生物介质中水冷式双缝微波偶极子的比吸收率分布特征研究

微波辐射器在生物介质中近场辐射特性对腔道肿瘤热疗有重要实用意义 .根据电磁场理论模型和迭加原理 ,采用高斯积分法和辛普森积分法相结合 ,计算了水冷式双缝隙微波偶极子辐射器在生物介质中的比吸收率 (SAR)分布 ;分析了比吸收率分布随两缝隙间距变化的特征关系 .结果表明 ,适当选择缝间距离 (如等于 1/ 4～ 1/ 2波长 ) ,双缝辐射器不仅在径向 ,尤其在轴向可比单缝具有更为平坦的 SAR分布 ,从而可获得更大的有效治疗空间 .计算结果与相应的等效肌肉体模实验及热疗临床经验相符 。

水冷效应对微波热疗有效加热体积影响的仿真分析

根据微波偶极子辐射模型和生物介质热传导方程 ,运用数值计算方法比较了微波偶极子辐射器在有、无水冷和不同冷却水温条件下生物介质中的有效加热体积 (定义为温度在41～ 45℃范围的体积 ) .仿真研究表明 ,水冷可改善微波偶极子辐射热区温度分布 ,使其有效治疗体积比无水冷时增加 (约 39% ) .降低冷却水温 (例如从 12℃降至 4℃ ) ,则相应的有效治疗体积进一步增加 (约 33% ) .若采取先用小功率、无水冷加热 ,后用大功率有循环水冷的两步加热程序 ,则总有效治疗体积可比完全无水冷时扩大 1.2 4倍 .模拟计算结果与相应的等效肌肉体模实验及热疗临床经验相符 。