单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,微波肿瘤热疗技术,XXXX,医院肿瘤科,XXX,微波肿瘤热疗技术XXXX医院肿瘤科 XXX,一,.,微波的物理特性,一.微波的物理特性,在电磁辐射的频谱中，微波是指频率范围为,300MHz300GHz,、相应波长为,1m1mm,范围的电磁波。根据 公式：,V=,f,频率越高，波长越短。医学临床上通常所说的,2450,、,915,微波机就是指其工作频率为,2450MHz,和,915MHz,的设备。,在电磁辐射的频谱中，微波是指频率范围为300M,微波的传输特性,微波不论在空气中或在其他介质中传输过程中，其能量将逐渐衰减；在不同介质中衰减程度不同。穿透深度：电磁波从介质表面向介质内部传输时，其振幅衰减到表面值的,1/e,（即为表面值的,36.9%,）所经过的 一段距离,d,。,微波的传输特性 微波不论在空气中或在其他介质,不同频率的微波在高水容量组织 （肌肉、皮肤）中的传输特性,频率（,MHz,）波长（,cm,）穿透深度（,cm,）空气,/,组织,433 69.3,/,8.76 3.57 915 32.8,/,4.46 3.04 2450 12.2,/,1.76 1.7 5800 5.17,/,0.775 0.72 10000 3,/,0.464 0.343,不同频率的微波在高水容量组织 （肌肉,不同频率的微波在低水容量组织 （脂肪、骨骼）中的传输特性,频率（,MHz,）波长（,cm,）穿透深度（,cm,）空气,/,组织,433 69.3,/,28.8 26.2915 32.8,/,13.7 17.72450 12.2,/,5.21 11.25800 5.17,/,2.29 5.2410000 3,/,1.41 3.39,不同频率的微波在低水容量组织 （脂肪、骨骼,二,.,微波的热效应,二.微波的热效应,微波热效应,是指微波能量照射 人体的 全身或局部后，人体的 全身或局部，人体组织吸收微波能量后发热，超过人体体温的调节能力，产生体温升高，由此而引起的变化称之为微波热效应。,微波热效应 是指微波能量照射 人体的 全身或,微波产热的原理,人体组织由各种极性分子组成，在细胞内及血液中含有各种不同带电粒子。在交变的微波场（电磁波场）下，这些极性分子和带电粒子随之发生转动、振动和位移，这个过程中会发生相互之间的摩擦和碰撞而产生热，从而引起组织的温度升高。这即是微波热疗的基础。,微波产热的原理,影响生物体组织的升温因素,微波作用于人体组织所产生的热，不仅与人体组织的结构有关，而且还与微波场有关。,影响生物体组织的升温因素,微波场对加热的影响：,1.,微波场频率：微波场变化的频率越高，其产热效果越高。,2.,微波场能量：微波场能量越大，其场强越大，则其产热效果越高,。,微波场对加热的影响：,肿瘤加热治疗按照治疗温度的高低分为：,亚高温：,39.541.5,温 热：,41.543,超高温：,60,（即热消融）,肿瘤加热治疗按照治疗温度的高低分为：,加热深度（透热深度）,微波加热时，微波能量在人体表皮能耐受（即不会引起组织损伤）的情况下，尽可能大地、不间断地向组织内部传输，通过组织吸收而使组织发热，传输过程中微波能量不断耗损，随着深度的增加，由于能量减弱而使升温能力降低，直至升不到,41.5,时（低于此温度无效果），此时的这一深度被称为加热深度。,加热深度（透热深度）,在进行微波加热时一般表皮温度较高，有时为了增加加热深度，在加大微波能量时需要同时采取表皮降温措施，以减轻表皮烫伤的发生率。,在进行微波加热时一般表皮温度较高，有时为了增加,微波的加热深度一般都大于其物理学理论上的穿透深度，且受很多因素的影响。因为在加热过程中，随着组织温度升高会因热传导而使周围组织温度升高，从而增加加热深度。此外当皮下组织为脂肪时，微波频率下脂肪对其能量的吸收少，所以脂肪厚时其加热深度会增加。,微波的加热深度一般都大于其物理学理论上的穿透深度,微波的特殊性,因为频率高波长短，与其他波段相比，微波有以下一些特性：,1.,频率较高，因而其加热效率高。,2.,波长较短，因而其辐射器接近人体结构，适合临床应用。,3.,波长较短，因而其辐射器能量较集中，加热效率高。,微波的,微波的特殊性,4.,波长较短，微波发生的器件磁控管尺寸小、易控制，因而设备结构简单成本较低。,5.,可通过选择不同频率（即不同波长），达到不同的加热深度。因此，目前在临床应用中微波加热设备估计约占总加热设备的,75%,左右。,微波的特,三,.,微波热疗的关键技术,三.微波热疗的关键技术,（一）微波热疗设备的组成：,1.,微波源（微波发生器）,2450MHz,的微波发生器为磁控管；,915MHz,设备的微波发生器可以采用磁控管，也可用固态器件（功率模块）；,433MHz,可选用微波三、四极管，以及固态器件。,（一）微波热疗设备的组成：1.微波源（微波发生器）,2.,微波辐射器,即微波应用器，也就是发射天线，其功能是将微波源产生的微波能量有效地辐射到局部治疗区域。常用的辐射器分为,:,体外辐射器、腔内辐射器、植入式辐射器和微带辐射器。,2.微波辐射器 即微波应用器，也就是发射天线,3.,控制装置及测温装置,控制装置用于有效控制微波源输出功率的大小，以控制温度的高低。理想的测温是无损地测出靶区温度分布，但目前多采用有损测温法，即将测温探头插入组织中进行测温，为减少损伤，多为单点测量。,3.控制装置及测温装置 控制装置用于有,由于电磁场对测温元件、测温电路存在干扰，为减少对测温的干扰，一是采用瞬时停机测温法，二是采用抗干扰的测温元件如热电偶丝、热敏电阻，以及光纤测温仪。,由于电磁场对测温元件、测温电路存在干扰，为减少,（二）微波体膜及,SAR,测量,（二）微波体膜及SAR测量,微波体膜 微波体膜是一种具有特殊性能的等效组织体膜，使用与人体组织的电、热物理特性相近的人造材料来替代真实组织，用于实验时模拟组织在热疗条件下的加热情况。,微波,等效组织体膜分为静态和动态两种：静态等效组织体膜不考虑血流的影响；动态组织体膜则考虑模拟血流的影响。,等效组织体膜分为静态和动态两种：静态等效组织体,微波体膜的配制（体膜配方）周重光配方：,TX-151,、聚乙烯粉、水。,NaCl,江汉保配方,:,甲基纤维素钠、聚乙烯粉、水。,NaCl,微波体膜的配制（体膜配方）周重光配方：TX-151、聚,微波体膜的用途：,1.,用于检测辐射器的性能。,2.,检测加热过程中组织温度分布。,3.,检测微波场对测温的热电偶或热敏电阻的干扰程度。,微波体膜的用途：1.用于检测辐射器的性能。2.检测加热过,SAR(specific absorption rate),的测量,SAR,是指单位质量物质对外加能量的吸收率。,SAR,不仅反映外加能量对组织的加热能力（或称产热率）的大小，还反映了组织对外加能量的吸收特性。,SAR(specific absorption rate)的,SAR,的测量方法热成像仪热敏感液晶膜,SAR的测量方法热成像仪热敏感液晶膜,四,.,微波热疗的临床应用,四.微波热疗的临床应用,（一）微波热疗的临床适应证,（一）微波热疗的临床适应证,(,二）微波热疗中的注意事项,(二）微波热疗中的注意事项,五,.,大功率微波热疗深部热疗的临床应用,五.大功率微波热疗深部热疗的临床应用,（一）大功率微波深部加热的原理,（一）大功率微波深部加热的原理,（二）大功率微波的临床应用,（二）大功率微波的临床应用,