幻影设计对表面高温治疗质量保证程序影响的分析

《IEEE Journal of Electromagnetics, RF and Microwaves in Medicine and Biology》：Analysis of the Influence of Phantom Design in Superficial Hyperthermia Quality Assurance Procedures

肿瘤放射热疗中，等效phantom设计对质量保证（QA）参数如温度上升（TR）、热有效场尺寸（TEFS）和穿透深度（TEPD）有显著影响。通过解析非perfused组织瞬态热行为，发现材料介电热学特性需与真实组织匹配，以优化QA评估的准确性。

　　

影响声明：

主要观点：• 本手稿评估了幻影模型设计对放射热疗（HT）质量保证（QA）程序的影响。• 该研究……显示更多

摘要：

肿瘤放射热疗（HT）是一种作为辅助疗法用于癌症治疗的技术。根据肿瘤的位置，可分为浅表热疗和深层热疗。本研究重点关注浅表热疗，评估质量保证（QA）程序的关键方面，以了解其对治疗效果的影响。QA协议包括在非灌注组织等效模型中进行温度测量，以评估热疗设备的性能。通过数值分析和实验结果，对灌注组织和非灌注组织中的电磁-热现象进行了研究，分析了稳定性、升温时间和热响应演变。研究结果表明，缺乏血液灌注会显著影响瞬态热行为和温度分布，并产生时间依赖性效应。数值研究探讨了在模拟QA设置的多层模型中电磁源引起的温度分布。研究了构成模型的材料的介电和热性能对QA参数（如温度升高（TR）、热有效场大小（TEFS）和热有效穿透深度（TEPD）的影响。模拟结果揭示了热性能对温度分布的影响，强调了设计具有真实组织特性的模型的重要性。

引言

肿瘤放射热疗（HT）是一种与放疗（RT）和/或化疗（CT）联合使用的医疗技术，旨在提高治疗效果并减少RT/CT治疗的剂量[1]、[2]、[4]。放射热疗基于向患者施加单频率电磁（EM）场。常用的施疗装置是天线或天线阵列。根据治疗类型的不同，工作频率也会有所不同：对于深层肿瘤（深层热疗），使用的频率范围为60–150 MHz；对于位于3–4厘米以内的肿瘤（浅表热疗），典型频率为434 MHz和915 MHz[5]、[6]。吸收的电磁功率通过比吸收率（SAR）[W/kg]来量化，该参数与热量产生及治疗区域温度升高有关，相关公式为Pennes生物热传递方程[7]。热疗过程包括一个升温阶段和一个治疗阶段，整个过程大约持续1小时，治疗区域内的温度需维持在40°C至44°C之间[8]。治疗期间，会在天线和皮肤之间放置一个水袋。