肿瘤微波热消融疗效评估及手术计划基础研究
本文选题:肿瘤 + 有限元 ; 参考:《南京航空航天大学》2017年硕士论文
【摘要】:微创微波热消融技术具有创伤小、可预测消融范围大小且疗效显著等特点,广泛应用于肝癌、肾癌等实体瘤的临床治疗,微波消融治疗术前准确有效的手术计划和术中实时精确疗效评估是目前临床亟待解决的重要问题。针对上述问题,本文通过经典的组织热消融温度场作为疗效评估标准,开展微波热疗的疗效评估系统研究,并基于评估模型开发一套基于CT影像的术前微波消融治疗计划系统。论文主要研究内容:1、针对临床使用的标准微波消融针,采用动态生物组织参数的有限元仿真技术,得到准确有效的微波消融仿真模型。用COMSOL将仿真模型打包封装为界面友好的仿真App,实现不同治疗剂量的快速精确仿真;2、利用微波热疗有限元仿真结果获得了不同治疗剂量的有效热消融温度场分布和有效消融体积,建立了组织热消融温度场模型。并通过离体猪肝实验进行实验验证,通过消融效果比较,验证了仿真模型的准确性和有效性;3、为了实现微波热消融的精准治疗,设计了一套微波热消融软件系统,嵌入了本文研究获得的温度场模型。系统软件基于CT影像开发,能够实现基本的影像导入、3D重建、肿瘤勾画等功能,并能够完成术前治疗计划。论文主要创新点:采用随温度变化的动态生物热物性参数和电学参数作为仿真的参数,可以更精准的获得消融过程中组织温度场的分布;获得和临床应用完全吻合的微波消融针的精准温度场热消融模型,直接可以在临床上使用;一套具备热消融手术计划和术中实时疗效评估的医学影像系统软件。本文研究结果对肿瘤微创微波热疗设备的开发具有重要的意义。
[Abstract]:Minimally invasive microwave thermal ablation is widely used in the treatment of solid tumors such as liver cancer and renal cell carcinoma. Accurate and effective preoperative operation plan and real-time and accurate evaluation of the efficacy of microwave ablation are important problems to be solved in clinical practice. In order to solve the above problems, this paper uses the classical temperature field of tissue thermal ablation as the evaluation standard, and develops a preoperative microwave ablation planning system based on CT images to evaluate the efficacy of microwave hyperthermia. According to the standard microwave ablation needle used in clinic, the finite element simulation technique of dynamic biological tissue parameters is used to obtain an accurate and effective microwave ablation simulation model. The simulation model is packaged into a friendly interface simulation Appwith COMSOL to realize the fast and accurate simulation of different therapeutic doses. The effective thermal ablation temperature field distribution and effective ablation volume of different therapeutic doses are obtained by using the finite element simulation results of microwave hyperthermia. The temperature field model of tissue thermal ablation was established. Through the experiment of pig liver in vitro, the accuracy and validity of the simulation model are verified by the comparison of ablation results. In order to realize the accurate treatment of microwave thermal ablation, a microwave ablation software system is designed. The temperature field model obtained in this paper is embedded. The system software is based on CT image development, which can realize the basic functions of image import 3D reconstruction, tumor drawing and so on, and can complete the preoperative treatment plan. The main innovations of this paper are as follows: the temperature distribution of the tissue can be obtained more accurately by using the dynamic biophysical and electrical parameters as the simulation parameters; An accurate thermal ablation model of microwave ablation needle is obtained, which can be used directly in clinic. A set of medical imaging system software with thermal ablation operation plan and real-time evaluation of therapeutic effect during operation is developed. The results of this study are of great significance to the development of minimally invasive microwave hyperthermia for tumor.
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN015;R730.5
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 张文园;刘雪莹;王福;;生物医学图像三维重建技术应用研究进展[J];中华实用诊断与治疗杂志;2016年07期
2 梁萍;于杰;于晓玲;韩治宇;程志刚;刘方义;;微波消融治疗肝脏恶性肿瘤[J];中华医学杂志;2015年27期
3 扈彩霞;郑加生;林伟;崔石昌;;原发性肝癌微波消融术后早期复发危险因素分析[J];临床肝胆病杂志;2015年02期
4 盛林;翟伟明;董宝玮;齐二朋;;微波热消融技术的临床应用进展[J];科技导报;2014年30期
5 赵金哲;钱志余;刘珈;吴佳俐;王钰妍;;微波消融有效消融体积模型实验研究[J];中国生物医学工程学报;2014年01期
6 张佳慧;秦丽娟;;肿瘤热疗的研究进展[J];实用心脑肺血管病杂志;2012年09期
7 孔令鑫;;基于轮廓线法的三维重建技术研究[J];机械与电子;2011年10期
8 钱峰;马秀丽;杨胜齐;万旺根;;移动立方体算法的研究和改进[J];计算机工程与应用;2010年34期
9 李欣;;超声引导下微波消融治疗肝癌的研究进展[J];肿瘤学杂志;2010年07期
10 王友;郭金和;张鹏;徐寿勇;周林峗;浦英彦;邱雁;;水冷式微波消融系统实际功率的实验研究[J];南京医科大学学报(自然科学版);2010年06期
相关博士学位论文 前1条
1 翟伟明;影像引导下计算机辅助介入手术导航关键技术的研究[D];清华大学;2010年
相关硕士学位论文 前2条
1 徐雅;功能近红外微波热消融疗效评估系统的研究[D];南京航空航天大学;2014年
2 张烨;近红外肿瘤微波消融实时疗效评估基础研究[D];南京航空航天大学;2013年
,本文编号:1941790
本文链接:https://www.wllwen.com/yixuelunwen/zlx/1941790.html