利用磁粒子成像进行磁热疗优化与治疗计划的传热模拟
医学物理
2016-05-27 v1
摘要
本研究旨在开发一个利用磁粒子成像（MPI）进行磁热疗（MHT）优化与治疗计划的传热模拟系统。首先，我们进行体模实验以获得 MPI 像素值与磁性纳米颗粒（MNPs）比吸收率（SAR）之间的回归方程，借此将模拟中的 MPI 像素值转换为 SAR 值。其次，我们通过处理载瘤小鼠（瘤内注入 MNPs（Resovist））的 X 射线计算机断层扫描（CT）和 MPI 图像来生成用于模拟的几何结构。然后将几何结构和 MPI 图像导入基于有限元方法的软件（COMSOL Multiphysics）中，以计算 MHT 开始后 20 分钟内的时间依赖温度分布。MPI 像素值与 SAR 值之间具有极好的相关性（r = 0.956）。模拟获得的肿瘤温升时间过程与实验获得的结果高度一致。可以模拟肿瘤内不同血流灌注率及不同位置下的时间依赖温度分布，而这通过实验不易获得。这些结果表明，我们使用的 MPI 传热模拟系统将有助于 MHT 的优化与治疗计划。
引用
@article{arxiv.1605.08139,
title = {Heat Transfer Simulation for Optimization and Treatment Planning of Magnetic Hyperthermia Using Magnetic Particle Imaging},
author = {Natsuo Banura and Atsushi Mimura and Kohei Nishimoto and Kenya Murase},
journal= {arXiv preprint arXiv:1605.08139},
year = {2016}
}