乳腺癌熱療中基于ITE的無損測溫技術研究

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乳腺癌是一種嚴重危害婦女健康的惡性腫瘤，近年來在我國的發病率增長很快。隨著臨床診療水平的不斷提高，單純的放療或化療等腫瘤治療手段由于存在嚴重的副作用和創傷日益受到挑戰，而熱療因具有微創、無副作用的突出優點逐漸受到重視。
乳房內部溫度的無損測量對于解決腫瘤熱療中能量的定向輸送和加熱劑量的調控具有重要的意義。本文通過對熱療中乳房傳熱過程的有限元仿真和分析，明確了影響乳房表面溫度分布的各種因素，并探討了各因素與乳房表面溫度分布不確定性的關系。以此為基礎，本文提出了基于ITE的無損測溫技術，填補了腫瘤熱療中急需解決的無損測溫技術的空白。
文中具有創新性的成果是：
1、根據乳房的生理結構特點，構建了具有分層結構的三維乳房傳熱模型，克服了單一模型無法精確描述皮膚、腺體等不同組織傳熱特性的缺陷，具有創新性。
2、通過對乳房傳熱的有限元仿真，明確了乳房表面溫度分布受多種因素的綜合影響，首次對表面溫度分布不確定性的影響因素進行了分析和比較，并以此為基礎，提出了增強表面溫度分布特征的實現途徑，該結論具有原創性。
3、通過對乳房傳熱的分析，驗證了熱療中嵌合腫瘤乳房的溫度場可等效為正常乳房的溫度場受腫瘤組織等效的體內異常熱源和由組織吸收能量升溫產熱等效的外加熱源共同影響而產生的溫度場；
4、根據熱療中乳房表面溫度分布特征，本文設計了基于體內熱估計 (ITE, Inside Thermal Estimation) 的無損測溫技術，該算法利用紅外熱像儀攝取的乳房表面溫度分布估計乳房內部溫度場，實現了對乳房內溫度的無損測量，具有一定的獨創性，解決了腫瘤熱療中急需解決的測溫難題。通過仿真實驗和相關物理實驗，該方法的有效性得到了證明；
5、探索將基于ITE的無損測量技術用于乳腺疾病的普查，并提供了具有統計學意義的乳腺腫瘤診斷標準，為乳腺腫瘤的臨床治療提供依據。

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