一、蒙特卡罗模拟激光诱导间质热疗中激光能量在肿瘤组织内的传播（论文文献综述）
陈琴[1]（2020）在《基于纳米颗粒光热特性的肿瘤热疗温度场主被动调控》文中进行了进一步梳理近年来纳米技术得到了全方位的发展,微纳尺度光热转换与传输在包括生物医学领域在内的众多应用中起到至关重要的作用。2018年世界卫生组织公布的数据显示,全球癌症发病率和死亡率仍呈快速上升趋势。微纳尺度材料特有的高效光热转换特性可产生纳米尺度的高热流密度可调控热源,从而为新一代精准医学诊疗技术以及其他潜在的应用提供新的途径。纳米颗粒辅助的激光诱导肿瘤热疗技术是一种极具前景的精准肿瘤替代疗法,近些年得到了快速发展。然而,现有技术主要通过实时测温技术（热电偶、近红外测温、超声测温、光声测温以及磁共振温度成像技术等）监控肿瘤区域及周围组织温度,在此基础上通过调节热剂量（激光功率、超声强度或磁场强度等）来控制肿瘤区域温度。由于测温技术存在一定误差以及热剂量调控的滞后性,对于肿瘤区域温度的实时精准调控具有一定的困难。除此之外,在肿瘤光热治疗过程中,由于纳米颗粒对激光的强衰减作用,往往在肿瘤与正常组织交界处形成高温区域,由于热扩散作用导致正常组织的过热现象很难避免。基于以上问题,本文主要研究了外加光源激励下单个纳米颗粒和纳米颗粒团聚体的局部表面等离激元共振作用引发的独特光吸收和散射现象,以及由此产生的局部微纳尺度热源导致的微纳结构周围基底介质相变过程,在此基础上提出基于纳米颗粒光热特性的肿瘤热疗过程温度场的主动和被动控制方法。主要内容如下:纳米颗粒光热转换特性的理论研究目前更多的针对于简单形状的纳米颗粒,而对于复杂形状颗粒的研究多集中在实验领域。与此同时在光热治疗中为减少细胞毒性,纳米颗粒表面常修饰其他材料,如聚乙二醇（Polyethylene glycol,PEG）等。本文研究了金纳米笼结构参数对其光学性质（吸收因子、光吸收效率）的影响,发现金纳米笼在特定条件下的多级共振现象,可通过调节结构尺寸使金纳米笼更加适用于生物成像及激光诱导热疗中。在此基础上开展了金纳米颗粒表面修饰PEG对其光热特性影响的研究。分析了金纳米球及金纳米棒不同PEG修饰厚度下的吸收及散射特性,并考察了不同PEG折射率的影响。研究发现PEG厚度对于纳米颗粒光热性质的影响主要依赖于纳米颗粒的形状,在金纳米球及金纳米棒具有不同的规律。PEG折射率与环境折射率的相对大小对于纳米颗粒光热性质有重要影响。对纳米颗粒多聚体的温度分布及相变的精准调控对于微纳尺度加热（融化）在生物医学领域的应用具有重要意义。针对此问题,本文研究了纳米颗粒二聚体在外加电磁场作用下的光热响应及微纳尺度相变情况。采用等效热容法研究了外加电磁场作用下不同形状和大小单个纳米颗粒周围基底介质相变情况及其影响因素。考察不同布置方式的纳米颗粒二聚体及周围基底介质的温度分布和相变情况,并通过改变电磁场偏振方向对微纳尺度温度分布和相变情况进行调控。研究发现可以通过调整光偏振角来控制基底介质的相变情况,并精确控制纳米级的温度分布。在肿瘤热疗过程中较高的激光功率可能会对正常生物组织造成热损伤,同时提高纳米颗粒的粒径又不利于其向肿瘤区域扩散。纳米颗粒间的相互作用可有效增强其光热转换能力,提高其发热功率,同时会大幅增强颗粒间的电磁场强度。因此本文研究了纳米天线对局部电磁场的增强效果,分析了热叠加效应和等离激元耦合效应对局部热点温升的贡献,与此同时,研究纳米颗粒短链结构的光学特性,提出了一种可用于肿瘤光热诊疗过程的纳米颗粒复合物诊疗剂,并分析了杂质对于所提出纳米诊疗剂的影响。为避免肿瘤热疗过程中正常组织长时间过热,需对热疗过程中肿瘤区域的温度进行实时精准调控。针对此问题,本文提出了一种通过调节纳米颗粒各向异性散射特性来优化肿瘤热疗过程光热传输的方法,以实现对肿瘤区域温度的主动调控,从而提高肿瘤热疗的靶向性,减小周围组织的过热情况。利用离散偶极子近似方法（DDA）研究不同形状、粒径纳米颗粒的各向异性散射特性,在此基础上,获得前向和后向散射条件下生物组织内的光热传输特性和肿瘤热疗过程温度场主动控制方法。为了改善主动温度控制方法测量设备复杂以及温度控制滞后等问题,本文提出了一种基于光学相变纳米材料（固-固相变）的肿瘤热疗温度场被动调控方法,利用光学相变材料到达临界温度后光学常数发生剧烈变化的特性,实现当组织温度较高时可以减小其对光的吸收,进而达到高温区温升速率降低,低温区温升速率升高的目的,以提高靶向区域的温度均匀性,减小因热扩散引起的周围正常组织过热甚至热损伤。针对此问题研究了不同光学相变材料（VO2和Ge3Sb2Te6）、不同粒径纳米球及纳米壳相变前后的光学特性,在此基础上进一步研究了在相变纳米球表面添加Si O2纳米壳层后对其光学特性的影响。
丁乐明,戴丽娟,张磊,钱志余[2]（2020）在《基于蒙特卡罗法的组织内插光纤出射激光的传输》文中认为考虑到肿瘤的形状特征以及激光间质热疗时激光的传输方式为内置光源,首先建立了内插光纤的双层球体生物组织模型,然后假设光子从球体中心发射,建立了光子在组织内、球体边界及内插光纤表面的传输方式,最后采用Visual Studio软件编程,基于蒙特卡罗法对光在该组织模型中的传输进行仿真。仿真结果表明:光纤主要对光子出射端面附近的光子的运动产生影响;位于光子出射面下方的组织对光子能量的吸收大于出射面上方组织对光子能量的吸收;内层球体的半径越小,内边界的吸收值越大。与传统的蒙特卡罗方法相比,所建模型更接近于激光间质热疗的实际情况,对后续准确预估激光间质热疗的热毁损范围具有重要的实际意义。
朱凤龙[3]（2018）在《激光诱导间质热疗中温度场的模拟与实验监测》文中认为肝脏肿瘤作为目前全球高发病率和死亡率的重大疾病之一,一直以来都是国内外学者们关注、研究的重点。激光诱导间质热疗作为一种微创的手术方法,因其费用低、疗效好、恢复快等特点,使得该方法在临床中被广泛使用。其原理是组织通过吸收激光的能量后产生的热效应,使得组织细胞凝固坏死。但是值得注意的是肿瘤区域的热量会以热传导的形式传导到肿瘤周边的正常组织,因此激光治疗的剂量若过大,不仅对肿瘤区域产生消融,同时也会对正常组织造成损伤。为了避免这一结果的产生,就需要对激光诱导间质热疗过程中组织的实时温度监测。本文通过有限元仿真模拟跟离体实验的对比,为临床上进行个体化的最佳治疗剂量制定,提供理论依据。本文的主要工作:1)基于光在组织中的传输理论、热传输理论和热损伤理论,对激光在组织中的作用进行有限元仿真模拟。通过采用两种不同的热传输理论,即经典Pennes传热方程和双曲线Hyperbolic传热方程,分别模拟得到两组组织温度场分布,进而比对分析发现基于Hyperbolic方法得到的结果与Pennes得到的结果对比是温度升高幅度先小后大,中间出现交叉点,两者的最大损伤面积差异可以达到13.1%。2)通过在模拟组织损伤过程中引入组织动态光热参数,证明了参数随组织温度的变化会对结果产生影响。3)通过在模拟组织损伤过程中加入大血管,证明了在大血管附近组织温度明显低于没有血管的组织温度,且灌注率的大小也会对结果产生影响。4)通过离体猪肝实验,发现Hyperbolic方法求解的精确度优于Pennes方法,验证了非傅立叶双曲线传热方程在激光诱导间质热疗中的可行性。文中主要创新点:1)在LITT仿真模拟中引入非傅立叶双曲线传热方程（Hyperbolic）并通过量化计算验证其方程的有效性,为今后利用Hyperbolic方程求解更加复杂的组织温度场提高理论基础。2)仿真模拟考虑光热参数随温度的动态变化,进一步提高仿真的准确性。3)仿真中考虑大血管肿瘤对光热治疗的影响,发现不同血管大小及其血液流速会对组织温度场产生重要影响,为在体实验提供理论基础。
彭媛媛[4]（2016）在《生物组织光热相互作用模型及其在温度传感中的应用》文中研究说明激光与生物组织相互作用产生的光热响应是激光医学研究的重要部分,目前在临床医学上使用的光热疗法就是利用了激光与生物组织相互作用产生的热效应使得病变组织凝固坏死。在光热治疗过程中,我们将光源的光分布区域控制在病变组织内,组织吸收光能量后,转化成热能,热能作用情况以温度高低的形式表现出来。值得注意的是沉积在病变区的热量会以热传导的方式扩散到病变组织周围区域,这就导致光热治疗中不仅损坏了病变组织也有可能损坏正常组织,为了避免这一现象的发生,对光热治疗过程进行实时的温度监测非常必要。本文针对光与生物组织相互作用产生的光热响应,分别研究生物组织光传输、生物组织热传输、新型测温方法三方面内容,具体包括：一、研究组织内的光分布情况。使用Monte Carlo方法,分别对激光入射到组织上时入射角度对光分布的影响、激光垂直入射到凹面组织和凸面组织上时组织表面的凹凸程度对光分布的影响、激光垂直入射到复杂结构组织上时组织内的光分布情况进行研究。并将根据漫射方程模拟出来的结果与使用Monte Carlo方法模拟出来的结果进行比较。二、研究组织的温度分布情况。使用有限元分析的方法,研究肝脏组织和皮肤组织在激光特性、激光出射方式、外部条件不同时的温度分布。三、研究动态光热参数下组织的光分布和温度分布。使用有限元分析方法,将生物组织光传输和热传输的物理场相耦合,模拟动态光热参数下组织光分布和温度分布随时间和空间的变化。构建复杂的组织模型,模拟动态光热参数的条件下含大血管的组织中大血管对组织热损伤的影响。四、光声成像技术在测温方面的探究。用不同功率的激光给组织加热时,探究温度和光声信号随加热时间的变化,以及光声信号与温度的关系。探究柱透镜对光声成像系统的影响。
黄威,迪丽娜尔·马合木提[5]（2012）在《生物传热在临床上的应用》文中进行了进一步梳理生物传热学是由生物学、临床医学和传热学多个学科领域交叉形成的一门新学科,其研究内容涉及到从细胞、亚细胞层次到组织、器官,直至整个生物个体的热质传输现象[1]。生物传热学是将传热学的基本原理和研究方法、手段引入到生物和医学工程领域中,探讨物质和能量在生物体内的传输规律,
包美芳[6]（2012）在《激光诱导间质热疗疗效评估模型基础研究》文中研究说明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。
包美芳,钱志余,李韪韬,肖笛,王晋阳,钱露[7]（2011）在《激光诱导间质热疗中生物组织的温度场研究》文中研究指明激光诱导间质热疗疗效评估的前提是必须获得准确的激光在不同功率、不同照射时间的生物组织温度场分布.利用多物理场直接耦合分析软件COMSOL Multiphysics构建了在组织光学参量不变情况下的三维有限元传热模型.该模型基于Pennes生物传热方程和轴对称高斯形状的激光光束热源方程,参量针对离体猪肝组织,考虑到了生物组织热物性密度、比热和热导率随温度变化的情况.仿真获得激光功率为0.77 W、0.95 W、1.23 W,照射时间为1090 s,径向距离02 mm范围和轴向距离04 mm范围的温度场数据集.利用拟合算法,获得了自变量为激光功率、照射时间、径向距离和轴向距离的生物组织温度场分布模型.将功率为0.88 W和1.05 W时的结果与Pennes方程结果相比较,两者误差在5%以内.
王晋阳[8]（2010）在《肿瘤激光诱导间质治疗（LITT）实时疗效评估因子研究》文中进行了进一步梳理激光诱导间质热疗法是利用激光产生局部组织凝固坏死的肿瘤热疗技术,临床应用上存在术中无法实时评估疗效和控制剂量问题。本文利用近红外光谱技术研究激光诱导间质热疗的实时疗效,为临床手术精确监控提供理论基础。论文主要工作:1、基于生物组织热传导和热损伤的基础理论,对激光治疗过程进行了模拟仿真研究,主要有:热损伤过程中组织参数（主要研究光学参数）动态模型,并利用动态模型仿真治疗过程的靶点温度的变化情况,通过动态模型与静态模型的分析比较,证明了热疗过程中组织参数的动态特性对温度的影响非常大;2、通过激光诱导间质热疗离体和在体实验获得疗效评估参数。实验采用离体猪肝和在体小鼠皮下移植肝肿瘤,获取了手术治疗靶点的近红外光学参数（约化散射系数μs’、吸收系数μa）及血氧参数（血氧饱和度SO2）;3、通过大量实验数据分析获得了较可靠的手术实时监控因子（μs’、μa）、建立了激光治疗参数（功率P、治疗时间t）和疗效因子的关联模型,通过数学模型来反映术中疗效,得到了较理想的治疗评估效果。论文主要创新点:1、提出了一种基于近红外光谱的肿瘤激光诱导间质手术实时疗效评估技术;2、构建了有限元热疗仿真参数动态模型,模拟仿真了激光热疗中的温度场分布;3、通过离体猪肝和在体小鼠皮下移植肝肿瘤实验建立了疗效评估数学模型,初步实现了近红外光谱技术实时疗效评估。
张纪庄[9]（2009）在《皮肤病治疗中激光蚀除和选择性光热解的光热作用研究》文中提出作为蚀除性和非蚀除性皮肤疾病激光治疗的理论基础,激光蚀除和选择性光热解（selective photothermolysis,SP）的光热作用研究是国内外激光医学研究领域的热点和难点问题。本文采用理论分析、数值模拟和离体、活体动物实验相结合的方法对CO2激光蚀除皮肤组织和SP的光热作用机理以及各种因素影响下的量效关系进行了探索性研究。本文建立了CO2激光蚀除皮肤组织多层结构动态光热作用数理模型,并对蚀除过程中各层组织厚度、组织吸收的激光能量分布和温度场等主要物理量的时空演化规律,以及激光功率、环境参数等相关参数的影响规律进行了理论分析和数值模拟。对激光照射过程中组织吸收的激光能量分布、温度场和各层组织厚度（对应于组织物性参数）的相互耦合作用,以及激光照射停止后剩余热的影响进行了分析讨论。本文建立了考虑组织热物性参数和血液灌注率动态变化及汽化潜热影响的三维SP光热作用数理模型,并对激光照射过程中和停止激光照射后组织中的温度场和热损伤分布的时空演化规律,以及黄色人种皮肤内血管参数、表皮冷却方式等相关参数的影响规律进行了理论分析和数值模拟。研究结果表明,与“选择性的激光能量分布”相比,用“选择性的温度分布”能更有利于揭示选择性光热解的作用机理,通过强化组织温度分布的选择性可优化SP治疗。本文还对考虑汽化温度和压力动态变化的SP光热作用数理模型进行了初步探讨。本文对CO2激光蚀除离体猪皮组织时蚀除弹坑直径和深度与激光功率的量效关系、532 nm和1064 nm激光照射活体小鼠皮肤组织时热损伤厚度与激光能量密度的量效关系以及用578 nm激光对活体兔眼视网膜的热损伤阂值进行了实验研究,实验结果与数值结果符合较好。本文研究成果有助于进一步深入认识对皮肤疾病进行激光治疗过程中的临床现象和规律,对提高治疗的安全性和有效性具有参考价值和指导意义。
杨林[10]（2007）在《生物组织中光传输特性及光热效应研究》文中提出随着激光技术的飞速发展，激光在生物医学领域中的应用越来越广，激光已成功地应用于肿瘤等多种疾病的治疗。研究生物组织中光吸收的分布和光热效应，不仅对提高治疗效果有重要意义，而且有助于诊断安全地进行。本文用蒙特卡罗方法模拟了光在生物组织中的传播与光能量在组织中的分布规律，并运用有限元方法求解pennes生物传热方程得到组织中的温度分布。首先，用蒙特卡罗方法模拟了均匀分布光和高斯分布光在生物组织内的传播。通过比较单束以及多束均匀分布光和高斯分布光照射下组织内的光子能量分布规律，分析了不同光源和光斑大小对光吸收分布的影响。同时研究多束单光源组合辐照生物组织时组织内的光吸收分布，分析了光源的组合方式对光吸收分布的影响。结果表明：与均匀光束比较，高斯光束辐照时，激光能量较为集中，但侧向传播范围较窄。在总功率相同的情况下，单束大功率光的束宽增加与多束小功率光的组合均能明显地增大光的侧向传播距离，但使用多束功率较小的小光斑光辐照时生物组织中的最大光吸收率增大。组合光源的光束问距对组织内光吸收分布有很大影响。在此基础上，采用Matlab软件实现有限元方法求解生物热传输的非线性偏微分方程，计算了组织温度场的分布。模拟了典型散射型Nd：YAG激光凝结肝脏组织的激光间质疗法模型，分析了光源和组织特性参数对组织温升的影响，并讨论了活体组织在低功率长时间激光照射下温度的动态平衡现象。模拟结果对治疗光源的选取和治疗方案的确定有着重要的参考价值。
二、蒙特卡罗模拟激光诱导间质热疗中激光能量在肿瘤组织内的传播（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、蒙特卡罗模拟激光诱导间质热疗中激光能量在肿瘤组织内的传播（论文提纲范文）
（1）基于纳米颗粒光热特性的肿瘤热疗温度场主被动调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究状况 |
| 1.2.1 纳米颗粒在肿瘤热疗中的应用 |
| 1.2.2 微纳尺度光热特性调控应用研究现状 |
| 1.2.3 激光诱导肿瘤热疗中治疗策略研究 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 复杂结构纳米颗粒光热特性及影响因素分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 纳米结构光热转换理论基础 |
| 2.3 复杂纳米结构光谱特性 |
| 2.3.1 纳米颗粒光学特性理论与方法 |
| 2.3.2 金纳米笼的光学性质 |
| 2.3.3 结构参数对金纳米笼光学性质的影响 |
| 2.4 表面修饰对纳米颗粒光热特性影响 |
| 2.4.1 纳米颗粒光热转换模型验证 |
| 2.4.2 PEG修饰纳米球光学特性 |
| 2.4.3 PEG修饰纳米棒光学特性 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 纳米颗粒二聚体局部温度及相变调控 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 固液相变的等效热容法 |
| 3.3 纳米颗粒二聚体的局部温度分布调控 |
| 3.3.1 纳米颗粒基底介质相变影响因素分析 |
| 3.3.2 纳米颗粒二聚体局部温度分布调控 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 纳米天线及短链结构光热特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 纳米天线对局部热点温度的影响因素分析 |
| 4.2.1 对称结构的金纳米天线光热特性分析 |
| 4.2.2 非对称结构的金纳米天线光热特性分析 |
| 4.2.3 金属氮化物纳米热源 |
| 4.3 短链结构纳米颗粒光热特性 |
| 4.3.1 纳米短链光学特性 |
| 4.3.2 基于纳米复合物的纳米诊疗剂吸收散射特性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于纳米颗粒各向异性散射的光热传输主动调控 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 激光加热实验系统介绍 |
| 5.2.1 光源参数测定 |
| 5.2.2 实验系统与设备介绍 |
| 5.3 激光加热数值模型 |
| 5.4 等离激元纳米颗粒各向异性散射特性 |
| 5.4.1 不对称因子对激光辐照下纳米流体的温度分布的影响 |
| 5.4.2 等离激元纳米颗粒的各向异性散射影响因素分析 |
| 5.4.3 注入各向异性散射纳米颗粒的生物组织温升分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 含纳米颗粒生物组织光热传输被动调控 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 VO_2和GE_3SB_2TE_6 纳米颗粒的光学特性 |
| 6.2.1 VO_2和Ge_3Sb_2Te_6 纳米球的光学特性 |
| 6.2.2 VO_2和Ge_3Sb_2Te_6 纳米壳的光学特性 |
| 6.3 基于纳米相变材料的肿瘤区域温度被动调控 |
| 6.3.1 纳米材料相变对热源分布的影响 |
| 6.3.2 肿瘤内热源分布的动态变化 |
| 6.3.3 不同部位肿瘤的应用效果 |
| 6.3.4 肿瘤热疗过程组织温度分布情况 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（2）基于蒙特卡罗法的组织内插光纤出射激光的传输（论文提纲范文）
| 1 引 言 |
| 2 模型与方法 |
| 2.1 光纤附近光传输的计算 |
| 2.2 球边界处光传输的计算 |
| 2.3 在光纤附近和球边界传输时的情况 |
| 3 结 果 |
| 3.1 模型参数设置 |
| 3.2 仿真结果 |
| 4 讨 论 |
| 5 结 论 |
（3）激光诱导间质热疗中温度场的模拟与实验监测（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 中文文摘 |
| 绪论 |
| 第一节 课题的研究背景 |
| 第二节 国内外的在LITT技术上的研究概括 |
| 第三节 激光诱导间质热疗(LITT)技术介绍 |
| 第四节 组织测温方法介绍 |
| 第五节 课题研究方案 |
| 第一章 光热耦合理论介绍 |
| 第一节 生物组织中的光传输理论 |
| 第二节 激光在生物组织中的光分布 |
| 第三节 生物组织的传热理论 |
| 第四节 LITT温度场有限元模拟仿真介绍 |
| 第五节 本章小结 |
| 第二章 LITT组织温度场有限元模拟研究 |
| 第一节 Comsol Multiphysic模拟仿真中的一般步骤 |
| 第二节 模拟仿真结果 |
| 第三节 两种差异的原因分析 |
| 第四节 本章小结 |
| 第三章 动态光热参数下LITT仿真中温度场的影响 |
| 第一节 动态光热参数理论 |
| 第二节 动态光热参数模型 |
| 第三节 模拟结果 |
| 第四节 大血管对激光诱导间质热疗的影响 |
| 第五节 本章小结 |
| 第四章 激光诱导间质热疗(LITT)温度场测量实验 |
| 第一节 实验方案 |
| 第二节 实验结果 |
| 第三节 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（4）生物组织光热相互作用模型及其在温度传感中的应用（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 中文文摘 |
| 绪论 |
| 第一节 组织光学的研究现状 |
| 第二节 光热效应的研究现状 |
| 第三节 光声测温的发展 |
| 第四节 本课题研究意义、论文主要工作 |
| 第一章 生物组织光分布的研究 |
| 第一节 光传输理论概述 |
| 第二节 Monte Carlo理论 |
| 第三节 MOSE平台及若干模拟结果 |
| 第四节 漫射理论 |
| 第五节 本章小结 |
| 第二章 生物组织温度分布的研究 |
| 第一节 热传输理论 |
| 第二节 复杂结构组织温度分布研究 |
| 第三节 实验研究 |
| 第四节 本章小结 |
| 第三章 生物组织光热耦合相互作用模型 |
| 第一节 动态光热参数下生物组织光热响应 |
| 第二节 大血管对肿瘤间质疗法的影响 |
| 第三节 本章小结 |
| 第四章 光声温度传感 |
| 第一节 测温方法的总结 |
| 第二节 光声测温的理论 |
| 第三节 光声测温的实验 |
| 第四节 线性光源的光声测温研究 |
| 第五节 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（6）激光诱导间质热疗疗效评估模型基础研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 国内外研究概况 |
| 1.2 激光诱导间质热疗(LITT)技术介绍 |
| 1.3 临床医学存在的问题 |
| 1.4 课题研究方案 |
| 1.5 论文框架 |
| 1.6 本章小结 |
| 第二章 基础理论介绍 |
| 2.1 近红外光谱技术简介 |
| 2.1.1 近红外光谱技术原理 |
| 2.1.2 近红外光谱技术的应用 |
| 2.2 生物组织中光子传输理论 |
| 2.2.1 生物组织中光传播的理论模型 |
| 2.2.2 激光在生物组织的光分布和热源项 |
| 2.3 生物组织热传导基础理论 |
| 2.3.1 基本概念 |
| 2.3.2 Pennes 生物传热方程 |
| 2.3.3 边界条件 |
| 2.3.4 Pennes 模型的局限性 |
| 2.4 有限元分析方法简介 |
| 2.4.1 有限元方法原理 |
| 2.4.2 有限元方法的应用及发展 |
| 2.4.3 有限元分析软件 Comsol Multiphysics 介绍 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 LITT 温度场有限元仿真研究 |
| 3.1 有限元仿真 |
| 3.1.1 Comsol Multiphysic 中仿真模拟求解步骤 |
| 3.1.2 建立几何模型 |
| 3.1.3 设置物理参数 |
| 3.1.4 设定边界条件 |
| 3.1.5 划分网格 |
| 3.2 仿真结果 |
| 3.2.1 激光功率一定 |
| 3.2.2 时间一定 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 LITT 疗效评估实验 |
| 4.1 LITT 实验系统介绍 |
| 4.2 实验研究 |
| 4.2.1 实验过程 |
| 4.2.2 实验结果 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 实时疗效评估数学模型建立 |
| 5.1 动物实验数据统计分析 |
| 5.1.1 毁损体积 |
| 5.1.2 光学参数 |
| 5.2 生物组织温度场分布模型 |
| 5.2.1 数据统计 |
| 5.2.2 回归模型建立 |
| 5.2.3 模型适用范围 |
| 5.3 激光毁损体积模型建立 |
| 5.3.1 数据统计 |
| 5.3.2 回归模型及显着性验证 |
| 5.4 模型评估分析 |
| 5.4.1 温度模型验证 |
| 5.4.2 体积模型验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 本文创新点 |
| 6.3 展望 |
| 6.4 结束语 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在校期间的研究成果及发表的学术论文 |
（7）激光诱导间质热疗中生物组织的温度场研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 Pennes传热模型 |
| 2 温度场分布简化模型的获得 |
| 2.1 Pennes传热模型数据集的获得 |
| 2.2 简化模型推导方法 |
| 3 讨论 |
| 3.1 简化模型的适用范围 |
| 3.2 有效性验证 |
| 1) 激光功率为0.88 W |
| 2) 激光功率为1.05 W |
| 4 结论 |
（8）肿瘤激光诱导间质治疗（LITT）实时疗效评估因子研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景和现状 |
| 1.2 激光诱导间质热疗(LITT)技术及临床医学问题 |
| 1.2.1 激光诱导间质热疗(LITT)技术 |
| 1.2.2 LITT 存在问题 |
| 1.3 近红外光谱技术 |
| 1.3.1 近红外光谱基本理论 |
| 1.3.2 疾病预测与诊断中的应用 |
| 1.4 研究路线 |
| 1.5 研究目标和内容 |
| 1.5.1 研究目标 |
| 1.5.2 论文结构与研究内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 第二章 LITT 温度场分布有限元仿真基础理论 |
| 2.1 生物组织中光子传输理论 |
| 2.1.1 生物组织中光的传输 |
| 2.1.2 激光在生物组织的光场分布和热源项 |
| 2.2 生物组织传热模型 |
| 2.2.1 热传导方程 |
| 2.2.2 边界条件 |
| 2.2.3 生物组织的热物性参数 |
| 2.3 COMSOL 仿真软件介绍 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 LITT 温度场有限元仿真研究 |
| 3.1 LITT 有限元仿真 |
| 3.1.1 COMSOL 中仿真模拟求解步骤 |
| 3.1.2 模型的选取 |
| 3.1.3 参数选取 |
| 3.1.4 边界条件的设定 |
| 3.1.5 划分网格 |
| 3.2 计算方法和仿真方案 |
| 3.2.1 计算方法 |
| 3.2.2 仿真方案 |
| 3.3 仿真结果与分析 |
| 3.3.1 仿真结果 |
| 3.3.2 仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 离体和在体组织LITT 实验 |
| 4.1 LITT 实验系统介绍 |
| 4.2 LITT 离体猪肝实验 |
| 4.2.1 实验准备 |
| 4.2.2 实验结果 |
| 4.2.2.1 μa 特征曲线 |
| 4.2.2.2 μ_s' 特征曲线 |
| 4.2.2.3 温度曲线及μ's 随温度变化规律 |
| 4.3 LITT 激光肿瘤治疗活体实验 |
| 4.3.1 实验准备 |
| 4.3.2 实验结果 |
| 4.3.2.1 μa 特征曲线 |
| 4.3.2.2 μ's 特征曲线 |
| 4.3.2.3 血氧饱和度(502) |
| 4.3.2.4 温度曲线及μ's 随温度变化规律 |
| 4.3.3 MRI 结果与分析 |
| 4.3.4 病理切片结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结果与分析 |
| 5.1 LITT 激光治疗过程疗效评估因子探讨 |
| 5.1.1 猪肝体外实验结果讨论 |
| 5.1.1.1 吸收系数μ_a |
| 5.1.1.2 约化散射系数μ_s' |
| 5.1.2 肿瘤治疗实验结果讨论 |
| 5.1.2.1 约化散射系数 μ_s' |
| 5.2 LITT 激光治疗温度变化的情况分析与讨论 |
| 5.2.1 温度变化的实验数据与仿真数据的结果 |
| 5.2.2 仿真结果分析 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 本文创新点 |
| 6.3 展望 |
| 6.4 结束语 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在校期间的研究成果及发表的学术论文 |
（9）皮肤病治疗中激光蚀除和选择性光热解的光热作用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 课题背景和意义 |
| 1.2 基础知识 |
| 1.2.1 激光与生物组织的相互作用概述 |
| 1.2.1.1 光化学作用 |
| 1.2.1.2 光蚀除 |
| 1.2.1.3 等离子体诱导蚀除和光致破裂 |
| 1.2.1.4 光热作用 |
| 1.2.2 激光与生物组织光热作用研究的理论基础 |
| 1.2.2.1 激光在活体生物组织中的传输 |
| 1.2.2.2 生物传热理论 |
| 1.2.2.3 生物组织热损伤的描述 |
| 1.2.2.4 相变问题的数值求解 |
| 1.3 研究现状 |
| 1.3.1 国外对激光蚀除的研究现状 |
| 1.3.1.1 理论研究 |
| 1.3.1.2 实验研究 |
| 1.3.2 国外对选择性光热解的研究现状 |
| 1.3.2.1 论研究 |
| 1.3.2.2 实验研究 |
| 1.3.3 国内对激光与生物组织光热作用的研究现状 |
| 1.3.3.1 理论研究 |
| 1.3.3.2 实验研究 |
| 1.3.4 小结 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 CO_2激光蚀除皮肤组织的光热作用研究 |
| 2.1 CO_2激光蚀除皮肤组织多层结构动态光热作用数理模型 |
| 2.1.1 模型建立 |
| 2.1.1.1 连续CO_2激光蚀除皮肤组织 |
| 2.1.1.2 脉冲CO_2激光蚀除皮肤组织 |
| 2.1.2 数值求解方法 |
| 2.1.3 数值模拟程序的正确性验证 |
| 2.1.4 小结 |
| 2.2 CO_2激光蚀除皮肤组织过程的时空演化规律 |
| 2.2.1 连续激光照射 |
| 2.2.2 脉冲激光照射 |
| 2.2.3 讨论与小结 |
| 2.3 激光照射停止后剩余热的影响 |
| 2.3.1 激光照射停止后温度场和各层组织厚度的时空演化规律 |
| 2.3.2 不同激光功率时剩余热的影响 |
| 2.3.3 不同环境参数时剩余热的影响 |
| 2.3.4 小结 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 选择性光热解的光热作用研究 |
| 3.1 汽化温度恒定为110℃的三维SP光热作用数理模型 |
| 3.1.1 模型建立 |
| 3.1.1.1 组织模型 |
| 3.1.1.2 皮肤组织中激光能量分布模拟 |
| 3.1.1.3 皮肤组织中温度场及热损伤程度计算 |
| 3.1.2 数值求解方法 |
| 3.1.3 数值模拟程序的正确性验证 |
| 3.1.4 小结 |
| 3.2 SP过程中组织温度和热损伤的时空演化规律 |
| 3.2.1 组织中激光能量分布 |
| 3.2.2 组织温度场的时空演化规律 |
| 3.2.3 组织热损伤的时空演化规律 |
| 3.2.4 讨论与小结 |
| 3.3 参数影响规律研究 |
| 3.3.1 激光参数的影响 |
| 3.3.2 组织参数的影响规律 |
| 3.3.3 表皮冷却的影响 |
| 3.3.4 讨论与小结 |
| 3.4 考虑汽化温度动态变化的三维SP光热作用数理模型 |
| 3.4.1 理论模型建立及数值求解方法 |
| 3.4.2 滞留水蒸气系数k的影响 |
| 3.4.3 激光能量密度的影响 |
| 3.4.4 讨论与小结 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 激光蚀除和热损伤生物组织的实验研究 |
| 4.1 CO_2激光蚀除离体猪皮组织的实验研究 |
| 4.1.1 实验目的 |
| 4.1.2 实验材料和方法 |
| 4.1.2.1 离体组织 |
| 4.1.2.2 实验系统和设备 |
| 4.1.2.3 实验步骤 |
| 4.1.3 实验结果与讨论 |
| 4.2 532nm和1064nm激光热损伤活体小鼠皮肤的实验研究 |
| 4.2.1 实验目的 |
| 4.2.2 实验材料和方法 |
| 4.2.2.1 实验动物 |
| 4.2.2.2 实验系统和设备 |
| 4.2.2.3 实验步骤 |
| 4.2.3 实验结果与讨论 |
| 4.3 活体兔眼视网膜578nm激光热损伤阂值的实验研究 |
| 4.3.1 实验目的 |
| 4.3.2 实验材料和方法 |
| 4.3.2.1 实验动物 |
| 4.3.2.2 实验系统和设备 |
| 4.3.2.3 实验步骤 |
| 4.3.3 实验结果与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论 |
| 5.1 本论文主要结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（10）生物组织中光传输特性及光热效应研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 生物组织中光传输和光子能量分布研究的历史及现状 |
| 1.2 激光与生物组织光热效应的研究现状及意义 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 第二章 光与生物组织作用的基本理论 |
| 2.1 反射与折射 |
| 2.2 吸收和散射 |
| 2.3 光子传输理论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 蒙特卡罗和有限元方法概述 |
| 3.1 蒙特卡罗方法 |
| 3.2 有限元方法 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 生物组织中光吸收特性的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 组织参数对光吸收分布的影响 |
| 4.3 光源类型对光吸收分布的影响 |
| 4.4 光斑大小对光吸收分布的影响 |
| 4.5 光源间距对光吸收分布的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 生物组织中温度场的分布 |
| 5.1 生物传热方程 |
| 5.2 Matlab中有限元法求解热传输方程的步骤 |
| 5.3 热源的分布 |
| 5.4 模拟结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 总结 |
| 参考文献 |
| 附录A 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
四、蒙特卡罗模拟激光诱导间质热疗中激光能量在肿瘤组织内的传播（论文参考文献）
- [1]基于纳米颗粒光热特性的肿瘤热疗温度场主被动调控[D]. 陈琴. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [2]基于蒙特卡罗法的组织内插光纤出射激光的传输[J]. 丁乐明,戴丽娟,张磊,钱志余. 中国激光, 2020(02)
- [3]激光诱导间质热疗中温度场的模拟与实验监测[D]. 朱凤龙. 福建师范大学, 2018(09)
- [4]生物组织光热相互作用模型及其在温度传感中的应用[D]. 彭媛媛. 福建师范大学, 2016(06)
- [5]生物传热在临床上的应用[J]. 黄威,迪丽娜尔·马合木提. 新疆医科大学学报, 2012(11)
- [6]激光诱导间质热疗疗效评估模型基础研究[D]. 包美芳. 南京航空航天大学, 2012(04)
- [7]激光诱导间质热疗中生物组织的温度场研究[J]. 包美芳,钱志余,李韪韬,肖笛,王晋阳,钱露. 光子学报, 2011(05)
- [8]肿瘤激光诱导间质治疗（LITT）实时疗效评估因子研究[D]. 王晋阳. 南京航空航天大学, 2010(07)
- [9]皮肤病治疗中激光蚀除和选择性光热解的光热作用研究[D]. 张纪庄. 清华大学, 2009(05)
- [10]生物组织中光传输特性及光热效应研究[D]. 杨林. 湖南师范大学, 2007(02)