式擬合，同時(shí)需要將其分為前向(z＞0)無(wú)水冷和后向(z＜0)有水冷兩個(gè)部分，得出SAR分布函數(shù)。采用有限元法對(duì)不同功率和時(shí)間組合

3、(40W600S，45W600S，50W600S，55W600S，60W600S)條件下微波消融三維熱場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬。2．離體實(shí)驗(yàn):應(yīng)用單根2450MHz新型植入式水冷微波消融天線對(duì)新鮮的離體豬肝進(jìn)行不同功率和時(shí)間組合條件下微波消融實(shí)驗(yàn)，測(cè)溫針平行植入進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)，并用KY-2000型微波消融儀測(cè)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(kāi)豬肝，測(cè)量消融范圍。每個(gè)能量組進(jìn)行4點(diǎn)次的測(cè)溫，每個(gè)點(diǎn)至少重復(fù)4次，在12個(gè)離體豬肝上共進(jìn)

4、行20次消融實(shí)驗(yàn)，實(shí)際測(cè)溫80個(gè)點(diǎn)次。分析數(shù)據(jù)，對(duì)體模實(shí)驗(yàn)中計(jì)算機(jī)模擬三維熱場(chǎng)進(jìn)行檢驗(yàn)和校正。3．臨床消融熱場(chǎng)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(chǎng)模型。然后回顧性分析97例患者共129個(gè)病灶的臨床實(shí)際微波消融的凝固范圍，統(tǒng)計(jì)分析得到功率50W時(shí)不同時(shí)間條件下的微波消融范圍，同時(shí)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(wú)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(cè)溫針裂隙旁開(kāi)5mm或10mm，記錄溫度曲線。將臨床實(shí)測(cè)溫度曲線和凝固范圍與計(jì)算機(jī)模擬微波消融肝腫瘤的三維熱場(chǎng)結(jié)果比較，檢驗(yàn)和校正計(jì)算機(jī)模擬微波消融肝腫瘤三維熱場(chǎng)，最后將校正后的三維熱場(chǎng)模型應(yīng)用于術(shù)前熱場(chǎng)規(guī)劃中，臨床按照熱場(chǎng)規(guī)劃，實(shí)際執(zhí)行規(guī)劃方案，通過(guò)消融療效，檢驗(yàn)三維熱場(chǎng)模型的可靠性。
　　結(jié)果:1．體模實(shí)驗(yàn):(1)通過(guò)仿肝體模實(shí)驗(yàn)，得到了2450MHz新型植入式水冷微波天線在40W、45W、50W、55W、60W五

6、個(gè)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(gè)功率組下計(jì)算機(jī)模擬三維熱場(chǎng)模型。2．離體實(shí)驗(yàn):離體豬肝微波消融實(shí)驗(yàn)得到的實(shí)際溫度曲線與計(jì)算機(jī)模擬三維熱場(chǎng)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(chǎng)具有較好的一致性。3．臨床消融熱場(chǎng)研究:統(tǒng)計(jì)97例患者129個(gè)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(shí)不同時(shí)間條件下的實(shí)

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