基于有限元方法的人体温度场无损重构初探

目的:在肿瘤热疗中,需要控制加热区域和人体温度,基于生物传热方程,利用有限元方法无损重构人体内部温度场。方法:实验于2004-03/06在同济大学生命科学与技术学院、解放军第二军医大学长海医院骨科完成。根据上臂的X-CT图像建立其传热几何模型,利用红外热成像获取体表温度,对Pennes方程进行有限元离散化,结合优化算法求解传热逆问题。结果:计算机无损重构的温度场分布与实际的人体组织温度分布较为符合。结论:采用人体组织温度场无损重构方法是可行的。     

基于有限元方法的人体温度场无损重构初探

目的：在肿瘤热疗中，需要控制加热区域和人体温度，基于生物传热方程，利用有限元方法无损重构人体内部温度场。方法：实验于2004—03／06在同济大学生命科学与技术学院、解放军第二军医大学长海医院骨科完成。根据上臂的X—CT图像建立其传热几何模型，利用红外热成像获取体表温度，对Pennes方程进行有限元离散化，结合优化算法求解传热逆问题。结果：计算机无损重构的温度场分布与实际的人体组织温度分布较为符合。结论：采用人体组织温度场无损重构方法是可行的。     

红外热像测温在胶质瘤模型热疗研究中的应用

激光间质热疗（Iaserinterstitialthermotherapy，LITT）是众多胶质瘤治疗方法之一，国内、外已开始脑肿瘤间质热疗的研究。作为一种微创神经外科治疗方法，激光热疗具有方向性好、能量集中、易控制等特点，已逐步应用于临床，但是如何控制和测量热疗靶区的温度却较少见报道。在热疗中要做到既能杀灭癌细胞又不至损伤正常组织，精确的温度测量是十分必要的。目前临床上普遍使用的测温仪器有热电偶测温计、高阻导线热敏电阻测温计和光纤测温仪等。但是这三类测温仪器都属于有损测温，随着新型红外热像仪（infraredthermo．graph）技术的发展，有助于实现无损伤多点测温。本研究通过制作脑内胶质瘤动物模型，应用半导体激光实现不同条件下的LITT，比较红外热像测温与热电偶测温方法，为LITT治疗颅内胶质瘤的临床应用提供测温技术依据。     

红外热像图对盆腔炎的诊断价值

人体是红外线发射体，能不断向四周空间发散红外辐射能，其中远红外约占人体整个辐射能量的60％。红外辐射波是迄今发现的唯一能反映生物体内部形态、功能状态信息的能量谱，该能量通过人体体表热能阶向外发射。医用红外热像仪正是一种理想的收集人体红外辐射信息的仪器，它集光学、微电子、红外透视成像与计算机热图像处理技术于一     

超声引导下植入式微波热场在体模中的研究

目的 探讨植入式微波在仿肝组织体模中热场的分布规律。方法 在体模实验中每次精确布16个点，每点重复5～9次，测量温度的分布，并求解组织的比吸收率（special absorption rate,SAR）。在Pennes生物热方程的基础上，推导建立肝癌植入式微波热疗的热作用数学模型，借助有限元法对三种加热功率、作用时间（60W5min、50W10min、40W30min）下温度分布进行广泛的模拟计算和预测。结果 通过体模实验确定了SAR分布。在r方向呈指数衰减，θ方向为余弦拟合，z方向呈三次多项式拟合，且前向温升大于后向。三种功率下SAR分布不同，并且SAR与功率分布之间没有线性关系。在SAR基础上，计算机动态模拟重建微波热场。结论 肝体模实验证明微波热场的分布呈以天线为中心向外有规律的依次递减，该规律可通过计算机模拟重建，模拟重建的热场具有三维动态连续监测的特点。这为临床微波治疗肝癌中有效调控热场的温度奠定了理论和技术基础。     

基于血管解剖结构的前臂三维传热有限元模拟

结合解剖数据与分形方法,构建了接近真实结构的前臂动脉血管树,建立起基于血管真实解剖结构的前臂三维传热模型.采用有限元方法对前臂三维传热模型进行了数值模拟,讨论了血管分布,血液灌注率,外加热源等因素对三维温度场的影响.结果显示温度场模拟结果与Pennes文献实测数据能较好地吻合,模型能较好体现由于血管树空间分布的不规则而造成的组织温度分布的局部差异,获得了较为接近真实的生物组织的整场温度分布,可以为肿瘤热疗提供温度指导.     

红外热图监测微波辐照式全身热疗中体表温度的变化

目的：探讨利用红外热像仪监测微波辐照式全身热疗中体表温度的可行性。 方法：于2004-04/05选择在北京大学第一医院肿瘤中心参加全身热疗治疗的患者3例,女2例（分别为43岁和60岁,患有肺癌并已发生转移）,男1例（67岁,肺癌）。实验经医院伦理委员会批准,3例患者均知情同意。采用红外热像仪对3例全身热疗患者的体表温度进行定量测定和分析,重点考察局部血液循环相对较差容易造成热聚集的脸部、胸部、颈部、手部、小腿部、脚部的温度变化。治疗过程中同时对患者直肠温度实时监测。 结果：患者热疗前后全身各部位体表的热状态易于显示在监视器上,有助于整个治疗过程的进程控制及评价。3例患者中只有1例的脚背部温度稍有升高,但未出现皮肤烫伤。 结论：使用红外热像仪监测全身热疗中人体表面温度特别是局部血液循环较差的四肢具有重要的参考价值,可有效防止皮肤烫伤。     

传统灸法热场分布的热力学模型及实验验证

目的研究中医传统灸法的热场分布并进行理论和实验验证,指导现代灸疗仪器的设计。方法研究传统中医灸法穴位点的物理条件和热传递过程,分析比较不同灸法热传递过程的差异。结果建立描述传统灸法热传递的一维稳态导热模型,给出了温度场二次曲线分布的数学解析,通过红外热成像实验对传统灸法的热场分布进行了验证。结论传统中医灸法与灸疗仪器两者在穴位处所形成的温度场分布是一致的。     

一种与生物组织热凝固温度相似的可视化仿组织体模

目的制作一种与生物组织热凝固温度相似的可视化仿组织体模并应用于射频消融研究。方法仿组织体模主要由作为温度显示剂的牛血清白蛋白(BSA)和聚丙烯酰胺凝胶(PAG)构成,制作过程中通过柠檬酸缓冲液将其pH调节至4.3~4.7范围内。测定体模的透光度、吸光率、密度、导电率和比热等参数,并用射频对体模进行消融测试。结果新制的体模为淡琥珀色、透明、韧性好、脆性小的固体状胶体。室温25℃时,体模在热凝固前的透光度为95%,吸光率为0.021,而热凝固后其透光度小于10%,吸光率为1。体模(pH=4.3)的密度为1.070 kg/m3,在温度37℃及频率为470 kHz下的导电率为0.116 s/m,比热为3567 J/(kg.℃)。加热后凝固灶呈乳白色,边界清楚。结论pH调节后的可视化PAG仿组织体模的凝固温度可下降至与生物组织热凝固温度相同范围,体模具有与生物组织相似的物理特性,适合于RFA的实验研究。     

体外模拟射频消融热沉没效应对消融灶温度场的影响

目的 利用仿组织体模研究热沉没效应对射频消融灶的影响。方法在仿组织体模中建立模拟人体内的管道系统,射频消融过程中从管道内引流10℃和37℃冷却液体,对仿组织体模进行射频消融的同时用测温仪测量消融灶温度场测温点的温度。结果测温针温度值自消融开始呈上升趋势,射频电极达到预设消融温度后约2．0min,温度趋于恒定状态直至消融结束。受引流冷却液体的影响,处于对称位置的2号针和3号针,1号针和4号针测值相差约5℃～10℃。两组引流冷却液体的1号针测值均低于45℃,但1号针和2号针10℃组的测值低于37℃组。结论流经消融灶旁模拟引流管道内的冷却液体在射频消融过程中热沉没效应明显,对消融灶的温度场有着显著的影响。