68、磁热疗癌症治疗中毛细血管床的影响

磁热疗癌症治疗中毛细血管床的影响

1. 引言

癌症是一大类疾病的统称，几乎可在人体任何器官或组织中发病。世界卫生组织数据显示，癌症是全球主要死因之一，2020 年约有 1000 万人死于癌症。当年新增癌症病例主要源于乳腺癌（226 万例）、肺癌（221 万例）、结直肠癌（193 万例）、前列腺癌（141 万例）、皮肤癌（非黑色素瘤，120 万例）和胃癌（109 万例）；同年癌症死亡的主要原因是肺癌（180 万例）、结直肠癌（91.6 万例）、肝癌（83 万例）、胃癌（76.9 万例）和乳腺癌（68.5 万例）。

准确的癌症诊断对有效治疗至关重要，因为不同癌症类型需要特定的治疗方案。近年来，多种抗癌方法不断涌现，常见的治疗手段包括手术、放疗和全身治疗（化疗、激素治疗、靶向生物疗法）。

热疗作为一种抗癌疗法，于 20 世纪 50 年代被发现，此后逐渐成为一种有潜力的癌症治疗方法。其核心原理是将组织加热到引发细胞坏死的温度阈值，从而在无需手术的情况下摧毁肿瘤细胞。目前，热疗作为一种非侵入性癌症治疗方法，常与化疗和放疗等其他技术联合使用，在肝癌和乳腺癌的治疗中应用广泛。

利用磁性纳米粒子进行热疗是实现该治疗的途径之一。纳米粒子可应用于不规则和深部肿瘤组织，当暴露于低频交变磁场时，会使局部过热。这些纳米粒子产生的热量主要源于奈尔和布朗弛豫。

尽管热疗在 50 年代就已被发现，但作为癌症治疗方法仍处于早期发展阶段，许多问题可借助数学模型和计算机模拟来解答。本文运用偏微分方程描述热疗过程中的热动力学，采用多孔介质方法，依据生物组织的孔隙率、密度、比热、热导率、代谢和速度场等特性来描述生物热。

偏微分方程的求解对科学和工程领域而言仍是重