激光诱导间质热疗中的治疗参数选择

目的：考察激光诱导间质热疗中各治疗参数对治疗效果的影响,对各治疗参数进行选择和优化。方法：基于光子传输理论,分别采用Monte Carlo模拟方法和Pennes生物传热方程求解生物组织中的能量分布和温度分布。结果：计算得到了一般加热系统、具有冷却设备的加热系统以及暂时阻断血液灌注条件下,激光波长、功率大小及激光加入头曝光时间对凝结区域大小的影响。结论：激光诱导间质热疗中,需要综合考虑生物组织特性和激光波长、功率及曝光时间等治疗参数来制定治疗方案。     

激光诱导间质肿瘤热疗的生物组织双层结构模型

基于肿瘤组织与正常生物组织物理特性的差别 ,建立了激光诱导间质肿瘤热疗 (LITT)中的双层组织结构模型 ,采用蒙特卡罗 (MonteCarlo)方法模拟组织中的能量传输 ,并根据Pennes生物传热方程确定组织中的温度变化规律 ,预测肿瘤凝固所需要的时间和热损伤区域的大小。     

激光诱导间质热疗方法的离体模拟实验研究

本文建立了激光诱导间质热疗方法 (LITT)的离体模拟实验系统 ,在不同的输出功率、不同的加热时间下 ,实验测量了激光加热时的离体猪肝组织温度分布和热凝结区域的大小 ,与计算机模拟的结果进行了对比。实验发现 ,在相同的功率和加热时间下 ,会出现有无碳化两种不同现象。当临近激光加入头表面的生物组织产生碳化时 ,测量点处的温升和热凝结区域的体积将大于未发生碳化现象时的相应值     

激光诱导间质肿瘤热疗中激光能量在生物组织内传输规律的分析

采用蒙特卡罗模拟方法数值求解了不同波长(1064nm和850nm)时的激光诱导间质肿瘤热疗(LITT)中激光能量分别在人体的肝组织和前列腺组织内的传输，分析了影响激光能量空间分布的主要因素。穿透深度是影响激光能量在半径方向上分布区域的重要参数；在轴线方向上，穿透深度和激光加入头有效发射长度都对激光能量分布区域的大小有重要影响。     

加入头形式和发光特性对激光诱导肿瘤间质热疗的影响

采用热疗过程中组织物性动态变化的光热模型,数值模拟了分别采用漫射光纤加入头和裸光纤加入头时的激光诱导肿瘤间质热疗(LITT)中热损伤体积的变化,并对实际漫射光纤加入头下发光强度不均匀的影响进行了分析。数值计算结果表明,通常情况下漫射光纤加入头产生的热损伤体积远大于裸光纤时的热损伤体积;裸光纤加入头产生的热损伤区域关于光纤端部不是球对称的,漫射光纤加入头产生的热损伤区域近似呈椭球形;漫射光纤产生的热损伤体积对加入头发光强度的非均匀性不太敏感。可见激光光纤加入头形式和发光特性对激光诱导肿瘤间质热疗具有重要的影响。     

表面照射下激光与生物组织的光热作用分析

建立了表面照射下激光与生物组织光热作用的二维变物性数学模型,采用Monte Carlo模拟方法数值求解了表面照射下组织内激光能量的分布,进而采用有限差分方法数值求解Pennes生物传热方程得到了组织内的温度分布。计算结果表明：假设组织热物性为常数,将高估组织的温升;假设激光能量在组织内按指数规律衰减,计算得到的光束范围内的组织温升高于采用Monte Carlo方法的模拟结果;在功率相同的情况下,光束半径越大,光束范围内组织的温升越小,径向温升区域越大。     

激光诱导间质热疗中生物组织吸收系数变化特性研究

利用近红外光谱技术进行生物组织激光诱导间质热疗（laser induced interstitial thermotherapy, LITT）实时监测,探讨LITT术中疗效评估基础。实验样本采用离体猪肝和小鼠皮下移植肝肿瘤,使用近红外光谱实时采集系统采集激光热疗过程中组织吸收系数。实验结果表明组织吸收系数在激光热疗过程中具有一定的变化规律,其中猪肝的变化规律非常明显,在低功率下呈现缓慢的上升,高功率下达到一定的温度（50℃左右）快速上升,并逐步达到稳定。肿瘤在热毁损时会根据瘤体的组织特性不同出现特异性变化,这些变化可以作为将来临床治疗的参考。实验结果表明在进行实体组织激光诱导间质热疗过程中,组织吸收系数作为实时监测因子具有一定的参考价值,而作为肿瘤的治疗评估因子还需要进一步探索。     

用于激光热疗的激光抽运高掺杂光纤光热头研究

利用晶体光纤中高掺杂离子的非辐射跃迁机制,研制成功一种可用于激光热疗的高掺杂光纤光热转换头。在一个809nm半导体激光器抽运下,光热头在空气和蛋清样品中分别产生最高达465℃(抽运功率为1124mW)和98℃(抽运功率为933mW)的温度,已足够用于激光热疗。同时,光热头在温度稳定性、热响应时间、生物相容性、抗热冲击强度和化学稳定性等方面均能满足要求。     

重要性采样研究进展

重要性采样算法作为蒙特卡罗仿真中一种有效的快速仿真技术,主要作用在于降低给定仿真估计器的方差,从而减少仿真样本数,缩短仿真时间。本文对重要性采样相关研究进展情况进行了分析归纳,简要阐述了研究重要性采样的目的和基本原理,对重要性密度函数的选取方法进行了分析总结,给出了重要性采样的一些典型应用成果,最后提出了重要性采样技术发展亟待解决的一些关键问题。     

用动态散斑法研究磁流体薄膜的干燥过程

提出了一种利用动态散斑研究磁流体薄膜(MFF)干燥过程的方法.首先,利用动态散斑理论,模拟了MFF干燥过程中散斑图随时间的演化;然后,采用时间序列散斑图(THSP)及其灰度共生矩阵(GLCM)方法,对MFF干燥过程中磁微粒的运动统计性质进行了定性分析和定量研究.研究表明,模拟结果与实验结果吻合得较好,说明动态散斑方法是一种分析MFF干燥过程的有效手段.     

Nd∶YAG晶体生长过程中温度场的数值模拟研究

采用有限差分法对使用Cz(Czochralski)法生长Nd∶YAG激光晶体过程中熔体和晶体中的温度场进行数值模拟研究。首先给出了Nd∶YAG晶体生长系统的数学模型 ,然后对上述数学模型进行无量纲化处理 ,最后给出相应的边界条件 ,使用有限差分法求解上述方程。应用上述方法编制仿真程序 ,仿真了改变工艺条件后熔体和晶体温度场的变化情况 ,分析了各种工艺条件对温度场变化的影响。     

一种解决共享触发类业务冲突的新方法

不同于以往从同时触发的业务中选择一个业务解决共享触发类业务冲突的方法,该方法将共享触发的业务分为相容性业务和互斥性业务,相容性业务可以根据用户意愿和系统策略顺序触发执行,互斥性业务的优先级确定借鉴免疫网络理论中免疫细胞相互作用的机制,不仅根据共享触发的业务本身,而且结合能够提供用户信息的业务,推测用户对业务的执行意愿,根据策略一致性动态地选择最佳的业务执行。实例证明该方法能够有效解决共享触发类业务冲突,更好地满足用户需求。     

A computationally efficient model of single electron transistor for analog IC simulation

A compact analytical single electron transistor (SET) model is proposed. This model is based on the “orthodox theory” of single electron tunneling, valid for unlimited range of drain to source voltage, valid for single or multi-gate, symmetric or asymmetric devices and takes the background charge effect into account. This model is computationally efficient in comparison with existing models. SET characteristics produced by the proposed model have been verified against Monte Carlo simulator SIMON and show good agreement. This model has been implemented in HSPICE simulator through its Verilog-A interface to enable simulation with conventional MOS devices and single electron inverter has been simulated and verified with SIMON results. At high operating temperature, the thermionic current is taken into account.