冷冻手术中肿瘤组织的热-力学分析：一项数值研究

数十年来，已开发出许多治疗癌症的技术。此处，尝试通过将连接低温机制的冷冻探针插入目标区域来治愈肿瘤。该技术目前仅用于治愈简单肿瘤，因此本文的动机是推动该技术用于治疗大型内部肿瘤。使用COMSOL Multiphysics软件对接受冷冻疗法的肿瘤组织进行了热-力学研究。提出了一个三维模型，考虑所有性质均为温度的函数。研究中还考虑了生物液体到冰的相变。此外，通过改变探针和肿瘤尺寸以及改变肿瘤位置进行了参数研究。还研究了该过程中组织的疼痛耐受性。从研究中提取了多种热和力学分布，从而了解了操作时间、疼痛体验以及对周围健康组织的影响。研究发现，组织中的热传递和热应力随探针直径增大和肿瘤尺寸减小而增加，并在约50分钟时达到稳态。随着肿瘤移出组织，冷冻手术变得更简单。还预测患者可能在治疗结束时经历剧烈疼痛。本研究可能帮助研究人员和外科医生增进对冷冻手术过程及其局限性的理解。