腹腔肿瘤CT三维重构及微波热疗温度场监测技术研究

需求的背景和应用场景

在生物医药领域，腹腔肿瘤的治疗一直是临床上的重要挑战。传统的治疗方式如手术、化疗和放疗等，虽然在一定程度上能够控制病情，但往往伴随着较大的副作用和复发风险。微波热疗作为一种新兴的治疗手段，通过利用微波能量加热肿瘤组织，使其达到高温从而杀死肿瘤细胞，具有治疗精准、副作用小等优点，逐渐成为腹腔肿瘤治疗的重要选择。然而，微波热疗在实际应用中面临着诸多挑战，其中最为关键的是如何实时监测并控制治疗部位的温度，以确保治疗效果并避免正常组织受损。因此，本项目提出腹腔肿瘤CT三维重构及微波热疗温度场监测技术的研究需求，旨在通过先进的技术手段，实现微波热疗过程中温度场的实时监测与精准控制，提高治疗效果，降低治疗风险。

要解决的关键技术问题

1. CT三维重构算法：研究并优化CT三维重构算法，以高精度地构建腹腔病变区域的三维模型。这要求算法能够准确处理CT图像数据，实现病变区域的精确分割和三维重建，为后续的温度场监测提供准确的几何基础。
2. 荧光光纤测温技术：利用荧光光纤测温技术提供高精度的温度基准点。该技术通过测量荧光物质在特定温度下的发光特性来推算温度，具有测量精度高、稳定性好等优点。需要研究如何将荧光光纤测温技术与CT三维重构技术相结合，实现温度基准点的精确定位。
3. 红外成像与数据融合：开发红外成像测试技术，并与荧光光纤测温数据进行高效融合。红外成像技术能够实时获取治疗部位的温度分布信息，但与荧光光纤测温相比，其精度和稳定性较低。因此，需要研究如何将两者数据进行有效融合，以提高温度场监测的准确性和实时性。
4. 软件开发与系统集成：基于上述技术，开发腹腔肿瘤病变区三维重构软件和温度场实时精确监测系统样机。软件需具备友好的用户界面和强大的数据处理能力，能够实时显示和记录治疗过程中的温度场变化；系统样机则需集成各项技术，实现微波热疗过程中温度场的实时监测与精准控制。

效果要求

1. 技术效益：通过本项目的研究，将实现腹腔肿瘤微波热疗过程中温度场的实时监测与精准控制，提高治疗效果，降低治疗风险。同时，该项目还将推动微波热疗技术的进一步发展，为腹腔肿瘤的治疗提供新的技术手段。
2. 竞争优势：本项目所研究的腹腔肿瘤CT三维重构及微波热疗温度场监测技术，将填补国内在该领域的空白，形成具有自主知识产权的核心技术。与传统的微波热疗技术相比，该技术具有更高的治疗精度和安全性，有望在未来的市场竞争中占据优势地位。
3. 创新性：本项目融合了CT三维重构、荧光光纤测温、红外成像等多种先进技术，实现了微波热疗过程中温度场的实时监测与精准控制。这种创新性的技术组合不仅提高了治疗效果，还为微波热疗技术的发展开辟了新的方向。同时，该项目的实施也将促进相关学科之间的交叉融合与协同发展。