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交变磁场中Fe3O4磁流体对肿瘤组织加热作用的理论研究
  • ISSN号:0438-1157
  • 期刊名称:《化工学报》
  • 时间:0
  • 分类:TK124[动力工程及工程热物理—工程热物理;动力工程及工程热物理—热能工程] R730.59[医药卫生—肿瘤;医药卫生—临床医学]
  • 作者机构:[1]北京科技大学机械工程学院热能系,北京100083, [2]清华大学医学物理与工程研究所,北京100084
  • 相关基金:基金项目:国家自然科学基金项目(50546029).
中文摘要:

磁流体在肿瘤中的扩散和能量在肿瘤中的传递是磁流体热疗中的关键过程,并直接影响到治疗的效果。本文针对这些关键过程,建立了靶区内球形肿瘤的多物理场耦合模型,并采用有限元方法,对其进行了数值求解,获得了肿瘤靶区组织的压力分布、温度分布及磁流体浓度分布。分析了扩散时间、注射点以及磁流体比吸收率等关键因素对温度分布的影响。结果表明,延长扩散时间、在注射总量一定的情况下增加注射点数及增大比吸收率,均可使肿瘤中达到细胞坏死温度的体积增大,从而提高肿瘤的治愈率。但增大比吸收率的同时也会使正常组织的温升增加。

英文摘要:

Diffusion of magnetic fluid and energy transport in the tumor are crucial processes for magnetic fluid hyperthermia and play an important role in tumor treatment. A coupled numerical simulation, including a fluid transport model, a solute transport model and a heat transfer model, was developed to investigate the diffusion process of magnetic fluid and the temperature rise in the tumor tissue in alternating magnetic field. The finite element method was applied to the calculations, and the pressure distribution, concentration distribution, and temperature distribution were obtained. Moreover, the effects of the diffusion time of the magnetic fluid, the number of injection points and the specific absorption rate (SAR) on temperature distributions were analyzed. The results showed that the increases of the diffusion time and the number of injection points caused the volume of tumor tissues with the desired necrosis temperature to increase, and decrease the highest heating temperature of the tumor tissue as well. An increase in the SAR always resulted in an obvious increase in the volume of tumor tissues with the desired necrosis temperature. However, the temperature of the normal tissue also increased with the increase of SAR, which might cause dangers in clinical treatments when it was higher than the safety temperature.

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期刊信息
  • 《化工学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国化工学会 化学工业出版社
  • 主编:李静海
  • 地址:北京市东城区青年湖南街13号
  • 邮编:100011
  • 邮箱:hgxb126@126.com
  • 电话:010-64519485
  • 国际标准刊号:ISSN:0438-1157
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1946/TQ
  • 邮发代号:2-370
  • 获奖情况:
  • 中国科协优秀期刊二等奖,化工部科技进步二等奖,北京全优期刊奖,中国期刊方阵“双效”期刊,第三届中国出版政府奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:35185