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激光诱导间质热疗法是一种可使局部组织受热发生凝固坏死的肿瘤热疗技术,但该方法目前尚存在一些难以解决的问题,例如缺乏术中实时获取生物组织参数的技术手段、无法实时获得生物组织在空间点的温度、无法实时判断毁损的范围等,这使得手术存在较大风险,治疗效果具有不确定性。本文针对这些问题,提出了具体的解决方案,利用近红外光谱技术实时获得生物组织光学参数,根据有限元方法结合实验建立了实时疗效评估模型,为激光诱导间质热疗技术的临床手术监测提供理论基础。论文根据有限元方法原理及其在生物传热学中的应用,借助于有限元仿真软件建立激光诱导间质热疗下生物组织的温度场分布,并由此得出生物组织的温度场分布模型及有效毁损体积模型。其中,温度场分布模型可以确定生物组织内部任意位置处的瞬时温度,有效毁损体积模型可以确定任意激光功率、照射时间下的有效毁损体积的变化情况。与此同时,为了证明研究的可行性,课题进行了动物在体实验验证,根据实验结果建立了有效毁损体积模型及约化散射系数μ′s随着激光功率和毁损时间的变化模型。通过对比仿真体积模型与实验体积模型,说明仿真结果的有效性,而约化散射系数μs′作为评估因子,结合毁损体积模型,实时监控评估生物组织有效毁损体积的变化,反映热毁损的程度。论文主要工作及创新点:(1)建立了基于有限元方法的仿真模型,包括温度场分布模型以及毁损体积模型,温度场分布模型是验证体积模型的必要准备。(2)建立了动物在体实验毁损体积模型以及光学参数模型,并验证了仿真模型的可用性,为激光诱导间质热疗技术进一步在临床应用奠定了基础。(3)建立了疗效评估模型,初步实现利用近红外光谱技术进行实时疗效评估。