【毕业设计】肿瘤热疗法

学号4109005022泰山医学院毕业设计（论文）题目肿瘤热疗法院（部）系放射学院所学专业生物医学工程年级、班级2009级1班完成人姓名张弘指导教师姓名专业技术职称李秀珍教授2013年6月10日论文原创性保证书我保证所提交的论文都是自己独立完成，如有抄袭、剽窃、雷同等现象，愿承担相应后果，接受学校的处理。专业生物医学工程班级2009级1班签名张弘2013年6月10日摘要随着社会的发展，肿瘤在无形当中已经成为危害人类生命的最大元凶。目前，治疗肿瘤的方法有手术，放疗，化疗和免疫疗法。针对肿瘤的治疗手段有很多，但最基本也是最主要的仍是手术联合放疗和化疗。探索新的、毒副作用小的治疗方法，是目前肿瘤治疗亟待解决的问题之一。肿瘤热疗法是继它们之后的第五大疗法，因具有无创或微创被广泛应用。肿瘤热疗法是利用各种把肿瘤组织加热至超过其耐热温度一定时间以杀死肿瘤细胞，或者加热使肿瘤细胞的蛋白质短时间达到其凝固温度使其致死。设计在充分了解肿瘤热疗现状的基础上，参考了大量的相关文献，运用所学的知识对肿瘤热疗法进行研究与改进，本论文围绕肿瘤热疗法的原理、肿瘤热疗中的无创监测技术以及肿瘤热疗法的手术系统规划展开研究。重点介绍了超声测温的主要方法、超声无创监测技术在肿瘤热疗中的应用、微波热疗法手术规划系统的设计，为以后临床的应用提供了方便。关键词肿瘤热疗法超声测温超声无创监测技术微波热疗法手术ABSTRACTWITHTHEDEVELOPMENTOFTHESOCIETY,THETUMORSININTANGIBLEHASBECOMEADANGERTOTHEBIGGESTKILLEROFHUMANLIFEATPRESENT,THEMETHODSFORTHETREATMENTOFCANCERARESURGERY,RADIATIONTHERAPY,CHEMOTHERAPYANDIMMUNOTHERAPYFORCANCERTREATMENTHASALOTOF,BUTTHEMOSTBASICISALSOTHEMOSTMAINISSTILLSURGERYCOMBINEDRADIOTHERAPYANDCHEMOTHERAPYTOEXPLORENEWTREATMENTMETHOD,SMALLSIDEEFFECTS,ISCURRENTLYONEOFTHEPROBLEMSURGENTLYTOBESOLVEDINTUMORTREATMENTTUMORTHERMALTHERAPYISTHEFIFTHLARGESTTHERAPYFOLLOWINGBEHINDTHEM,BECAUSEITISNONINVASIVEORMINIMALLYINVASIVEISWIDELYUSEDTUMORTHERMALTHERAPYISTHEUSEOFVARIOUSOFTHETUMORTISSUEHEATINGTOEXCEEDITSHEATRESISTANTTEMPERATUREFORACERTAINPERIODOFTIMEINORDERTOKILLTHETUMORCELLS,ORHEATINGTHEPROTEINSHORTTIMEOFTUMORCELLSTOTHESOLIDIFICATIONTEMPERATUREMAKEITTODEATHDESIGNBASEDONUNDERSTANDINGOFTUMORHYPERTHERMIAONTHECURRENTSITUATION,THEREFERENCETOALARGENUMBEROFRELEVANTLITERATURE,USEKNOWLEDGETOSTUDYANDIMPROVETHETUMORTHERMALTHERAPY,THISPAPERFOCUSESONPRINCIPLE,TUMORHYPERTHERMIAHEATTHERAPYFORTUMORSINWITHOUTPLANNINGOPERATIONSYSTEMANDMONITORINGTECHNOLOGYANDHEATTHERAPYFORTUMORSOFTHEPAPERMAINLYINTRODUCESTHEDESIGNMETHOD,ULTRASONICMEASUREMENTOFULTRASONICNONAPPLICATION,AMONITORINGTECHNOLOGYINTUMORHYPERTHERMIAMICROWAVEHEATTHERAPYOPERATIONPLANNINGSYSTEM,FORTHEFUTURECLINICALAPPLICATIONTOPROVIDEACONVENIENTKEYWORDSTUMORTHERMOTHERAPYULTRASONICTEMPERATUREMEASUREMENTULTRASONICNONINVASIVEMONITORINGTECHNOLOGYMICROWAVEHEATTREATMENTOPERATION目录第一章绪论111课题研究的背景和意义112肿瘤的症状和危害113肿瘤的预防方法214肿瘤的治疗方法2第二章肿瘤热疗法421肿瘤热疗法的介绍422热疗中组织水分汽化对温度场的影响4第三章肿瘤热疗中超声测温监测技术的研究631目前超声测温的主要方法632基于B超图像纹理特征的温度监测10第四章微波热疗手术规划系统的设计1241微波热疗手术系统的工作流程1242系统的设计环境1343系统的软件结构13第五章研究总结与展望1551研究总结1552肿瘤热疗法的展望15参考文献17致谢19第一章绪论11课题研究的背景和意义随着社会的发展，人们生活节奏的加快，生活压力、工作压力的增加以及噪声环境的污染，患肿瘤的人越来越多，肿瘤是全球疾病致死的重要元凶之一。据统计，全球新肿瘤患者每10万人中就有173人，在中国每10万人中有110人近日,中国社会科学院经济研究所发布的2012年中国药品市场报告显示,20082011年我国三级医院、二级医院用药类别的结构变化显著,一个重要特征为抗肿瘤和免疫调节剂占医院总用药的比重明显上升,提示人们重视当前肿瘤发病现状全国肿瘤登记中心日前发布的2012中国肿瘤登记年报表明,我国近20年来癌症呈现年轻化、发病率和死亡率走高的趋势,每年新发肿瘤病例约312万例,每分钟就有6人被确诊为癌症乳腺癌、肺癌、结肠癌、甲状腺癌等癌症发病年龄均出现提前据天津市肿瘤医院院长王平教授介绍,目前我国肿瘤发病率以每年35的速度增长,不良生活习惯与环境因素的改变已成为导致癌症的主要高危因素在临床上，随着肿瘤患者病情的发现，患者的临床表现会越来越严重，甚至会威胁到患者的生命健康，因此寻找肿瘤治疗的新方法刻不容缓。肿瘤热疗法是一种癌症治疗新方法，由于具有微创或无创治疗的特点，因此非常广泛的应用前景。12肿瘤的症状和危害因为肿瘤在原发病灶处的生长导致该部位解剖结构和组织形态发生变化，由此而引起功能改变。肿瘤在所占据的组织中形成肿块，其大小，硬度，外形，表面情况，与邻近组织关系等可作为检查与诊断肿瘤的依据。肿块引发的继发症状，比如疼痛，压迫，溃疡，出血，功能障碍等，使病人感到不适与疼痛。根据肿瘤生长部位的不同，还会有许多特殊症状，如胰岛癌，胆管癌可引起黄疸；脑室。脑膜肿瘤可引起颅压升高等症状。肿瘤早期出现的全身症状一般比较轻微，局限；若肿瘤能在早期症状时引起注意，即可早预防，早治疗。早期症状成为恶性肿瘤的“报警信号”。肿瘤的全身症状与肿瘤发生的部位有关，早期的肿瘤有轻微乏力不适，食欲不振；在中期和晚期，由于肿瘤消耗大量营养物质并产生大量毒素，病人开始出现较为明显的症状，如体重下降，虚弱，发热，贫血，水肿，皮肤及关节疾病等。肿瘤分为I级，II级，III级，I级为分化良好，属低度恶性；II级为分化中等，属中度恶性；III级为分化很差，属高度恶性。所以，一旦出现早期肿瘤的症状，尽可能的做到早诊断，早治疗，避免让病情恶化，转化成恶性肿瘤危及生命。13肿瘤的预防方法研究表明，肿瘤的发生与多种因素有关，只要在这些相关因素上采取积极措施，减少肿瘤的发生是有一定作用的。事实上，90以上的癌症是由外部环境导致的。流行病学研究发现，约40的癌症患者与饮食习惯、食物加工、烹饪方法等因素有关，30的癌症与生活习惯，特别是与吸烟、喝酒有关。只要我们合理饮食，保持良好的生活方式，许多癌症是可以预防的。一、不要抽烟，或者戒烟。抽烟的人有一半会死于与抽烟相关的疾病，其中很多是癌症。在美国，90的肺癌是直接由抽烟引起的，另外有3是因为吸入二手烟造成的。二、关注你吃的东西。美国癌症协会建议人们应该每天至少吃五种不同的蔬菜和水果，这是帮助抗癌的有效办法。很少吃水果和蔬菜的人患癌的可能性比吃水果蔬菜比较多的人高一倍。美国癌症协会也建议选择全麦粉而不是精麦粉，限制红肉食用量，特别要少吃处理过的和高脂肪的肉类，限制酒精饮料等。三、多做运动。中度运动是科学家推荐的运动方式。据研究，每天散步一小时可以把患结肠癌的可能性降低46。美国癌症协会建议人们每天至少做60分钟中度或稍强烈的运动，每周运动五次以上。过度肥胖也会增加患癌症的可能。四、了解家族病史。家族病史是致命癌症的最大诱因，遗传可能导致基因中有致癌因素。如果直系亲属父母、兄弟姐妹、子女有过癌症，那么你可能需要在比较年轻的时候就做定期检查。肿瘤从发病学上来说，绝大多数不是单一的致病因素，而是多因素协同作用的结果，所以，从预防角度有一定难度，但只要我们遵从已有的预防措施，肿瘤其实并不可怕，世界卫生组织很就提出，只要做到“早发现早诊断早治疗”，1/3的肿瘤能够治愈，1/3的病人能够长期生存，剩下1/3也能得到临床明显的改善。14肿瘤的治疗方法治疗肿瘤的方法主要有手术治疗、放射治疗、化学疗法、介入治疗与其他治疗方法。手术治疗手术治疗是许多早、中期实体肿瘤最主要的有效治疗方法，约的实体瘤以手术作为主要治疗手段。在治疗早期没有转移和与重要脏器及大血管无严重粘连的肿瘤方面效果较好，扩散的肿瘤手术治疗往往只能作为姑息治疗手段放射治疗放疗是利用同位素衰变和加速器产生的射线治疗恶性肿瘤。主要适用于肿瘤全身扩散前、相对局限、对射线敏感肿瘤，如食管癌、结直肠癌、肺癌、鼻咽癌、喉癌、上颌窦癌、乳癌、脑瘤、皮肤癌等。肿瘤一旦扩散或局部侵润广泛，放疗就达不到治疗效果，且放疗本身也会带来一些近期或远期副作用。化学疗法化疗是利用化学抗肿瘤药物治疗恶性肿瘤的主要手段。主要适用于对抗癌药物敏感性肿瘤及身体状况良好者，但化疗药物毒副作用较大，主要有恶心、呕吐、白细胞减少等。介入治疗介入治疗是指在X光机或C型臂、CT、B超等设备引导下通过穿刺针或导管插入人体肿瘤病灶或肿瘤供血血管注射化学药物，达到治疗肿瘤的目的。但也可出现类似全身化疗后产生的副作用。其他治疗方法肿瘤的内分泌治疗早在19世纪末人们就发现，改变体内内分泌环境的平衡，能导致某些肿瘤的消退，但内分泌治疗必须与其他治疗手段综合使用，否则就不能达到根治的目的。针对肿瘤的治疗手段有很多，但最基本也是最主要的仍是手术联合放疗和化疗。探索新的、毒副作用小的治疗方法，或者在目前治疗方法的基础上增加一些辅助手段，进而提高疗效，减轻毒副反应，是目前肿瘤治疗亟待解决的问题之一。第二章肿瘤热疗法21肿瘤热疗法的介绍热疗，即通过各种致热源的热效应，将肿瘤区域或全身加热至有效治疗温度范围并维持一定时间，从而引起肿瘤细胞分子结构发生改变和溶酶体活性增强以杀灭肿瘤细胞，热疗过程中肿瘤和周围正常组织温度均升高，但正常组织因热效应导致血管扩张、血流加快，故散热充分，且因其血液循环良好，温度升高并不显着；而肿瘤组织由于血流缓慢，甚至血管闭塞，导致散热困难，热量积聚，可以高于正常组织510，进而可发挥抗肿瘤作用。此外，热疗还可以抑制血管内皮细胞的生长，阻止血管生成，并使肿瘤细胞膜流动性增高，造成膜的结构与功能破坏。同时高温状态还能够诱导肿瘤细胞凋亡。肿瘤热疗法已经成为继手术，放疗，化疗和介入治疗之后的第五大疗法，是治疗肿瘤的一种新的手段。肿瘤热疗法中最重要的是温度的监测，随着热疗方法在临床的广泛应用，治疗区域温度和凝固状态的精确监测越来越重要。当前，临床上的温度检测是把热电偶，热敏电阻之类的温度传感器插入肿瘤中的个别点进行测温，这种有创温度的测温方法主要问题有（1）可能把癌细胞从肿瘤中带入周围正常组织，血液和淋巴系统，从而引起癌症的转移。（2）难以测得温度分布，因而导致非癌区一些高热点漏检造成局部良性组织灼伤引起疼痛，也可能因癌区低热点漏检造成癌细胞残留而引起复发。近几年来，超声监测技术利用组织的声学特征参数，能够实时的反应治疗区域的组织信息，更重要的是，它的无创，低辐射，低成本等特点，在监测手段上表现出较好的前景。22热疗中组织水分汽化对温度场的影响随着临床的广泛应用，缺乏对治疗区域内组织温度状态的的了解成为提高热疗疗效的最大障碍，热疗目前存在的问题是医生在手术前很难对治疗中的温度分布有精确直观的了解。因此在手术规划中温度场的模拟预测就显得尤为重要，但是由于人体内影响温度分布的因素很多，而且个体差异性很大，温度场的模拟仍没有达到临床应用的精确度。为了找出影响温度场分布的相关因素，进行了大量的模拟实验。首先，采用已有的相关数据和模拟方法对肿瘤热疗的温度场进行模拟，并通过实验方法获得大量的数据，将二者进行了相同位点温度变化曲线的对比，发现近场温度准确率较低，不能正确反映近场温度变化趋势是目前模拟中存在的主要问题。经过分析发现，导致该问题存在的原因是，近场温度升高至100度左右时水分大量蒸发的原因被忽略。所以，为了解决此问题研究了肿瘤热疗中组织水分汽化对温度场的影响，引进了焓和高温微波能量比吸热率。针对水分蒸发对温度分布造成的影响，计算了肝脏组织的焓变和高温微波能量比吸收率的分布。由图可以看出，温度模拟过程中焓值和高温微波能量比吸收率的引入，整个温度场的温度都有了大幅度的下降，使肿瘤热疗温度场模拟的准确性较过去有了大幅度的提高，尤其是在近场温度的变化上，极大的缩小了模拟与实测温度的差异。第三章肿瘤热疗中超声测温监测技术的研究随着热疗方式的多元化和热疗技术的逐渐成熟，精确的监测热疗过程中温度场与凝固区域的变化成为热疗应用和疗效评估的重要因素。超声测温监测技术利用组织的声学特征参数，能够实时的反应治疗区域的组织信息，所以被广泛的应用。31目前超声测温的主要方法超声测温是利用超声波的某些声特性参数与温度的相关性来获取组织温度信息。目前超声测温的主要方法有基于回波时移测温，基于回波频移测温，基于声衰减的变化和基于背向散射能量测温。基于回波时移测温法热疗过程中，组织内温度的升高引起声速变化和组织热膨胀，进而导致超声回波信号发生一定程度的时移。超声测温原理上是利用组织超声特征参数与温度的相关性。大量的实验研究了超声回波时移与温度之间存在的相关性。回波时移测温相关性实验系统如图1所示，由超声波发射接收器、超声探头、示波器、PC机和电热恒温水箱组成。超声探头在超声激励脉冲信号作用下产生频率为35MHZ的超声波，波束垂直向下传播，遇到介质界面产生反射，反射回波经超声探头接收后送接收放大器放大、再输入示波器，经示波器采集后的超声回波信号通过串口传输至计算机。超声回波时移的提取是利用加热引起的组织超声回波时移无创检测温度，关键是回波信号的时轴上的位点的准确测定。针对时移变化微小、回波声特性参数精度差的特点，采用互相关分析法来测定回波信号的位置，计算温度变化而引起的时延变化。实验采取了新鲜的离体猪肝为研究对象，采集不同温度下的超声回波信号，通过对超声回波信号进行处理提取不同温度下的回波时移，分析回波时移与温度的相关性性。图表1超声回波时间变化与温度变化的相关函数实验结果表明超声回波时移与温度之间存在明显的相关性，介质温度升高时，超声背向散射回波时间减小。当实验介质的温度发生变化时，超声回波信号在时间轴上也相应发生移动，并且两者的变化呈现一种近似线性趋势。图表2超声回波时移与温度的相关性基于回波频移测温温度的升高引起组织热膨胀，进而导致回波信号的波频发生变化。基于声衰减的变化测温超声波在生物组织中传递会发生散射和被组织吸收，因为吸收而引起的能量的变化成为衰减。超声衰减是指超声波在媒介中传播的总能量的损失，由于正常组织和病变组织的声衰减系数存在差异，且温度系数较大，利用温度的相关性测温可获得较高的分辨率。超声衰减变化测温的实验系统如图所示，主要由脉冲超声发射接收器、数字示波器、水冷微波热凝固治疗仪、热电偶温度数据采集器和PC机构成。实验采用离体猪肝作为实验对象，超声波信号通过超声波发射接收器采集到PC机，利用数据示波器进行超声信号的模拟转换。热电偶实时采集微波天线加热过程中组织温度。通过大量的实验数据我们可以得到随着温度的上升，超声衰减系数的大小也随之上升。图表3超声衰减系数与温度的相关性曲线基于背向散射能量测温人体组织的散射体具有多元化的特点，会导致超声背向散射能量发生变化。32基于B超图像纹理特征的温度监测目前各种超声射频法都还处在应用研究阶段，由于临床上肿瘤热疗是利用实时灰阶超声仪动态成像来显示病灶、定位并且引导治疗，因此，基于超声图像纹理特征的温度监测和疗效评估技术更适合热疗的无创监测。基于B超图像纹理特征的无创温度方法主要是通过提取B超图像的各种纹理特征参数，根据不同的纹理分析方法，获取肿瘤热疗过程中各个纹理特征参数与组织温度的相关性。目前应用于B超测温技术的图像纹理分析方法分为灰度统计分析法和频谱分析法两类。（1）灰度统计分析法灰度统计分析法主要通过统计参数来表征图像中像素灰度级分布的特征。用于肿瘤热疗温度监测的典型方法有灰度均值法、灰度绝对差值法、灰度直方图统计法、灰度共生矩阵法、灰度梯度共生矩阵法等。灰度均值法图像最直观的特征就是像素的灰度值GRAYSCALE,因此,它是肿瘤热疗B超图像纹理特征方法中最先用来研究与温度相关性的特征参数。作为固定频率的B超诊断仪,当被扫描组织类型一定时,超声波的衰减将随此组织温度的升高而减小,也就是B超的视频输出灰度值将增加。灰度均值指感兴趣区REGIONSOFINTEREST,ROI内所有像素灰度的算术平均值,可用来表示图像中不同目标的平均反射强度。灰度绝对差值法在肿瘤热疗过程中,对凝固性坏死区范围的判断直接影响治疗效果以及肿瘤复发率。由于组织温度发生变化的区域,其灰度值会发生明显变化，而其他区域的灰度变化相对不明显,灰度绝对差值法是最好的解决方法。灰度直方图法灰度直方图是反映图像中的灰度级,横坐标表示灰度值从左向右逐渐增大,纵坐标表示某灰度值的像素占该区域像素的百分比。常用参数包括灰度均值、灰度标准差、熵、能量、峰度、扭曲度等。灰度共生矩阵法灰度共生矩阵法是图像灰度变化的二阶统计量,灰度共生矩阵定义为图像中相距为X,Y的两个灰度像素同时出现的联合概率分布。它反映图像灰度关于方向、局部邻域和变化幅度的空综合信息,因此,这是一种得以广泛应用的纹理统计分析方法。灰度梯度共生矩阵法灰度是构成一幅图像的基础,而梯度则是构成图像边缘轮廓的要素,灰度梯度共生矩阵是灰度级直方图和边缘梯度直方图的结合,考虑的是像素级灰度和边缘梯度大小的联合统计分布。（2）频谱分析法纹理描述高度依赖于尺度。为了降低尺度敏感性,可以在多分辨率下描述纹理,且可以选择一个恰当的尺度以达到最大的纹理鉴别能力。而频域变换的多分辨分析方法适应了纹理本身具有的多尺度特性,因而频域变换是近年来应用较多的方法。傅立叶变换法傅立叶分析的核心是将函数表示为不同频率的波函数的叠加。有了这个工具,信号和图像处理领域就非常活跃。GABOR变换法GABOR变换即短时傅立叶变换的一个重要特性在GABOR变换系数揭示了一个信号或一幅图像的时空间域与频域的局部化特性,而对人的心理物理学、视觉生理学的研究表明,人的视觉注意系统有着与其相似的特性,因而在理论上具有比统计特征法更好的纹理区分能力,是一种较好的纹理分析方法,并且GABOR变换的这一优点已被证明在图像识别中非常有用。小波变换法尽管GABOR变换已经具有一定的时频局部特性,但它的窗口宽度是固定的。而在信号处理过程中,我们只希望窗口大小随信号频率增加而缩小、随信号频率减小而扩大,以获得较好的时频局部特性。小波变换恰好弥补了GABOR变换的这些不足之处。第四章微波热疗手术规划系统的设计据数据显示，北京301医院解放军总医院超声科利用微波临床治疗肝癌近千例,取得出疗效,局部热凝固消融治疗已达到国际领先水平但目前在临床微波热疗手术过程中完全依靠医生对二维图像CT、MRI、超声等的理解,医生的主观经验起到决定性的作用。医生通过医学图像上显示出的肿瘤形状、大小及位置等信息决定穿刺部位、穿刺深度、加热参数,带有很大的主观性另外考虑到患者的身体条件,介入性治疗不能进行过多的穿刺,对肿瘤的杀灭也必须达到一次性完成,以防止其复发或转移针对上述临床应用中存在的问题,研制一套微波热疗手术规划系统迫在眉睫,该系统的引入可对微波加热参数及方式进行优化,从而能较好地完成肝脏肿瘤的三维适形治疗,避免对正常肝组织的损害这对于提高外科手术的科学性和可靠性、减少手术创伤具有非常重要的意义。通过热疗手术规划系统可以制定合理的手术规划方案，确定穿刺点的位置，穿刺针的方向和加热参数。肿瘤热疗手术系统设计的最终目的是辅助医生寻找最佳的热疗参数，制定合理的手术计划。41微波热疗手术系统的工作流程手术前，首先使用CT或MRI对病人患病部位进行扫描,将所得二维扫描图像读入计算机进行预处理（分割、配准、滤波等,然后对感兴趣区域肝癌进行三维可视化并进行测量分析,提取所需三维参数大小、长径、横径等接下来,利用有限元分析得到设定微波热疗参数下温度场的大小并建立相应模型最后将温度场模型的参数和肝癌三维可视化模型参数进行匹配,不断调整热疗参数,得到最佳手术方案肝脏微波热疗手术规划系统基本工作流程如图所示42系统的设计环境由于医学图像数据量非常大,所以选用运行效率比较高的MICROSOFTVISUALC作为系统开发平台另外,为了加快软件开发速度和避免重复劳动,把重点放在算法研究和具体功能实现上,系统采用图像处理工具包MITK作为开发框架43系统的软件结构基于系统功能的要求，系统软件主要由三维可视化模块、有限元仿真模块和手术规划及预测模块组成。通过系统软件主界面对各功能模块进行调用，完成热疗手术规划三维可视化模块该模块的主要功能是对肝脏二维CT扫描图像进行三维可视化,得到肝脏及其肿瘤的三维模型,并输出模型数据该模块主要由2部分组成一部分是利用MITK的数据流模型作为框架对医学断层图像进行处理,实现图像分割、图像配准、图像滤波、三维可视化、网格化简和图像测量另一部分是可调用商业化的三维可视化软件对医学图像进行处理,以便对图像三维可视化结果进行分析比较和对比验证有限元仿真模块该模块的主要功能是模拟微波热疗温度场的分布,通过不断调整加热参数,获得不同的温度场三维模型,从而建立温度场分布数据库该模块由2部分组成一部分在VC开发平台下对温度场进行模拟仿真计算另一部分是可调用商业化的有限元分析软件ANSYS,以便对模拟的三维温度场进行分析比较和对比验证手术规划与预测模块该模块的主要功能是制定最终的肝癌微波热疗手术规划方案,用于指导临床手术该模块主要由模型匹配和最佳手术方案制定2部分组成模型匹配是对肝脏三维可视化模型和温度场三维模型进行比较和匹配,判断微波热疗温度场是否适形覆盖了肝肿瘤最佳手术方案制定是通过模型匹配获得最佳的微波热疗参数加热功率、分时比、加热持续时间等,获得合理手术方案,并以规范文本形式输出供医生治疗参考第五章研究总结与展望51研究总结相比于手术、放疗、化疗、介入疗法，肿瘤微波热疗是一种新的治疗方法，由于它的微创或无创治疗的特点，因此有非常广泛的应用前景。本次毕业设计主要介绍了肿瘤热疗法的原理、热疗中的影响因素、超声无创测温技术在肿瘤热疗法中的应用以及治疗手术规划的设计。本次毕业设计的重点是研究了超声无创测温的几种方法及其原理和微波热疗手术规划的设计。本次毕业设计主要经过了一下几个阶段1分析阶段（1）熟悉课题设计任务下达后，首先根据自己的实习情况确定课题名称，再次明确课题范围、提供的原始数据、要求达到的技术指标。（2）收集资料围绕课题，收集有关资料，调查有关文献及技术参数，收集有关数据，并对有关资料和数据进行归纳分析。（3）可行性分析在熟悉课题和收集了足够的资料和数据的基础上，对课题进行可行性分析，得出几个初步方案，经过反复比较、论证，最后得出一个可行方案。2、设计阶段划分模块，并逐一解决。阅读资料，进行分析总结。从可行性方案中所提供的资料和数据出发，把论文分为若干个模块，形成一个多层次的结构。3、实施阶段通过阅读资料完成初稿，初步设计完成后，进行反复的阅读修改。52肿瘤热疗法的展望展望未来，肿瘤热疗法中除了研究肿瘤热疗中的影响因素，找到超声无创测温的主要方法，提高我国肿瘤热疗设备水平的关键技术也是目前我们应该重视的问题。近十几年来，我国生产了大量各种不同档次的热疗器械产品，包括体外的、体腔的、微创介入的射频、微波、超声和红外等热疗设备，其中有相当一部分用于肿瘤的联合或综合治疗，并取得了一定的临床效果。但总的来说，我国的肿瘤热疗设备和技术尚处发展阶段，技术上还不够成熟，基础研究不够充分，在临床适应证及规范使用上还有待加强，而各类产品都或多或少存有不同程度的缺陷。以下着重讨论三个对今后发展有重要影响的问题对所有各种体外肿瘤热疗设备而言，所要解决的核心问题都是如何将物理能量定向输送到靶区，将肿瘤组织加热至有效杀灭温度而又不损伤或少损伤正常组织。这样，欲从体外有效地实现对体内深部肿瘤的局部有效治疗，无论采用何种物理因子和技术手段，都需要解决以下共性问题1将足够的物理能量定向的输送到靶区，产生有效的治疗温度；2尽可能不伤及正常组织，即不造成体表灼伤或其它意外伤害；3治疗过程中实施实时监测靶区的温度变化和肿瘤治疗情况。这些问题的解决需要不断地研究与探索，这就意味着将有越来越多的人步入此研究领域，该技术必然会越来越完善，拥有广阔的发展前景。参考文献【1】宋凯镔，王文波，李雪松肿瘤热疗机制的研究进展J现代肿瘤医学，2008,163473475【2】梁超。超声引导下微波热消融治疗技术进展、世界医疗器械杂志，2006,12（4）2023【3】任新颖，吴水才，韩婧，曾毅。互相关分析在组织超声回波时移检测中的应用。中国组织工程研究与临床康复，2007,2（26）51175120【4】吴水才，赵磊，高宏建。肿瘤热疗中组织水分汽化对温度场的影响及模拟研究。02540037（2011）07109607【5】宋凯镔，王文波，李雪松肿瘤热疗机制的研究进展J现代肿瘤医学，2008,16（3）473475【6】杨晓勇水冷却天线微波热疗温度场研究D北京北京工业大学生命科学与生物工程学院，2006【7】彭楠，赵彼得。临床肿瘤热疗【M】北京人民军医出版社，2002【8】周永昌，郭万学，超声医学（第四版）【M】。北京科学技术文献出版社，200【9】任新颖，吴水才，曾毅等，组织超声回波时移为温度相关性及无创测温研究。中国生物医学工程学报，2006,25（3）328332【10】赵磊，等。肿瘤热疗中组织热物性参数对热场分布的影响【J】。中国医疗设备，2009（4）1517【11】宋平，钱盛友，冯艳玲，孙福成，张激。基于超声散射回波分析的测温方法研究。微计算机信息，2007,23（11）267269【12】吴水才，吴薇薇，任稆平。微波热疗组织超声衰减系数的温度相关性研究，北京100124【13】GAOHJ,WUSC,RENXY,ETAL3DRECONSTRUCTIONOFLIVERSLICEIMAGESBASEDON