5、肿瘤热消融治疗与纳米电网混合光伏系统研究

肿瘤热消融治疗与纳米电网混合光伏系统研究

肿瘤热消融治疗相关研究

在肿瘤热消融治疗领域，提出了一种基于生物芯片的系统，用于实时监测肿瘤消融热治疗。该系统在 FPGA Virtex 6 平台上进行了原型开发。

1. 模型构建

• COMSOL 模型 ：构建了球形脑肿瘤射频消融的 COMSOL 3D 模型。将健康组织建模为半径 50mm、高 150mm 的圆柱体，肿瘤建模为半径 15mm 的球体，并在肿瘤中插入加热源，通过适当调整注入功率，可仅破坏肿瘤组织，保护周围健康组织。
• 数值模拟 ：
  • 为验证有限差分法（FDM）近似和开发架构的准确性，使用 COMSOL Multiphysics 模拟生物热传递（BHT）模型。
  • 开发 MATLAB 脚本模拟 BHT 方程的 1D - FDM 近似。对于定义域 （L = 0.03）和最终时间 tf = 25s，使用参数 tf = N * Δt，L = M * Δx（N = 1000，M = 30）定义空间和时间网格。在 x = 0 处注入三个连续脉冲，模拟 x = 0.0001m 处的温度。
  • 测试了四种不同场景，通过改变脉冲的幅度（20 KW/m² 和 30 KW/m²）和持续时间（2.5s 和 1.7s），发现温度行为随脉冲幅度和持续时间而变化。脉冲幅度和持续时间最大时温度最高，最小时温度最低。

场景	脉