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介入式天线在肿瘤微波热疗中有效热区的优化控制

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介入式天线在肿瘤微波热疗中有效热区的优化控制

作者：薛倩苏州大学

学位级别：硕士

微波热疗能有效杀灭肿瘤细胞,同时不损伤正常组织,被国际医学界称为“绿色疗法”。介入式微波热疗是把热疗天线介入到肿瘤体或腔体中进行治疗,其优点是避开了人体表皮层对微波能量的吸收,使能量直接加热病变组织,加热效率高、功率容易... 详细信息

微波热疗能有效杀灭肿瘤细胞,同时不损伤正常组织,被国际医学界称为“绿色疗法”。介入式微波热疗是把热疗天线介入到肿瘤体或腔体中进行治疗,其优点是避开了人体表皮层对微波能量的吸收,使能量直接加热病变组织,加热效率高、功率容易控制。如何设计高效安全的介入式天线是介入式微波热疗关键问题之一。本文主要研究内容包括: 1.介绍了生物组织的电磁特性及微波在生物组织中的传播特性,根据不同频率微波的电场强度在肿瘤组织中的传播参数,确定本文设计的介入式天线的工作频率。 2.针对挽袖天线存在难与天线输入端匹配、顶部能量分布较少等问题,本文设计了工作频率为2450MHz的挽袖伞形天线。通过传输线理论计算和有限元数值仿真,得到挽袖伞形天线的结构参数及天线介入在肿瘤组织中的比吸收率（specific absorption rate,简称SAR）分布。将研制的介入式天线对均匀分层仿生体模加热,采用红外热成像仪测温,给出天线在体模中的三维有效热区（温度高于42℃的三维区域）和介入层体模的温度分布。研究结果表明:挽袖伞形天线具有反射系数小、三维有效热区近似呈球状和高温区域主要集中在天线的顶部等优点,是提高介入式微波热疗效果的较优选择。 3.对直径比较大的肿瘤进行有效加热,本文采用二元天线阵以扩大热区的范围。通过数值仿真,研究双天线介入下,微波功率、天线间距与肿瘤组织中SAR分布的关系。采用遗传算法对功率和间距进行优化,使得SAR分布近似呈球状,为加热实验提供理论依据。通过加热实验给出加热时间不同时,天线阵列在体模中的三维有效热区和介入层体模的温度分布。研究结果表明:随着加热时间的增加,双天线的有效热区由椭球状变化至类球状,能对直径3cm左右的较大肿瘤实现有效加热;介入层体模的最高温度出现在两天线中间,而不是单天线的顶部,说明双天线介入在肿瘤组织中的能量分布,并不是两个天线能量的简单线性叠加,而是利用双天线的两热场之间存在的相互作用,形成大于等功率、等时间条件下单天线两次热疗范围的球状区域。

关键词：微波热疗介入式天线比吸收率遗传算法有效热区

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肿瘤微波热疗的质量保证（QA）的建议

中华放射肿瘤学杂志 1994年第4期3卷 282-285页

作者：李鼎九胡自省河南省肿瘤医院湖南省肿瘤医院

肿瘤微波热疗的质量保证（ＱＡ）的建议李鼎九，胡自省近年来人们对肿瘤热疗进行了大量观察，积累了大量经验，并逐渐认识到热疗的实效和很高的技术要求。微波热疗的实施需要有周密的设计，严密的步骤和必要的观察指标，才能达到一次较... 详细信息

肿瘤微波热疗的质量保证（ＱＡ）的建议李鼎九，胡自省近年来人们对肿瘤热疗进行了大量观察，积累了大量经验，并逐渐认识到热疗的实效和很高的技术要求。微波热疗的实施需要有周密的设计，严密的步骤和必要的观察指标，才能达到一次较为“满意”的治疗，满意的热疗应当使...

关键词：微波热疗 QA 质量保证胡自省李鼎九腔内辐射器热偶高阻导线测温元件靶区

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微波近场成像检测乳腺癌及其微波热疗

微波学报 2003年第3期19卷 72-78页

作者：田雨波钱鉴南京大学电子科学与工程系南京210093

介绍了微波热疗机理及人体乳房组织的电磁特性 ,指出微波近场成像检查乳腺癌的优势及其发展历程。

关键词：微波近场成像乳腺癌微波热疗微波诊断

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一种改进型介入式微波热疗天线的设计与实现

中国医疗器械杂志 2010年第6期34卷 427-430页

作者：薛倩孙兵陈蕾王加俊苏州大学电子信息学院江苏苏州215021

设计了一种工作在2450MHz频率的介入式微波热疗挽袖伞形天线。采用有限元数值分析方法,模拟计算了挽袖天线和挽袖伞形天线介入下肿瘤组织的比吸收率(SAR),并比较了挽袖伞形天线和挽袖天线的S11。将研制的介入式天线对仿生分层体模加热,... 详细信息

设计了一种工作在2450MHz频率的介入式微波热疗挽袖伞形天线。采用有限元数值分析方法,模拟计算了挽袖天线和挽袖伞形天线介入下肿瘤组织的比吸收率(SAR),并比较了挽袖伞形天线和挽袖天线的S11。将研制的介入式天线对仿生分层体模加热,采用红外热成像仪测温,给出天线在体模中的3维温度场和介入层体模的温度分布。研究结果表明,设计的挽袖伞形天线的温度场分布比挽袖天线均匀,符合实际临床热疗的要求。

关键词：微波热疗介入式天线比吸收率

岩舒注射液联合微波热疗治疗晚期癌症45例临床观察

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新中医 2008年第11期40卷 25-26页

作者：张黎顾乃龙新疆乌鲁木齐市中医医院肿瘤科新疆乌鲁木齐830000

目的:观察岩舒注射液联合微波热疗治疗晚期恶性肿瘤的临床疗效。方法:75例患者随机分为2组,治疗组45例,采用岩舒注射液联合微波热疗;对照组30例,常规治疗联合微波热疗。比较2组近期疗效、疼痛缓解程度、改善生活质量及预防骨髓、肝肾功... 详细信息

目的:观察岩舒注射液联合微波热疗治疗晚期恶性肿瘤的临床疗效。方法:75例患者随机分为2组,治疗组45例,采用岩舒注射液联合微波热疗;对照组30例,常规治疗联合微波热疗。比较2组近期疗效、疼痛缓解程度、改善生活质量及预防骨髓、肝肾功能损害等方面。结果:有效率(CR+PR)治疗组为37.7%,对照组为20.0%,2组比较,差异有显著性意义(P0.05)。结论:岩舒注射液与微波热疗联合治疗晚期恶性肿瘤具有较好的临床疗效。

关键词：恶性肿瘤岩舒注射液微波热疗

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用于微波热疗的球面波导天线阵列的设计

计算机仿真 2014年第6期31卷 247-250,307页

作者：石帅许家栋谢松云韦高西北工业大学电子信息学院陕西西安710129

设计了一种工作在2450MHz频率的球面波导阵列天线,用于浅层肿瘤的体外热疗,即通过微波近场功率聚焦,实现对人体组织进行局部加热的目的。通过矩量法进行仿真,改进天线阵列排布方式,确定了"57875"的32元阵列排布设计,并利用遗传算法进行... 详细信息

设计了一种工作在2450MHz频率的球面波导阵列天线,用于浅层肿瘤的体外热疗,即通过微波近场功率聚焦,实现对人体组织进行局部加热的目的。通过矩量法进行仿真,改进天线阵列排布方式,确定了"57875"的32元阵列排布设计,并利用遗传算法进行了优化。对天线在真空中的近场分布进行了测量,对仿人体组织模型进行热疗试验,结果均满足微波体外热疗的要求。

关键词：微波热疗球面阵列近场聚焦遗传算法

经尿道药物滴注结合微波热疗治疗慢性非细菌性前列腺炎

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医师进修杂志（外科版） 2004年第3期27卷 18-20页

作者：张衍国郭晓明余春艳王庆林第四军医大学唐都医院陕西西安710038

目的　观察经尿道药物滴注结合微波热疗对性病后慢性非细菌性前列腺炎的治疗效果。方法　选取支原体或衣原体引起的慢性前列腺炎患者 12 0例 ,随机分为治疗组 80例 ,经双囊五腔导管尿道内滴注氟罗沙星及前列腺微波热疗结合口服阿齐霉素 ... 详细信息

目的　观察经尿道药物滴注结合微波热疗对性病后慢性非细菌性前列腺炎的治疗效果。方法　选取支原体或衣原体引起的慢性前列腺炎患者 12 0例 ,随机分为治疗组 80例 ,经双囊五腔导管尿道内滴注氟罗沙星及前列腺微波热疗结合口服阿齐霉素 ;对照组 4 0例 ,静脉滴注氟罗沙星结合口服阿齐霉素。结果　治疗组治愈率为 85 .0 % ,病原体阴转率为 93.8% ,前列腺液转阴率 88.8% ,自主症状阴转率为 86 .3% ;对照组治愈率为 72 .5 % ,病原体阴转率为 87.5 % ,前列腺液转阴率 75 .0 % ,自主症状阴转率为 77.5 %。治疗组前列腺液转阴率较对照组高 ,相差显著 ,P 微波热疗结合口服阿齐霉素是治疗性病后慢性非细菌性前列腺炎的有效方法。

关键词：经尿道药物滴注微波热疗联合治疗慢性非细菌性前列腺炎阿齐霉素氟罗沙星

IMRT联合微波热疗治疗进展期胃癌的疗效评估

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IMRT联合微波热疗治疗进展期胃癌的疗效评估

作者：李曼曼河北工程大学

学位级别：硕士

目的:观察分析调强放疗(Intensity-modulated Radiation Therapy,IMRT)联合微波热疗治疗进展期胃癌的疗效及症状改善情况。方法:收集2012年5月至2018年6月河北工程大学附属医院经治的进展期胃癌患者33例,采用IMRT联合微波热疗方法,放疗... 详细信息

目的:观察分析调强放疗(Intensity-modulated Radiation Therapy,IMRT)联合微波热疗治疗进展期胃癌的疗效及症状改善情况。方法:收集2012年5月至2018年6月河北工程大学附属医院经治的进展期胃癌患者33例,采用IMRT联合微波热疗方法,放疗总剂量50Gy/25f,2.0Gy/f,放疗结束后1小时内给予热疗,放疗期间同步卡培他滨或S-1单药化疗1周期,放疗结束4周后序贯SOX或XELOX方案化疗4周期。分析放疗联合热疗的近期疗效和预后,评价不良反应。结果:33例入组患者中位年龄71岁(603岁),均完成放疗加热疗,其中同步化疗21例(11例卡培他滨,10例S-1);所有患者均给予序贯化疗,其中SOX方案16例,XELOX方案17例。33例可评价患者获病理完全缓解9例(27.3%),部分缓解19例(57.6%),稳定2例(6.0%),3例(9.1%)治疗后进展,客观缓解率84.9%;患者入组时表现有进食不顺、恶心呕吐、胸部疼痛、腹胀腹痛、出血症状,放疗结束后31例均有不同程度减轻,症状缓解率93.9%。中位无进展生存时间为11.0个月(95%CI:6.965.04),6个月、1年、2年生存率分别为87.0%、73.8%、53.8%。多因素分析显示热疗次数是无疾病进展生存的独立影响因素(P=0.020),治疗前KPS评分、热疗次数、是否同步化疗及化疗周期数是影响总生存的独立预后因素(P=0.007,P=0.021,P=0.003,P=0.012)。最常见的不良反应为胃肠道反应(63.6%)和骨髓抑制(60.6%),多为1级,包括恶心呕吐(60.6%)、食欲减退(63.6%)、白细胞降低(45.4%),3级不良反应发生率6.0%,包括1例白细胞和中性粒细胞降低(3.0%)、1例腹泻(3.0%),无3级以上不良反应发生。结论:IMRT联合微波热疗治疗进展期胃癌安全、有效,但仍需进一步大样本的研究来证实。热疗次数是无疾病进展生存的独立影响因素,治疗前KPS评分、热疗次数、是否同步化疗及化疗周期数是影响总生存的独立预后因素。IMRT联合微波热疗可能为治疗局部进展期胃癌开辟一条新的道路。

关键词：进展期胃癌 IMRT 微波热疗疗效

阵列天线结合MOF材料的肿瘤微波热疗技术研究

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阵列天线结合MOF材料的肿瘤微波热疗技术研究

作者：郭文娜内蒙古科技大学

学位级别：硕士

目前,恶性肿瘤是造成人类死亡的重要原因之一。目前针对肿瘤的治疗方法主要包括:手术治疗、放射治疗、化疗、生物疗法、中医药治疗以及热治疗。传统治疗手段主要以手术治疗、放射治疗以及化疗为主。热治疗作为一种新型疗法主要是利用红... 详细信息

目前,恶性肿瘤是造成人类死亡的重要原因之一。目前针对肿瘤的治疗方法主要包括:手术治疗、放射治疗、化疗、生物疗法、中医药治疗以及热治疗。传统治疗手段主要以手术治疗、放射治疗以及化疗为主。热治疗作为一种新型疗法主要是利用红外线、超声波、高频电磁波等产生热源来进行肿瘤热治疗。它不仅可以杀死肿瘤细胞,还可以作为辅助手段来提高化、放疗的疗效。微波热疗(Microwave hyperthermia,MH)是利用波长为300 MHz-300 GHz的微波产生的热效应来加热升温肿瘤区域,从而对肿瘤进行治疗的方法。微波热疗天线分为非侵入式天线和侵入式天线。非侵入式天线是利用单个天线或者阵列天线将能量聚集到肿瘤部位,加热肿瘤组织以达到治疗的目的。非侵入式天线热穿透深度浅,只能用于表浅肿瘤的治疗。人体深处的肿瘤(如肝脏,肺等)采取将天线直接插入到肿瘤区域进行加热治疗,即侵入式天线。由于肿瘤的形状各异,单纯的使用热疗天线无法精准的对肿瘤部位加热,而容易损伤周围正常组织。因此,在设计微波热疗天线的同时,开发微波热增敏材料用于辅助微波热疗天线治疗肿瘤显得至关重要。金属-有机骨架(Metal-organic framework,MOF)材料具有尺寸可调、多孔结构以及良好的微波升温效果,在肿瘤治疗中被广泛应用。又因其毒性低、生物降解性好等优点而成为肿瘤治疗药物载体的首选材料之一。MOF材料通过增强渗透和保留效应(Enhanced permeability and retention effect,EPR)容易渗透到肿瘤间质并在肿瘤部位积聚。因此,它可以作为微波热疗增敏剂用于辅助微波热疗天线治疗肿瘤。本文设计了一种工作频率为2450 MHz的阵列天线。通过HFSS优化仿真,阵列天线在2450 MHz频点处的S值为-15.68 dB。电场分布和SAR分布说明阵列天线可以实现大范围的加热效果。在此基础上,设计了一种升温效果好,毒性低的ZrMOF-Cys纳米粒子。而且,由于ZrMOF-Cys纳米粒子的EPR作用,它可以在肿瘤部位富集。将阵列天线与ZrMOF-Cys纳米粒子结合治疗,体模实验与动物实验均展示了联合治疗可以将热疗能量集中在肿瘤部位,对周围正常组织损伤较小,具有良好的肿瘤治疗效果。论文的主要研究内容包括:1.热疗天线及MOF材料的国内外研究现状的概述。针对现有的用于热疗的不同类型的天线做一个简单的介绍。以及MOF材料用于肿瘤治疗的介绍。2.设计可以实现大面积加热的阵列天线。因为肿瘤的大小、形状各不相同,因此设计的阵列天线要实现大面积的加热。然后与MOF材料相结合,最终实现适形热疗的目的。3.设计具有良好升温效果的MOF材料。制备了ZrMOF-Cys纳米粒子,其在微波加热下具有显著的升温效果。且其粒径较小,毒性较低。可以安全的用于体内治疗。4.微波热疗实验。通过体模实验与动物实验,进一步验证了阵列天线结合ZrMOF-Cys纳米粒子具有良好的治疗效果,可以达到适形热疗的目的。

关键词：微波热疗阵列天线纳米粒子适形热疗