电容射频热疗中深部热场分布的仿真研究(英文)

深部热场控制是电容射频热疗用于深部治癌时尚未能有效解决的难点．本文研究了引入内部电极（接地或接极板）对电容射频（１３．５６ＭＨｚ）热疗深部热场的比吸收率（ＳＡＲ）和温度分布影响．模拟计算表明：引入内电极将显著改变深部热场分布,使８０％以上的ＳＡＲ集中于该电极周围,并使内电极附近成为温度最高的热点;调整内电极位置和加电方式可有效地控制深区ＳＡＲ和温度分布形态,可为深部肿瘤热疗提供新的加热方法     

三电容射频热疗在均匀组织体模温度分布研究

用有限单元数值计算方法对三级板调相式电容射频（１３．５６ＭＨｚ）热疗装置在均匀肌肉组织体模和不同功率分配条件下的温度分布进行模拟计算分析。结果表明，可通过改变三个极板电压的相位、幅值和功率分配方式来调整热汤分布形态，有较好的治疗热区调整能力。该研究对三电容射频热疗临床选用功率分配及了解相应的热区形态有指导意义。     

水冷效应对微波热疗有效加热体积影响的仿真分析

根据微波偶极子辐射模型和生物介质热传导方程,运用数值计算方法比较了微波偶极子辐射器在有、无水冷和不同冷却水温条件下生物介质中的有效加热体积（定义为温度在４１～４５℃范围的体积）。仿真研究表明,水冷可改善微波偶极子辐射热区温度分布,使其有效治疗体积比无水冷时增加（约３９％）。降低冷却水温（例如从１２℃降至４℃）,则相应的有效治疗体积进一步增加（约３３％）。若采取先用小功率、无水冷加热,后用大功率有循     

水冷式射频组织焊接电极的多物理场仿真与实验研究

为了降低射频组织焊接中高温造成的热损伤，设计了一种创新的水冷式射频组织焊接电极，使用COMSOL Multiphysics软件对猪小肠的体外焊接过程进行了多物理场仿真，结合焊接和爆破压实验对生物组织的焊接温度与效果进行了分析。结果表明：仿真使用“温度阈值”方法解决了现有模型中生物组织水分的可逆蒸发问题；在相同实验条件下水冷电极的最大焊接温度为139.8℃，平均焊接温度为112.5℃，较典型金属电极明显得到控制；水冷电极作用下生物组织爆破压达到62.3±13.7 mmHg，满足焊接要求。仿真模型预测的温度与实验结果拟合良好，且水冷电极有效焊接了组织，控制了焊接温度。     

电容层析成像中电容敏感场的计算与图像重建

建立了１２电极基本传感器的有限元模型，对电容敏感场进行了仿真计算，以此作为先验中以重建出令人满意的图像，为进一步的应用研究提供了强有力的支持。     

射频电容热疗温度场的参数优化研究

根据高温治癌中对肿瘤组织靶区加热温度和避免正常组织过热的要求,引入加热治疗目标函数和有关权重系数,应用有限元法求解电磁场方程和生物传热方程,通过遗传算法迭代修正加热物理参数,使目标函数达到极小值,获得达到热疗理想热场分布的优化解.以两电容射频热疗装置为例,使用基于人体X光断层扫描的非均质组织模型,经仿真计算获得了较满意的优化结果.这种人体内温度场优化控制方法将对肿瘤热疗学研究有重要的科学意义和应用价值.     

热疗的发展历程与展望

 热疗是一种历史悠久的疾病治疗方法,在中国和世界各地都有用热疗治愈疾病的历史记载.本文主要从技术、产品和临床3 个方面综合回顾了现代热疗的发展历程,分析了微波、射频、超声等热疗技术的进步和磁感应热疗等新型热疗技术的出现.分析表明,目前热疗已经发展到了一个新的高度,可以实现更高的治疗温度,温度控制更精确,副作用更小,疗效更好;在肿瘤治疗领域,热疗甚至有可能成为一种新的主流治疗手段,在一些常见的良性疾病治疗方面也将得到更广泛的应用.     

60例晚期食管癌放疗+射频热疗+免疫治疗的近期疗效分析

目的　分析放疗 射频热疗 免疫治疗对晚期食管癌的疗效 ,与单纯放疗作对比 .方法　60例晚期食管癌患者随机分 3组 ,各 2 0例 .单纯放疗组 :DT 66～ 70Gy/33～ 35次 /6.5～ 7周 ;放疗 免疫治疗组 :DT 66～ 70Gy/33～ 35次 /6.5～ 7周 ,放疗期间加免疫治疗 ,白介素 Ⅱ 5 0万单位 ,每周两次 ,共 10次 ,或干扰素 10 0万单位 ,每周两次 ,共 10次 ;放疗 射频热疗 免疫治疗组 :DT 62～ 66Gy/31～ 33次 /6～ 6.5周 ,放疗期间加用SR 10 0 0型射频热疗 ,每周两次 ,功率 5 0 0～80 0W ,每次加热 1h ,共 4～ 10次 ,并加免疫治疗 ,方法同上 .每组 10例病人放疗前后检测T细胞亚群 .结果　放疗 射频热疗 免疫治疗组的近期疗效 (CR PR)为 90 % ,明显高于单纯放疗组的 65 %及放疗 免疫治疗组的 75 % ,有统计学意义 (P <0 .0 5 ) .结论　联合方法即放疗 射频热疗 免疫治疗能提高食管癌的近期治疗效果 .     

焙烧过程中阴极类型对阴极热场分布的影响

以有限元分析软件ANSYS为平台，建立了160kA铝电解槽焦粒焙烧时的三维1／4整槽模型；对3种典型阴极炭块（半石墨质、半石墨化和石墨化）在给定焙烧条件下的热场分布进行了仿真研究。结果表明：由于这3种炭块的电导率和导热系数依次增大，因此，在相同的焙烧条件下达到焙烧终点（阴极最高温度为1030℃）时，阴极的温度分布依次变均匀；半石墨化和石墨化阴极与半石墨质阴极相比，其最大温差分别降低了133℃和232℃；阴极表面平均温度分别提高了34℃和57℃；周边糊的平均温度分别提高了77℃和126℃；900℃以上温度所占面积则从52．4％分别提高到63．0％和70．5％；达到相同终点的焙烧时间从96h分别增加到132h和205h。当焦粒层厚度从20mm增加到30mm时，石墨化炭块的焙烧时间从205h缩短到90h，虽然焙烧效果有所下降，但仍然显著优于其他2种炭块在焦粒层厚度为20mm时的焙烧效果。     

肿瘤热疗交变磁场中场强分布测量装置

为了得到热疗用交变磁场场强的空间分布,设计并研制了基于DSP的磁场测量装置.该装置由3个部分构成:交变磁场传感器、感应电压信号处理采集模块和线圈传感器的三轴运动导轨.交变磁场传感器由面积很小的单匝线圈构成,相对较大的磁场分布空间,通过小线圈的磁场可近似视为均匀.线圈测得的磁场信号经过前端处理转化为数字信号.通过三轴运动导轨控制传感器的位置可以得到空间各点的磁场强度信号.由于DSP F2812具有良好的运动控制功能以及片载A/D较高采样的频率,可用来控制整个系统.根据磁场强度的分布可以确定热疗中升温效果最好的空间.     

射频仿真系统中目标的研究

射频仿真系统在武器系统的研制中发挥着重要的作用。对射频仿真系统中目标模拟进行了讨论，通过建立数学模型．实现了控制目标阵列在不同的位置辐射信号来模拟目标相对于攻击武器的空间移动；对低频段目标位置精度测量误差较大进行了分析，提出了改进方法，最后通过实验对新的校准方法进行了验证。     

肿瘤热疗用交变磁场发生器的研制

装置的磁路部分设计成环回形,磁路中的气隙用于产生高频磁场.在励磁线圈中加入铁氧体磁芯显著增强了装置输出的磁场强度;电路部分采用桥式拓扑结构,因而功率变换效率很高.装置的指标为:频率25～120 kHz,磁场强度6～16 kA/m.对磁场强度的测量表明磁场分布均一.使用该装置加热纳米磁性材料,可使其在室温下升温达28 ℃.这些工作为磁流体肿瘤热疗的临床应用提供了参考.     

聚焦超声消融肝癌时大血管位置对热场分布的影响

采用有限元方法研究了聚焦超声消融肝脏肿瘤时，大血管存在于肿瘤附近不同位置对温度分布以及热剂量分布的影响．建立基于大血管对流效应的生物传热模型，基于不同的加热方案进行3-D温度瞬态仿真．仿真针对四种情况进行计算：模型中无血管，血管分别距离肿瘤1mm、2mm、3mm．仿真结果表明使用聚焦超声进行快速加热可以使能量集中在目标治疗区域．但是当肿瘤组织的近距离内（1mm）存在大血管且加热时间较长时（〉2s），肿瘤组织靠近血管的边界部分仍然会受到大血管冷却效应的影响，这种影响会导致肿瘤治疗不彻底．当肿瘤距离大血管3ram以上时，大血管在聚焦超声治疗中的冷却效应不再明显．     

德阳市热场及其变化的遥感分析

研究采用1988、2000和2011年夏季的热红外遥感影像反演德阳市的地表亮度温度,并对德阳市域及其市区的热场特征及其变化规律进行了分析.研究成果能够为德阳市的生态环境保护和可持续发展提供参考依据.     

储煤场煤垛温度预报的仿真模型与计算

储煤场煤垛温度预报的仿真模型与计算⒇陈亚平徐礼华吴斌林蔚（东南大学动力工程系，南京２１００１８）对煤垛内温度分布及变化规律的研究旨在及时准确地预报煤垛内的温度变化，以防患于未“燃”．用计算代替现场的实测，或结合少量的现场实测，可以节约大量的人力物力，...     

组织热参数变化对光动力学中辅助热疗效果的影响

光动力学疗法(PDT)在治疗人体的局部病变,特别是对肿瘤而言,有着较为理想的效果.而在光动力治疗的同时,光纤头产生的热量又会对病变组织形成热疗.通过对组织取不同比热和热导率数值时的定量计算和研究,得出了组织热参数的变化对光动力学中辅助热疗效果的具体影响,该结果和结论对于临床治疗方案的制定具有一定的理论指导意义.     

基于MCU和FPGA的热疗系统控温仪设计

针对目前国内外肿瘤灌注热疗技术应用中存在的温度的监测在线可控性差的问题,设计了一种用于膀胱肿瘤灌注热疗设备的温度实时监测控制系统,该系统结合FPGA和MCU技术联合开发,增强了系统的实时性和控制性.     

射频场对AMX体系作用的计算与研究

根据Von-Neumann方程,借助于计算机代数语言,计算出在射频场照射下AMX体系的状态变化规律,并对其进行了初步研究,获得了一些结论.     

室内沙疗室沙体热场均匀化分布的加热设计

室内沙疗室沙体温度分布不均会不利于沙疗进行.为找出使沙体较均匀热场分布的加热设计,依据吐鲁番实地情况设计了"仿太阳光"的单面加热和"仿太阳光及地温"的双面加热两种方法,运用CFD技术建立了室内沙疗室加热过程的三维热物理模型,数值模拟并实验验证了其热场分布.结果表明:测点处的温度模拟值与实验值吻合良好,能很好地反映空气和沙体的热场分布规律;相比单面加热,双面加热达到沙疗温度的时间降低了一半,沙体各层的温差更小,热场分布更均匀;加热后可治疗沙层区间的长度关系为:双面约为15cm吐鲁番实地为10cm单面约为5cm.可见双面加热设计更利于室内人工维医沙疗进行,为进一步完善室内沙疗系统及深入研究室内沙疗的最佳热疗效应奠定基础.