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    5 Yand Z B, et al . Ch ineseM edical Sciences Jour2

    nal 1991; 6 (1) : 33

    6 Kant ronw itzA , et al . JAMA 1968; 203: 113

    7 杨子彬等 1 中国医学科学院学报 1993; 15 (6) :

    422

    8 陆颂芳等 1 中国医学科学院学报 1996; (待发

    表)

    9 山崎健二, 他 1人工脏器1993; 22 (3) : 720

    10 岩谷文夫, 他 1ICU CCU 1989; 13 (11) : 967

    11 O r ime Y, et al . Jpn J A r t ifO rgans 1987; 16 (1) :

    118

    12 L u Songfang, et al . M ed B io l Eng Comp 1991;

    29 (supp l- 2) : 1264

    13 Huang W enmei , et al . M ed B io l Eng Comp

    1991; 29 (supp l- z) : 1148

    14 西村无延, 他 1人工脏器1993; 22 (3) : 620

    微 波 热 疗

    辛红 李缉熙 综述

    西安电子科技大学微波电信工程系

    摘要: 过热疗法作为治癌的一种先进疗法, 近年来得到很大发展, 热疗不但能

    直接杀死癌细胞, 而且还可以提高细胞对放疗和化疗的敏感性, 从而减少常规剂

    量, 提高治愈效果, 本文概述了热疗治癌的历史和现状, 主要针对肿瘤的微波热

    疗进行详细的分类综述。

    关键词: 热疗 微波 肿瘤

    1 引言

    癌症是目前死亡率较高的多发病。严重

    地威胁着人类的生命, 尽管对癌症的治疗已

    有很多的研究成果, 但是根据国际卫生组织

    统计, 全世界每年死于癌症的人已居死因的

    首位。可见在此方面仍然需要大量的研究工

    作, 寻找出更多、更有效地诊断和治疗手段。

    近年来日益发展的治疗方法为过热疗法

    (Hyper therm ia) , 简称为热疗。目前, 热疗既

    可以单独使用, 也可以作为放射性疗法和化

    学性疗法的辅助性治疗。

    早在十九世纪六十年代,W 1Bu sch 首次

    提出: 在正常组织可以忍受的高温条件下

    (4110℃～ 4510℃) , 肿瘤细胞可以被破坏杀

    死[ 1 ]

    , 此后, 又有一些类似的报道, 这就激发

    了科学家用人工的方法提高患者的体温, 以

    达到治疗癌症的目的, 自从 1893 年, D r .

    W illian Co ley 应用细菌体使患者产生高热

    度, 其临床跟踪结果表明: 患者生命能够延续

    五年以上的比例有所提高[ 2 ]。但是这种疗法

    的致命缺点是每个患者对细菌体的反应不一

    样。因此, 1895 年发现离子辐射以后, 放射性

    疗法很快就成为治疗癌症的主要手段。

    在本世纪中期出现的细胞培养技术, 使

    科学家能够对细胞的特性与温度的关系进行

    研究。结果表明: 一定的高温会抑制细胞的有

    丝分裂, 使细胞死亡, 从而破坏组织, 至七十

    年代, 热疗则作为治疗癌症肿瘤的方法重新

    提出, 到八十年代左右, 关于热疗的各种科研

    工作蓬勃开展起来。热疗治癌, 是生物学、医

    · 43 ·

    国外医学生物医学工程分册 1997 年第 20 卷第 1 期

    ? 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.学及工程技术的跨学科研究。生物学家在细

    胞特性方面做了扎实的基础研究, 医学家在

    临床应用中做了大量的实际性工作, 工程技

    术人员则在设计制造方面起到决定性作用,热疗的生理学原理是基于: 癌细胞的含水量

    比正常细胞高, 血流量比正常细胞低, 因此易

    吸收热量, 当肿瘤温度达到 4 210℃时, 就会

    坏死, 实际研究还表明, 热疗不但能够直接杀

    死癌细胞, 而且可以提高细胞对放疗和化疗

    的敏感性, 从而减小常规剂量, 提高治愈效

    果[ 3 ]。工程技术人员根据这一原理, 设计出适

    合患者需要的各种各样的热疗仪器, 根据加

    热范围, 热疗主要可分为: 全身热疗、体表热

    疗、局部热疗。

    2 全身热疗

    事实上, 早期的发热疗法就是一种全身

    热疗。全身热疗的原理在于: 癌症是一个系统

    性的疾病, 癌细胞在很多情况下会在全身转

    移, 具体的方法有: 使患者全身浸泡在热水或

    熔状的蜡中, 把患者置于密闭的小房间, 外部

    加以电磁场辐射, 让患者穿着温度可以控制

    和调节的特制衣服。由于全身热疗其目的不

    确定性及效果的不明显性, 所以目前这方面

    的工作还没有新的进展和突破。

    3 体表热疗

    由于体表肿瘤易于接近, 因此对体表直

    接进行加热是一种较为有效的治疗方式, 采

    用电容性电极进行体表热疗, 其优点是结构

    简单、成本低廉, 但是当电场垂直于脂肪和肌

    肉的交界面时, 大部分能量只集中在脂肪层

    中[ 4 ]

    , 电感线圈虽然通过感应电流可以使大

    部分功率达到肌肉层, 但是功率分布很不均

    匀, 最初的微波热疗大都采用波导辐射器, 将

    其对准被照射的部位, 直接与患部接触, 一般

    的波导尺寸都比较大, 临床治疗时, 在辐射器

    中填入介电常数较大的低损耗介质, 就可以

    在同样的工作频率下减小其截面尺寸, 为降

    低漏泄功率且减小输入驻波比, 可以在圆波

    导的口径端加一个平面皱折圆盘或曲面皱折

    圆盘, 由圆波导辐射器逐渐张开而形成的圆

    锥喇叭辐射器已广泛地应用在体表热疗中。

    波导辐射器的最大缺点是尺寸较大、比

    较笨重, 在临床应用时支撑和移动很不方便,为了减小体积和减轻重量, 学者们又研制成

    功微带环辐射器: 由一个金属圆环粘在一块

    介质片上, 结构简单漏场小, 容易贴敷于患

    部, 操作很方便[ 5 ]。近来研究的用于体表热疗

    的微带天线, 具有紧凑的适合体表的结构以

    及良好的印刷线路板特性。用微带天线构成

    阵列, 灵活排列以与体表及肿瘤组织的位置

    相吻合, 并可以局部改变能量辐射模式以适

    应组织的不均匀性和血流量的变化。增加了

    对体表肿瘤治疗的灵活性。

    目前一种结构简单的表面热疗仪已应用

    于临床, 其辐射场由导体片上的射频(RF)电

    流产生, 适于组织的不均匀性引起的耦合变

    化, 特点是对细胞间隙的不敏感性, 临床的优

    越性在于阵列可对多种表面肿瘤进行治疗,且允许身体在一定范围内的轻微活动[ 6 ]。超

    声波用于体表热疗, 一般是与微波相结合, 可

    以取得较显著的治疗效果 ......