惡性腫瘤微波消融近紅外實時療效評估套用基礎研究

《惡性腫瘤微波消融近紅外實時療效評估套用基礎研究》是依託南京航空航天大學，由錢志余擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：惡性腫瘤微波消融近紅外實時療效評估套用基礎研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：錢志余
• 依託單位：南京航空航天大學

項目摘要

微波熱消融在腫瘤治療中扮演著越來越重要的角色，但仍然存在療中難以實現實時療效評估和劑量控制的瓶頸問題，手術存在一定盲目性，不可避免影響治療效果。本課題將微創功能近紅外光譜（fNIRs）技術與微波熱消融有機結合，通過全程實時採集微波熱消融療中腫瘤消融靶區組織參數和溫度，探索新的療效評估因子，建立療效評估和劑量控制模型，滿足臨床療效質量保證需求。主要研究內容：1.建立一套完整的fNIRs與微波熱消融結合的術中實時組織參數測試系統；2.通過離體與荷瘤動物模型實驗，探索微波腫瘤熱消融療效評估因子，建立腫瘤有效消融體積和有效治療劑量（量-效關係）數學模型；3.通過離體與荷瘤動物微波熱消融實驗評估治療效果並修正數學模型。課題創新：提出了一種熱消融療效評估新技術，將目前熱消融療效從經驗性定性評估提升到精確的數字定量評估，達到降低治療風險、提高療效的目的，同時前期預實驗結果證實了技術方案的可行性。

結題摘要

微波消融是近年來發展十分迅速的腫瘤治療方法，得到了廣泛的臨床套用。目前微波消融手術仍然面臨缺少準確的手術計畫方法、缺少適形消融方法和術中療效評估手段等亟待解決的重要問題。課題圍繞惡性腫瘤微波消融的手術計畫和實時療效評估方法，針對微波消融手術中存在缺少有效的消融計畫模型和適形消融技術，以及缺少有效實時療效評估手段的問題，研究了以下幾個方面的內容並取得了重要結果：1.提出了基於近紅外光譜分析的微波消融療效評估方法，建立了基於消融組織光譜特徵的療效評估因子，進一步提出了肝組織微波消融療效評估動力學模型；2.研究了微波消融的有限元仿真方法，建立了包含消融過程主要物理現象的動態消融仿真模型以用於術前手術計畫及消融過程動態溫度場分析；3.基於適形消融和實時療效監測的要求開發了微波消融治療系統，集成了近紅外光譜監測系統和微波能量實時控制系統，並設計了具有新型消融區域特徵的433 MHz頻率微波消融針，以適用於腫瘤的適形消融治療；4.建立了一套微波消融手術計畫系統和療效評估系統，該系統包括患者器官三維影像重建、腫瘤區域勾畫與重建、微波消融針選取與微波劑量最佳化、消融結果仿真、術中關鍵部位的療效評估因子監測和實時劑量反饋控制等功能，實現了基於CT三維影像的微波消融手術計畫和療效監測。課題在以上研究內容和成果的基礎上，建立了基於三維影像和仿真模型的微波消融手術計畫方法和基於近紅外光譜分析的療效評估方法，使微波消融手術從目前經驗性的手術計畫和定性的療效評估方法變為可視化、精準和適形消融的手術計畫以及實時、定量的療效監測方法，從而提高微波消融的治療效果，降低手術治療風險，促進微波消融手術技術的套用和發展。