微波的传输特性
微波不论在空气中或在其他介质中传输过 程中，其能量将逐渐衰减；在不同介质中衰 减程度不同。
穿透深度：电磁波从介质表面向介质内部 传输时，其振幅衰减到表面值的1/e（即为表 面值的36.9%）所经过的 一段距离d。
不同频率的微波在高水容量组织 （肌肉、皮肤）中的传输特性
频率（MHz）
微波肿瘤热疗技术
XXXX医院肿瘤科 XXX
一. 微波的物理特性
在电磁辐射的频谱中，微波是指频率范
围为300MHz~300GHz、相应波长为 1m~1mm范围的电磁波。 根据 公式 ： V=λf
频率越高，波长越短。
医学临床上通常所说的 2450、915微波 机就是指其工作频率为2450MHz和915MHz 的设备。
433 915 2450 5800 10000
波长（cm） 空气/组织 69.3 / 8.76 32.8 / 4.46 12.2 / 1.76 5.17 / 0.775
3 / 0.464
穿透深度（cm）
3.57 3.04 1.7 0.72 0.343
不同频率的微波在低水容量组织 （脂肪、骨骼）中的传输特性
频率（MHz）
433 915 2450 5800 10000
波长（cm） 空气/组织 69.3 / 28.8 32.8 / 13.7 12.2 / 5.21 5.17 / 2.29
3 / 1.41
穿透深度（cm）
26.2 17.7 11.2 5.24 3.39
二. 微波的热效应
微波热效应
是指微波能量照射 人体的 全身或局部 后，人体的 全身或局部，人体组织吸收微 波能量后发热，超过人体体温的调节能力， 产生体温升高，由此而引起的变化称之为微 波热效应。
微波场对加热的影响：
1.微波场频率：微波场变化的频率越高， 其产热效果越高。
2.微波场能量：微波场能量越大，其场 强越大，则其产热效果越高。
肿瘤加热治疗按照治疗温度的高低分为：
亚高温：39.5~41.5℃
温 热： 41.5~43℃
超温：≥60℃ （即热消融）
加热深度（透热深度）
微波加热时，微波能量在人体表皮能耐受 （即不会引起组织损伤）的情况下，尽可能大地、 不间断地向组织内部传输，通过组织吸收而使组 织发热，传输过程中微波能量不断耗损，随着深 度的增加，由于能量减弱而使升温能力降低，直 至升不到41.5℃时（低于此温度无效果），此时 的这一深度被称为加热深度。
等效组织体膜分为静态和动态两种： 静态等效组织体膜不考虑血流的影响；动 态组织体膜则考虑模拟血流的影响。
微波体膜的配制（体膜配方）
周重光配方：TX-151、聚乙烯粉、水。NaCl 江汉保配方:甲基纤维素钠、聚乙烯粉、水。NaCl
微波体膜的用途：
1.用于检测辐射器的性能。 2.检测加热过程中组织温度分布。 3.检测微波场对测温的热电偶或热敏电阻 的干扰程度。
微波的特殊性
因为频率高波长短，与其他波段相比，微波有 以下一些特性：
1.频率较高，因而其加热效率高。
2.波长较短，因而其辐射器接近人体结构，适 合临床应用。
3.波长较短，因而其辐射器能量较集中，加热 效率高。
微波的特殊性
4.波长较短，微波发生的器件磁控管尺 寸小、易控制，因而设备结构简单成本较低。
在进行微波加热时一般表皮温度较高， 有时为了增加加热深度，在加大微波能量 时需要同时采取表皮降温措施，以减轻表 皮烫伤的发生率。
微波的加热深度一般都大于其物理学理论上 的穿透深度，且受很多因素的影响。
因为在加热过程中，随着组织温度升高会因 热传导而使周围组织温度升高，从而增加加热深 度。
此外当皮下组织为脂肪时，微波频率下脂肪 对其能量的吸收少，所以脂肪厚时其加热深度会 增加。
由于电磁场对测温元件、测温电路存在 干扰，为减少对测温的干扰，一是采用瞬时 停机测温法，二是采用抗干扰的测温元件如 热电偶丝、热敏电阻，以及光纤测温仪。
（二）微波体膜及SAR测量
微波体膜
微波体膜是一种具有特殊性能的等效组织 体膜，使用与人体组织的电、热物理特性相近 的人造材料来替代真实组织，用于实验时模拟 组织在热疗条件下的加热情况。
2.微波辐射器
即微波应用器，也就是发射天线，其 功能是将微波源产生的微波能量有效地辐 射到局部治疗区域。
常用的辐射器分为:体外辐射器、腔内 辐射器、植入式辐射器和微带辐射器。
3.控制装置及测温装置
控制装置用于有效控制微波源输出功 率的大小，以控制温度的高低。
理想的测温是无损地测出靶区温度分 布，但目前多采用有损测温法，即将测温 探头插入组织中进行测温，为减少损伤， 多为单点测量。
SAR(specific absorption rate)的测量
SAR是指单位质量物质对外加能量的 吸收率。SAR不仅反映外加能量对组织的 加热能力（或称产热率）的大小，还反映 了组织对外加能量的吸收特性。
SAR的测量方法
热成像仪 热敏感液晶膜
四. 微波热疗的临床应用
（一）微波热疗的临床适应证
微波产热的原理
人体组织由各种极性分子组成，在细胞内 及血液中含有各种不同带电粒子。在交变的微 波场（电磁波场）下，这些极性分子和带电粒 子随之发生转动、振动和位移，这个过程中会 发生相互之间的摩擦和碰撞而产生热，从而引 起组织的温度升高。
这即是微波热疗的基础。
影响生物体组织的升温因素
微波作用于人体组织所产生的热，不 仅与人体组织的结构有关，而且还与微波场 有关。
5.可通过选择不同频率（即不同波长）， 达到不同的加热深度。
因此，目前在临床应用中微波加热设备 估计约占总加热设备的75%左右。
三. 微波热疗的关键技术
（一） 微波热疗设备的组成：
1.微波源（微波发生器）
2450MHz的微波发生器为磁控管； 915MHz设备的微波发生器可以采用磁控管， 也可用固态器件（功率模块）； 433MHz可选用微波三、四极管，以及固态 器件。
(二） 微波热疗中的注意事项
五. 大功率微波热疗深部热疗的临床应用
（一）大功率微波深部加热的原理
（二）大功率微波的临床应用