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《第四军医大学》 2002年
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2450MHz骨肿瘤微波等效体模的研制及其参数测量

高悦  
【摘要】: 目前,利用介入式微波热疗技术治疗骨肿瘤已经在临床上得到了很好的应用。如果这种治疗方法同时合并放、化疗,在临床上的疗效就更好。利用这种方法治疗早期、中期的恶性骨肿瘤,不仅复发率较低,而且术后患者的功能恢复较好。但是,由于基础研究的不足,手术中加热时间、加热位置、加热深度等问题还有待深入研究,因此往往影响疗效。 要解决这个问题,就必须进行大量的实验研究。这种实验研究应当建立在对骨肿瘤组织模型加热的基础上,这种模型是用与骨肿瘤组织电、热物理特性相近的人造体模来替代真实组织,以模拟肿瘤组织在热疗条件下的加温情况。体模必须与生物组织的介电特性完全相同,这样才能保证其比吸收率(Specific Absorption Rate,SAR)的分布是相同的。所以,建立起能够测量生物组织和等效体模介电参数的测量系统,就成了进行实验研 军口旱匡大单刃士学位论文 究的首要条件之一。 微波热疗在临床上常常使用2450MHZ的频率,因此为了测量骨肿瘤 组织及其等效体模在2450MllZ频率下的介电参数,我们研制了三套测试 系统。l、频率转换法是一种间接测量的方法,其系统主要包括三态四端 口反射计、标准短路器、功率计和取样器等,测量频率范围为8卫GHZ~ 12.4GHZ。将待测样品放于一个对称、互易的二端曰网络中,用三态四端 口反射计——三点变换法测量样品在9370MHZ频率下的介电参数,然后 通过经验公式将其换算成2450MHZ频率下的介电参数。2、矢量网络分折 仪法的基本原理与频率转换法相同,其系统构成主要包括 Wiltron 3 7269A 型矢量网络分析仪、标准短路器、波导-同轴转换及取样器等。这种方法 可直接测量待测样品在2450MHZ频率下的介电参数,而无须再用经验公 式换算。3、微扰法是利用小介质在谐振腔中引起的微小频率变化来计算 介质的介电参数。其系统构成主要包括AV3616X型标量网络分析仪、矩 形波导谐振腔、波导-同轴转换、AV10314A型检波器和电桥等。 在这三种测量系统中,频率转换法的测试频带较宽,但在测量 2450MHZ频率下样品的介电参数时,需要利用经验公式进行换算,因而 误差较大;矢量网络分析仪法可直接测量样品在2450MHZ频率下的介电 参数,因而大大减小了误差,但它对样品制作的要求较高,而且当测试频 率发生变化时,其硬件也要相应改变;微折法也可直接测量2450MHZ频 率下样品的介电参数,精度较高,但它要求待测样品体积的计算必须非常 精确,而且测试频率的变化也要求硬件进行相应的改变。 利用体模进行实验是在电磁场生物效应与医学应用研究中的重要于 段之一。根据生物组织等效体模的特点,我们研制了两种骨肿瘤微波等效 体模。第一种体模的主要成分为丙烯酚肢、亚硫酸氢钠、梭甲基纤维素钠、 NaCI和蒸馏水。利用测试系统对其介电参数进行测量之后,改变体模成 第2 页 丐口早医大学项士攀位论文 分以对其介电参数进行调整。第二种体模的主要成分为聚氯乙烯、梭甲基 纤维素钠、NaCI和蒸馏水。通过测量其介电参数,实验发现,等效体摸 复介电常数的实部可通过改变聚氯乙烯在体模中的比例来调整,而虚部则 可通过改变NaCI溶液的浓度来调整。第二种体模介电参数的测量结果表 明,它更接近于生物组织在2450MHZ频率下的介电参数。连续三天对同 一体模的介电参数进行测量,结果表明:当密闭程度不高时,体模的保存 时间只有一天。 结论:根据三种测量系统对等效体模的测量结果,对三种测量系统的 优缺点及其可靠性和准确性进行比较。大量的实验结果表明:用矢量网络 分析仪法和微扰法这两种直接测量的方法来测量等效体模的介电参数,误 差小,方法简单易行。在对同一体模的介电参数进行测量时,其结果非常 接近,这不仅说明系统是稳定和可靠的,而巨说明体模的测量结果是可信 的。这两种测量系统的建立,对于研究体模中热场的分布情况,具有十分 重要的意义。 本课题创新之处:1、研制了2450 MM*z骨肿瘤组织的微波等效体模: 2、建立了利用微扰法测量高损耗介质介电参数的测试系统。目前口内外 对生物组织等效体模配制的研究己比较深入,但对骨肿瘤组织等效体模的 研制还未见报道。微扰法是微波测量中的一种常用方法,但通常只能测量 低损耗介质的介电参数,我们
【学位授予单位】:第四军医大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:R318.6

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 高悦,杨国胜,王健琪,王华,范晓宇;用网络分解法提高等效体模的测量精度[J];医疗卫生装备;2003年S1期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 刘爱红;肿瘤热疗用碳纳米管热种子复合材料的制备及性能研究[D];山东大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 赖靖;张晶晶;宁采亭;沈友辉;;内生场热疗治疗癌性疼痛的临床分析[J];癌症进展;2008年05期
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9 南群;夏雅琴;刘有军;曾毅;董宝玮;梁萍;于晓玲;程志钢;陈刚;;微波消融治疗肝癌中的若干热学问题[J];北京工业大学学报;2008年05期
10 南群;李靓;刘有军;曾毅;;水冷式微波消融天线的特性研究[J];北京工业大学学报;2009年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郝晋;江汉保;李祥林;肖宝瑾;孙明义;;微波频段模拟人体肌肉组织配方[A];1995年全国微波会议论文集(下册)[C];1995年
2 王忠明;刘桂荣;李秀翠;袁春銮;;微波热疗联合放射治疗在颈部淋巴结转移癌的临床应用研究[A];江苏省第二届头颈肿瘤学术研讨会暨2010年度省级医学继续教育项目“头颈肿瘤诊疗新进展”学习班资料汇编[C];2010年
3 明东;万柏坤;胡勇;;应用三维成像技术预测高强度聚焦超声的焦域模型[A];立体图象技术及其应用研讨会论文集[C];2005年
4 田昌会;包荫鸾;;微波吸收材料优化设计程序的设计与计算[A];1991年全国微波会议论文集(卷Ⅱ)[C];1991年
5 张合璧;;Magnicon的解析研究及其适用于单束或相控阵HPM战略防御探测和击毁再入导弹[A];1997年全国微波会议论文集(上册)[C];1997年
6 刘力;;小型化全固态大占空比宽带高功率放大器[A];2001年全国微波毫米波会议论文集[C];2001年
7 侯信磊;唐璞;胡艳;;介质加载圆柱谐振腔有限元分析法测量介质介电常数的研究[A];2005'全国微波毫米波会议论文集(第二册)[C];2006年
8 蒋颉;周蔚红;何建国;;微波热疗天线的设计与优化[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2009年
9 谢兴娟;董玉和;黄传禄;;抑制同轴谐振腔高次极化模式方法的研究[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
10 柏伟;沈旭明;刘婕;陈亚男;;热阴极微波电子枪冷测调试[A];2008年全国荷电粒子源、粒子束学术会议暨中国电工技术学会第十二届电子束离子束学术年会、中国电子学会焊接专业委员会第九届全国电子束焊接学术交流会、粒子加速器学会第十一届全国离子源学术交流会、中国机械工程学会焊接分会2008年全国高能束加工技术研讨会、北京电机工程学会第十届粒子加速器学术交流会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李庆春;新型PID模糊控制器的结构分析及应用研究[D];中南大学;2010年
2 王挺;双波段相对论返波振荡器的研究[D];国防科学技术大学;2011年
3 程诚;MHz频率电子束束流动力学及其尾场效应研究[D];清华大学;2010年
4 刘松;磁绝缘线振荡器的研究[D];国防科学技术大学;2001年
5 薛强;高强度超声治疗兔肺部移植性肿瘤的实验研究[D];重庆医科大学;2002年
6 熊正爱;高强度聚焦超声治疗子宫肌瘤的研究[D];重庆医科大学;2003年
7 董树荣;微波介质陶瓷薄膜的研究[D];浙江大学;2003年
8 姚陈果;可控陡脉冲对恶性肿瘤细胞不可逆性电击穿的实验和机理研究[D];重庆大学;2003年
9 姜苗;中西医结合治疗晚期非小细胞肺癌疗效分析回顾性临床研究[D];北京中医药大学;2004年
10 贺军涛;新型渡越时间振荡器的研究[D];国防科学技术大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李军;攀枝花钛铁矿微波辅助磨细试验研究[D];昆明理工大学;2009年
2 马增战;RF MEMS 微波功率传感器的设计与分析[D];昆明理工大学;2008年
3 牛雪梅;射频热疗中采用单腔中心静脉导管测温的可行性研究[D];泸州医学院;2011年
4 马虹霞;感应式磁声成像重建算法研究[D];北京协和医学院;2011年
5 肖寅;微波热致超声成像仿体及系统小型化改进实验研究[D];电子科技大学;2011年
6 项宇;基于影像引导的计算机辅助肝癌微波消融[D];长春理工大学;2011年
7 苏施雅;鼻咽癌颈淋巴结转移灶热疗质量保证的研究[D];广州医学院;2010年
8 张晓飞;腹腔循环热灌注联合化疗治疗晚期胃癌的临床研究[D];第四军医大学;2011年
9 王伟峰;高温射频消融结合放化疗在治疗肺部肿瘤中的临床研究[D];第四军医大学;2011年
10 晏源;带背腔的平面微带天线的研究与设计[D];南京航空航天大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陆辉,李玉环;羟基磷灰石陶瓷在牙槽外科的应用[J];蚌埠医学院学报;1997年01期
2 廖静敏,李光,马念章;碳纳米管在生物传感器中的应用[J];传感技术学报;2004年03期
3 周宇松,吴希俊,周剑英,郭洪光;碳纳米管复合材料研究进展[J];材料导报;2001年01期
4 沈翔,龚荣洲;碳纳米管的电磁性能和表面修饰研究现状[J];材料导报;2003年S1期
5 曹茂盛,高正娟,朱静;CNTs/Polyester复合材料的微波吸收特性研究[J];材料工程;2003年02期
6 黄祖雄,吴唯;碳纳米管在聚合物基吸波隐身复合材料上的应用[J];材料工程;2004年07期
7 伏传龙;孟令杰;路庆华;;离子液体为溶剂制备纤维素/单壁碳纳米管复合物[J];材料工程;2008年08期
8 姬海宁,张怀武;纳米碳管的研究与发展[J];磁性材料及器件;2001年04期
9 董守安;;一维金纳米材料的研究进展:Ⅱ.金纳米棒(丝)和金纳米粒子/碳纳米管复合材料的合成和组装[J];贵金属;2008年04期
10 周萍,怡然;储氢的碳纳米管[J];国外科技动态;2000年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 周春华;纳米Fe_3Al金属间化合物吸波性能的研究[D];山东大学;2005年
2 赵萍;CF/CNTs增强磷酸钙骨水泥复合材料及其生物相容性评价[D];山东大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 廖宇涛;碳纳米管复合材料的电磁参数与吸收电磁波性能的研究[D];广东工业大学;2006年
2 张成国;碳纳米管化学沉积CeO_2/Fe_2O_3的研究[D];山东大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 邬伟魁;张海燕;杨明;宋伟;贺娅;李芳;;碳纳米管的载药及安全研究进展[J];中国实验方剂学杂志;2011年15期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 吕文选;微波腔体微扰方法测量非电量技术[J];固体电子学研究与进展;1990年02期
2 吕文选,钟茂声,肖芬,花健敏;微波腔体在工业检测中的应用[J];微波学报;1995年03期
3 田步宁,唐家明,杨德顺,刘其中;多端口反射计的任意相位单位矢量五点校准法及误差分析[J];微波学报;2000年04期
4 田步宁,雷振亚,唐家明,杨德顺,刘其中;测量微波网络参数的标量检测矢量变换法[J];西安电子科技大学学报;2001年01期
5 郑绍宽,倪祖荣,花健敏,肖芬,吕文选;圆柱腔TE_(011)模端盖哑铃状孔-缝特性及其应用[J];厦门大学学报(自然科学版);1997年06期
6 江汉保,郝晋,李爱华,孙明义,华伟,毛登寿;微波体模[J];中国生物医学工程学报;1992年03期
7 郝晋,江汉保,李祥林,肖宝瑾,孙明义;一种新的成形微波体模[J];中国生物医学工程学报;1997年01期
【相似文献】
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1 赵磊;吴水才;白燕萍;杨春兰;高宏建;;微波热疗组织水分汽化对温度场的影响研究[J];生物物理学报;2009年S1期
2 娄存广;邢达;向良忠;;微波热疗过程中组织温度的热声实时监测[J];生物物理学报;2009年S1期
3 杨峰;顾永刚;;微波热疗癌症的微带辐射器的设计[J];山东师范大学学报(自然科学版);1990年03期
4 孙兵;江国泰;陆晓峰;曹毅;;基于红外热成像的微波热疗透热深度[J];强激光与粒子束;2009年08期
5 战云;赵淑华;童宇新;左溢华;;微波热疗的疗效观察[J];吉林医学院学报;1999年03期
6 王伟,丁荣林,王海磐,李迎新,林世寅;新型热疗宫颈癌微波辐射器的研制[J];生物医学工程学杂志;2002年01期
7 廖卫东;;经尿道药物滴注结合微波热疗治疗性病后慢性非细菌性前列腺炎[J];井冈山学院学报(自然科学版);2006年05期
8 胡长瑛;微波热疗中的透深研究[J];应用科学学报;1987年04期
9 鲁勇军,余珏,任燕华,胡保卫;细胞和组织介电性能研究[J];中国医学科学院学报;1995年04期
10 蒋睿,朱代谟;在微波热疗中用附加介质层增透注入人体电磁能量的理论研究[J];生物物理学报;1998年01期
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1 赵磊;吴水才;白燕萍;杨春兰;高宏建;;微波热疗组织水分汽化对温度场的影响研究[A];第十一次中国生物物理学术大会暨第九届全国会员代表大会摘要集[C];2009年
2 娄存广;邢达;向良忠;;微波热疗过程中组织温度的热声实时监测[A];第十一次中国生物物理学术大会暨第九届全国会员代表大会摘要集[C];2009年
3 王忠明;刘桂荣;李秀翠;袁春銮;;微波热疗联合放射治疗在颈部淋巴结转移癌的临床应用研究[A];江苏省第二届头颈肿瘤学术研讨会暨2010年度省级医学继续教育项目“头颈肿瘤诊疗新进展”学习班资料汇编[C];2010年
4 孙格靓;李建保;杨晓战;孙晶晶;;碳化硅复合雷达吸波涂层的介电参数计算和性能预测[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
5 王宝发;关德新;;微波热疗器的最佳工作频率[A];1987年全国微波会议论文集(下)[C];1987年
6 盛磊;白燕萍;杨春兰;朱皓;李硕;吴水才;;利用超声回波无创监测微波热疗的实验研究[A];中国仪器仪表学会医疗仪器分会第四次全国会员代表大会暨2009年学术年会论文集[C];2009年
7 白保东;尹小明;;乳腺癌微波热疗电磁场与温度场的FDTD计算[A];中国生物医学工程学会成立30周年纪念大会暨2010中国生物医学工程学会学术大会壁报展示论文[C];2010年
8 陈赐海;骆超艺;黄振宇;肖芬;;微波开放型介质谐振器介电参数的测试[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年
9 郭文川;朱新华;;西瓜果肉和果汁的介电特性及其与糖度的关系[A];纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE 2009)论文集[C];2009年
10 杨虹;冯启宁;;射频段介电参数的实验室测量[A];1993年中国地球物理学会第九届学术年会论文集[C];1993年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 中国医学科学院肿瘤医院主任医师 王建璋;癌症治法种种[N];大众卫生报;2002年
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中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 高悦;微波热疗中辐射器形式和热场分布的研究[D];第四军医大学;2005年
2 张国基;微波在白血病无损探测中的应用研究[D];华南理工大学;1999年
3 高源慈;电介质准光学测试系统的实现及生物电磁学中的相关研究[D];电子科技大学;2005年
4 王亦方;微波检测人体皮下肿瘤的研究及其探头的优化设计[D];华南理工大学;2000年
5 黄成军;基于介电电泳原理的生物芯片的构建及其在细胞分析中的应用研究[D];华中科技大学;2006年
6 刘立业;GPR天线和目标的电磁特性分析及数据解译方法研究[D];国防科学技术大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高悦;2450MHz骨肿瘤微波等效体模的研制及其参数测量[D];第四军医大学;2002年
2 钱晨;基于同轴线法的射频材料介电参数测试研究[D];南昌大学;2011年
3 薛倩;介入式天线在肿瘤微波热疗中有效热区的优化控制[D];苏州大学;2011年
4 张华松;前列腺增生微波热疗法的数值研究[D];东华大学;2012年
5 范晓宇;骨肿瘤等效微波体模的研究和新型微波骨肿瘤治疗仪的研制[D];第四军医大学;2001年
6 徐宝利;微波毫米波介质谐振器介电参数测试研究[D];电子科技大学;2005年
7 尹小明;天线阵治疗乳腺癌温度分布的研究及其激励源的优化[D];沈阳工业大学;2011年
8 高明东;微波热疗治疗慢性前列腺炎的疗效观察[D];兰州大学;2010年
9 李娜;肝癌微波热疗中热物性参数与血液灌注率测量及温度场模拟[D];北京工业大学;2000年
10 张长青;碳团簇型吸波材料的计算机辅助设计与实验研究[D];四川大学;2007年
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