范晓宇[1]2001年在《骨肿瘤等效微波体模的研究和新型微波骨肿瘤治疗仪的研制》文中指出目前，利用介入式微波热疗技术治疗深部骨肿瘤已成为这类肿瘤治疗的新手段，由于这种治疗方法结合放疗、化疗，临床上的治疗效果非常好，根据临床的术后随访，利用这种疗法治疗中、早期恶性骨肿瘤的复发率非常低，而且手术后的功能恢复良好，基本能达到正常人的肢体功能。但是，这种先进的治疗手段还有许多不足之处，限制了该技术的进一步发展，其中主要有两点原因：其一就是治疗时微波热场的分布情况。由于我们对各种骨肿瘤组织的电磁参数知之甚少，所以对于微波加热时热量在肿瘤中的分布情况无法详细了解，临床医生只能根据经验对骨肿瘤进行加热治疗，这时或者可能造成过加热，至使肿瘤周围的正常组织也被高温破坏，严重影响了手术后的功能恢复；或者可能造成加热不足，仍旧有残留的肿瘤组织没有被杀死，手术之后仍然会复发。所以，在临床医生无法详细了解热场在骨肿瘤组织中的分布情况时，很难实现一种理想的加热方法，包括手 第四军医大学硕士学位论文术时微波天线阵的插入方式、加热时间以及加热的最佳温度等等。我们认为，这是影响介入式骨肿瘤微波热疗效果的关键因素，因而对于它的基础研究十分必要。其二就是治疗仪器的限制。目前高性能的针对介入式骨肿瘤微波热疗的专用仪器还很少，因为这类仪器要求输出功率大，并且要有高质量的测温系统相配合，而目前临床使用的治疗仪是早期的实验室产品，微波源已经严重老化，而且测温系统几乎无法满足手术中的实时测温。所以，研制一种适合这项技术的新型微波治疗仪也是临床迫切需要的。 本课题根据实际中出现的上述问题，主要从事了以下工作：l、在电磁场理论的指导下，找到了测量常见骨肿瘤组织介电常数的测试方法；2、将活体骨肿瘤标本通过各种处理后，制作成为测试使用的骨肿瘤测试样本；3、利用模拟六端日反射计测试系统测量骨肿瘤组织样本，得到其介电常数；4、参考目前国内外常用的微波等效体模配方，通过本课题组的实验，配制出一种不同于其它微波等效体模的新型组织模型；5、利用测试系统测量骨肿瘤微波等效体模的介电常数；6、将这两种结果进行比较，对误差进行分析，再通过改变微波等效体模的配方，使得介电常数与实际骨肿瘤相同或近似相同；7、根据临床手术的实际需求，研制、开发出新型骨肿瘤微波治疗仪。 在就读硕士研究生期间，本人从事以上工作取得的主要研究结果有：1、找到了测量骨肿瘤组织和微波等效体模介电常数的测试方法，即模拟六端口反射计测试系统，将这项原本应用于工业测量的测试方法应用到生物组织的电磁参数测量之中，开辟了一条测试的新途径。从测试结果来看，基本满足了我们实验的需要；2、对于目前常见的人体组织微波等效体模配方进行了改进，通过添加汲水剂一梭甲基纤维素钠，以及改变其它成分的质量比例，配制出了一种全新的等效微波体模，它具有能成型、透明等鲜明的特点；3、将实际骨肿瘤组织的介电常数和我们配制的微波体模进 第2 页 第四军医大学硕士学位论文行比较，对配方进行微小改动，配制适合骨肿瘤组织的微波等效体模，为微波热疗的基础研究提供了实验材料；4、成功研制了新型微波骨肿瘤治疗仪。同以往的老实验室机型相比，不仅在微波系统上有了很大的改善，例如输出功率更稳定，而且可以人工调节输出的大小：测温系统也有了大的改进，利用Pt1000铂电阻温度传感器，再配合不锈钢的全密封测温针，完全满足了手术中实时测温的需要，使临床医生能够随时了解肿瘤组织和正常组织的温度变化，可以很好地控制加热情况。该治疗仪目前己经在两家中心级大医院骨科临床实际使用，效果良好，己经治疗了近百例恶性骨肿瘤患者，造福了社会。
程尹[2]2017年在《新型医用微波治疗仪的研制及其在体模上的应用研究》文中指出目的:1、鉴于目前国内临床上较少运用微波技术治疗骨科疾病,且国内目前使用的微波治疗仪比较落后,故本课题旨在自主设计并研发一款主要用于治疗骨科疾病的新型微波治疗仪。2、制作微波热疗体模,探讨此新型微波治疗仪对微波体模的升温作用,为后续的动物及临床实验提供依据。材料与方法:1、根据微带天线及微带阵列天线理论对微带天线单元进行设计,选择基板并确定其尺寸和馈电方式,在此基础上设计出16元微带阵列天线,完成微波治疗仪的制造。2、根据正常人体肌肉组织生物特性,利用丙烯酰胺、羧甲基纤维素钠、氯化钠、亚硫酸氢钠、去离子水等材料制作具有同人体肌肉组织相一致的介电特性的人体微波热疗体模3、本实验采用TP3001温度计对体外微波治疗仪辐射后的体模分层测温。将已配置好的微波体模放在一个恒温水浴的容器内,水温维持在37℃,静置一段时间,使微波体模温度与水温一致。启动微波治疗仪,测量出微波作用前的温度。在距微波天线15cm及20cm处,对微波体模进行加热,加热时间设定为15分钟,每3分钟测量一次温度,分别测出距微波体模表面2cm、4cm、6cm、8cm的微波体模温度。触按显示屏上的休眠键,将信号源发出的微波从连续波变成脉冲波,重复上述步骤。以上加热的程序重复3次,最后将3次实验的测量值进行平均计算作为终值。4、对所有采集的数据进行分析、整理,得到体模中的微波热场分布规律与升温特性。结果:(1)本研究研制的微波治疗仪采用4x4的16元微带阵列天线,该天线具有小型化、高聚焦、高增益、低旁瓣等特点,其微波信号发生装置具有脉冲和连续两种模式,其信号源的显示屏采用LCD触摸液晶显示屏。(2)本实验利用丙烯酰胺、羧甲基纤维素钠、氯化钠、亚硫酸氢钠、去离子水等化学材料制作的体模,在介电特性上与人体肌肉组织相同,可以代替人体进行实验研究。(3)被照射的微波热疗体模具有一定的微波热场分布规律与升温特性。调制信号源可将微波从连续波变成脉冲波,调制前后的微波体模升温的总体趋势均是最高温度随着微波体模的深度先增加后降低,且体模越靠近天线,体模的温度就越高。调制前,体模最高温度在9分钟左右趋于平稳,调制后提前3分钟达到稳定状态。并且,调制前后位于深度为2cm到6cm的体模温度上升速度快且能达到治疗所需的温度,相反,体模表层下8cm深度处升温较慢,没有到达治疗要求的温度。结论:(1)临床上可以使用微波治疗仪对人体进行照射,利用微波的热效应和非热效应对人体的影响,从而达到治疗目的。(2)初步设计和制造了具有医用功能的频率为915MHz的新型微波治疗仪,该微波治疗仪具有设备简单、操作便利、安全性高、携带便捷、高效率等特点。(3)制作的微波热疗体模与人体肌肉组织相一致的介电特性,具有较好的电磁仿真性。(4)新型微波热疗仪的连续波及脉冲波都具有加热功能,都可达到临床治疗要求的温度,本研究为后续的动物及临床实验提供了理论依据。
周大秋[3]2004年在《腔内式直肠癌微波热疗辐射器的研制》文中提出在微波热疗中,辐射器是一个关键部件,用于向人体病变组织发射微波并通过生物热效应使其达到热疗要求的温度,实质上是一种微波近场天线。根据热疗的加热部位的不同,医用微波辐射器主要有腔外式、腔内式、植入式叁种基本类型。其中,腔内式辐射器已经广泛用于治疗多种空腔脏器肿瘤,其外形一般是不同直径的棒状,内部结构主要有绝缘偶极子和螺旋天线等形式。微波治疗技术的发展和辐射器的进展密切相关。医用微波辐射器,尤其是植入式辐射器和腔内式辐射器的研制,为癌症的热疗提供了新的方法。目前,癌症微波热疗辐射器的研究已受到了广泛关注。近年来,一些学者把微波热疗用于直肠癌治疗,并显现良好的开端。但直肠癌热疗是一种正在研究的方法,面临的问题仍是加温、控温和测温等工程学方面的问题。医疗单位迫切需要一种可以用于直肠癌微波热疗的医用微波辐射器,并同时解决治疗中的测温控温问题。为此,本文开展了研制腔内式直肠癌微波热疗辐射器的一些工作。论文首先介绍了微波治癌的作用机理和发展概况,讨论了医用微波辐射器基本理论及其设计方法、主要类型及其在治癌中的应用情况、目前医用微波辐射器研究的主要内容及发展趋势等问题。在此基础上,论文提出一种具有温度监控功能的腔内式直肠癌微波热疗辐射器的设计方案,代表着腔内式辐射器发展的一个新方向。将自行设计的法向模螺旋天线和具有抗微波干扰能力的绝缘型铠装热电偶置于同一支治疗导管中以达到在热疗过程中同时监测温度的目的。然后,以热场分布、温升特性为主要内容,对设计出的辐射器进行了性能实验研究。实验结果表明,辐射器发热情况良好,能够产生直肠癌热疗所需要的周向辐射场。为开展辐射器的性能研究工作,论文设计了一套具有功率控制功能的微波治癌机实验系统。该系统采用能与单片机直接接口的固态调压模块对磁控管电源进行控制,进而实现微波功率的连续调控。论文专门设计了磁控管输出腔,用以将磁控管产生的微波引出加以利用。
参考文献：
[1]. 骨肿瘤等效微波体模的研究和新型微波骨肿瘤治疗仪的研制[D]. 范晓宇. 第四军医大学. 2001
[2]. 新型医用微波治疗仪的研制及其在体模上的应用研究[D]. 程尹. 西南医科大学. 2017
[3]. 腔内式直肠癌微波热疗辐射器的研制[D]. 周大秋. 重庆大学. 2004
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