微波热疗治疗原理

手术、放疗、化疗及免疫治疗是常用的治疗恶性肿瘤的四种方法，但仍有约1/3的患者由于肿瘤得不到有效控制而导致死亡。20世纪90年代以来，又有了一种新的治疗方法-热疗，可以将癌症治愈率提高，已迅速成为癌症治疗的第五种方法。近年来，在国内兴起的恶性肿瘤局部热疗与放疗、化疗联合应用对癌细胞具有协同杀伤效应，对人体副作用小，疗效显著，甚至对一些化疗耐药、放疗抗拒的晚期癌症患者也会出现一定的治疗效果。

加热治癌的机理为：微波是分米波、厘米波、毫米波的总称，其波长范围为0．1~100厘米。微波等各种辐射波都具有穿透能力。癌细胞富含水分，微波等各种辐射波照射到癌组织后被吸收并转化成热能，当癌肿区被加热到41．5~43℃时，即可抑制癌细胞核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）的合成，导致癌细胞死亡。热疗时，正常组织也受到不同程度的加热，但因正常组织血液循环加速，使得组织内热量消散。而癌细胞本身的低氧张力使其pH值略低，而pH值低的细胞对热敏感，因此癌细胞所在部位温度升高，且其内部血液循环相对较差，也使癌肿区局部温度升高，最终导致癌细胞的凋零。

热疗有多种透热方法，有射频疗法、激光疗法、超声波疗法以及微波疗法等。目前在我国使用较多的是微波疗法。

微波热疗治癌仪的组成包括以下四部分：微波源、辐射器、测温及微机控制。微波源是微波热疗仪的关键部件。微波治疗仪一般采用915MHz和2450MHz两种频率，波长分别为32．78厘米和12．25厘米。工作频率与透热深度成反比，即工作频率升高，加热深度变浅。915MHZ的微波穿透深度可达5～7c。微波源的功率大小可根据肿瘤情况及加热方式（体内、体外）的不同而合理选择，仪器功率范围一般为10～40W。微波源有普通微波源和固态微波源两种。普通微波源采用磁控管或金属陶瓷三、四极管微波器件；固态微波源采用微波固态器件。为了适应不同方式和加热的需要，一台仪器中往往采用多个微波源器件，即可分别使用，又可合成使用。

辐射器的作用是将微波能集中在一定范围内，而且能有效地辐射到所需加热区，而对健康组织少升温或不升温。根据加热方式的不同，有各种形状的辐射器。体外加热用的有圆形和方形；体内加热用的有杆形直肠辐射器、棒状颈辐射器、尿道辐射器、食道辐射器、鼻腔辐射器等；而组织间加热使用针状辐射器；聚焦式加热辐射器则将多个辐射器分布在一个圆周上，肿瘤位置置于圆周中心，即各个辐射器的焦点上，这样可以集中加热。

精确定量加温技术与测温技术是微波热疗提高疗效的关键技术问题，精确的温度控制系统是热疗实现的基本前提。有些设备采用了国际上公认的高阻抗介质导线热敏电阻测温探头（如Bowman探头等），成功地解决了电磁场环境下引线的自加热效应和次生电磁辐射产生的干扰问题，同时采用计算机控制技术，对温度传感器进行自动校准，大大提高了测温的准确性和可靠性。测温在任何方式的热疗中是必须的。目前临床上是采用半导体热敏电阻或热电耦等测温元件置于肿瘤中心，为有创的或少创的；为避免微波的干扰，测温要采用间断式的，即在测温瞬间停止微波输出。当然，最好的方法是无损测量温度和连续测量，目前无损测温方法是研究的前沿课题，有的方案采用微波辐射测量技术，有的方案采用CT或MRI断层成像中肿瘤形状的改变及组织密度的改变，从而找到与温升之间的关系，有的采用辐射计、光纤测温装置等。

微波热疗仪都采用计算机控制，对加热温度进行自动测量控制。控制部分与微波源采取分离式，即微波源与治疗床放在屏蔽室内，以防止微波的泄漏对操作人员造成损害。

微波是分子生物工程学的分支，其临床应用日趋广泛，利用电磁波产生的生物效应及其应用是十分重要的研究课题。现在，尽管国内外许多学者及相关机构都在在上述课题上有很大的进展，但是由于在仪器设备的技术化和标准化方面就相对比较欠缺一点，对于微波热疗治癌仪的研制和开发上，临床使用者与研制开发者相对有些脱节，如何使微波在治疗过程中最低限度的降低对患者的伤害上各有千秋。