基于光谱的微波热疗疗效评估模型及系统研究

发布时间：2017-08-28 06:17

  本文关键词：基于光谱的微波热疗疗效评估模型及系统研究

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【摘要】：微波热消融作为一种新型肿瘤治疗方法已在临床上得到了广泛应用,该技术具有创伤小、消融区域大、治疗效果显著等优点。微波消融治疗中,如何预测不同微波剂量作用下的消融效果及准确控制消融区域的大小和形状是亟待解决的重要问题。本论文针对上述问题,利用有限元仿真软件设计了一种微波热消融评估模型,用于对微波热疗术前和术中肿瘤消融区进行预测评估。同时,本论文将近红外光谱技术与微波热消融仿真模型进行结合,设计了一套完整的微波热疗疗效评估系统,为临床手术疗效的实时评估提供了重要依据。论文主要研究内容包括:1、研究了目前肿瘤的热疗技术,根据微波热消融技术在临床应用上存在的问题,设计了疗效评估的解决方案;2、研究并建立了微波热消融肿瘤仿真模型,采用随温度变化的动态生物热物性参数和电学参数作为组织参数,动态地计算电磁场和温度场,获得了更实用的仿真模型。同时,设计了验证实验方案,并验证了仿真结果的有效性;3、完成了微波热消融肿瘤疗效评估系统硬件和软件设计。硬件部分主要实现了微波热消融系统、温度实时采集系统、光学参数实时采集系统。软件部分实现了3D模型显示,温度、光学参数数据显示,仪器自动连接功能等。软件利用仿真模型温度场数据作为评估预测肿瘤消融区的依据,具有较高的准确性和有效性。本论文的主要贡献在于采用基于实验数据的以温度为自变量的动态组织参数,建立了临床常用微波针的仿真模型,并在仿真过程中循环更新组织参数值以实现微波消融过程的动态仿真计算;同时将近红外光谱技术作为微波热疗手术过程中监测肿瘤热消融程度的手段,更准确有效地反应了组织的损毁情况。本论文的研究结论,在微波热疗疗效评估中具有重要的理论意义和临床应用价值。
【关键词】：光学参数 肿瘤 Labwindows 有限元 温度场
【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】：2016
【分类号】：R730.5;TN015
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 注释表10-11
• 缩略词11-12
• 第一章 绪论12-17
• 1.1 肿瘤治疗方法及热疗技术12-13
• 1.2 微波热疗技术介绍13-14
• 1.3 微波热疗技术的优势14
• 1.4 微波热疗存在的问题14-15
• 1.5 论文研究内容15
• 1.6 论文构架15-16
• 1.7 本章小结16-17
• 第二章 基础理论介绍17-24
• 2.1 有限元方法和仿真软件17-19
• 2.1.1 有限元方法17-18
• 2.1.2 仿真软件介绍18-19
• 2.2 微波热效应和生物传热学理论19-22
• 2.2.1 微波热效应基本理论19-20
• 2.2.2 生物组织传热的特点及基本模型20-22
• 2.3 近红外光谱技术22-23
• 2.3.1 近红外光谱技术原理22
• 2.3.2 生物组织光学特性22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 微波热消融肿瘤传热模型研究24-34
• 3.1 微波热消融仿真研究现状24
• 3.2 仿真模型的构建24-27
• 3.2.1 几何模型的建立24-25
• 3.2.2 仿真采用的物理模型25-26
• 3.2.3 仿真模型参数设定26-27
• 3.3 仿真实验过程和结果27-30
• 3.3.1 仿真实验过程27
• 3.3.2 仿真实验结果27-30
• 3.4 微波热消融仿真模型的准确性验证30-33
• 3.4.1 微波热消融离体猪肝组织实验研究30-31
• 3.4.2 仿真结果与实验结果对比31-33
• 3.5 本章小结33-34
• 第四章 微波热消融温度场仿真软件设计34-42
• 4.1 软件开发基础介绍34-36
• 4.1.1 软件开发语言和开发环境34-36
• 4.2 微波热消融温度场计算软件开发36-41
• 4.2.1 软件功能介绍37-38
• 4.2.2 软件功能具体实现38-41
• 4.3 本章小结41-42
• 第五章 微波热消融肿瘤疗效评估系统建立42-55
• 5.1 系统硬件构成42-48
• 5.1.1 微波消融系统42-47
• 5.1.2 温度采集系统47
• 5.1.3 光学参数采集系统47-48
• 5.2 微波热消融肿瘤疗效评估软件系统48-54
• 5.2.1 开发环境介绍48-49
• 5.2.2 评估软件功能介绍49-51
• 5.2.3 评估软件运行流程介绍51-54
• 5.3 本章小结54-55
• 第六章 总结和展望55-57
• 6.1 论文的主要工作及创新点55
• 6.2 展望55-56
• 6.3 小结56-57
• 参考文献57-63
• 致谢63-64
• 在校期间的研究成果及发表的学术论文64

【参考文献】

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本文编号：747411