微波消融设备中的应用
来源: | 作者:proc22dfc | 发布时间: 2020-08-06 | 57 次浏览 | 分享到:
     随着微创技术的展开,肿瘤的局部微波消融技术(Microwaveablation,MWA)已经成为现代肿瘤概括治疗的有用办法之一,微波消融治疗技术具有伤口小、痛苦低、效果好、愈合快等利益,怎么规划高性能的微波消融仪器也为国内外专家研究的热门。2.微波消融原理介绍与问题分析[1]微波消融术的原理便是将微波功率源将微波信号通过微波消融针(天线)辐射至被被消融组织(肿瘤),并引起肿瘤组织内部水分子高速振动产生热量,快速升温,当肿瘤组织温度提升至60°以上并坚持必定时间,肿瘤组织将坏死,抵达消融治疗的效果。[2]微波能量在人体组织中的加热进程原理表达式为:,Pv即为肿瘤组织吸收的功率,f为微波频率,是真空介电常数,为肿瘤组织的相对介电常数,为肿瘤组织的介电损耗因子,E为微波为组织内部构成的平均电场强度,从该表达式能够看出,频率越高,电场强度越大,组织所吸收的功率越大,加热速度越快。同时微波会沿着传达方向衰减,依据值的不同,衰减的速度也不同,[3]我们界说微波的“穿透深度”为该深度的场强相较入射外表场强削减至1/e的深度举例,关于,那么可近似表示为:由该表达式能够看出,在介电常数相对固定的情况下,频率越低,波长越长,则微波的穿透能力越强。微波消融治疗中,我们既要保证有满足的辐射功率能够抵达消融肿瘤组织的意图,又要保证具有必定的穿透效果,概括各项要素,现在微波消融术最常用的微波频率为2.45GHz。微波消融仪首要包含微波功率源、微波传输线缆以及微波消融针(天线)组成微波源产生并发射大功率微波信号,经过微波电缆传输至微波消融针(天线),微波消融针刺进待消融组织(肿瘤),将微波能量辐射出去,产生消融效果。其间微波功率源的首要效果是产生并且发射大功率微波信号,是微波消融设备的核心部件。现在业界首要采用磁控管作为微波功率源,但是磁控管存在频率不可操控、频率杂乱、功率操控线性、无法有用检测正向与反向功率等缺陷,这也是现在影响微波消融效果的首要原因。微波消融针(天线)的发射负载即为肿瘤组织,在实践规划中,微波消融针(天线)的规划匹配频率为2.45GHz,即负载的匹配频率也为2.45GHz时,微波能量能够抵达最佳的辐射效果,但是在实践情况中,肿瘤组织结构的差异、血管的分布、包含微波消融针介入肿瘤组织方位的不同以及肿瘤组织的温度都会影响天线的负载匹配频率。我们界说微波功率源发射的微波信号的前向功率为PTR,反向功率为PREV,实践有用发射功率为PEM,单位均为瓦特(W),那么三者核算关系为PEM=PTR—PREV,并能够用回波损耗(Returnloss)来衡量负载匹配程度,Retrunloss=10(PREV/PTR),单位为分贝(d B)。失配状态下,回波损耗越小,天线的实践有用辐射功率越小、那么肿瘤消融的效果就越差,微波消融针所损耗的功率越大,针杆温度越高,缺点风险越大。表1是我们以猪肝模仿人体组织,以某型号微波消融针为检验天线,检验不同温度下的回波损耗值。表1不同温度下的回波损耗频率温度
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