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铁磁体热疗作为极具应用潜力的肿瘤热疗方法，因其具有可实现靶向肿瘤加热、对正常组织的热损伤小、毒副作用小等优点，成为当今肿瘤治疗研究的前沿热点。在热疗过程中，为了能彻底杀灭肿瘤细胞并尽量减少对正常组织的损伤、达到成功治疗的目的，需要将靶区肿瘤组织的温度控制在50℃～55℃，且温度分布均匀。采用理论与实验相结合的方法，研究热疗过程中铁磁体在肿瘤组织中的热量传递规律，并利用合理的模型为临床治疗方案提供参考指导和结果预测，对肿瘤热疗具有重要的理论指导意义和临床应用价值。
本文基于实体肿瘤的生理结构，建立了描述铁磁体热疗过程中靶区肿瘤组织热量传递特性的三维数理模型。通过数值模拟计算，获得了靶区肿瘤组织的温度分布，分析了铁磁体居里点、数目以及排布间距等因素对靶区肿瘤组织温度分布的影响规律。并开发了用于铁磁体肿瘤热疗的温度场预测软件。
针对肿瘤中可能存在单根大血管的情况，建立了描述血管中血液流动过程和肿瘤组织中热量传递过程的三维流固耦合模型。通过数值求解，揭示了血液流动形式、血管位置以及血管类型对肿瘤组织温度分布的影响规律，同时还分析了铁磁体的居里点温度、数目以及排布方式等因素对血管中血液流动冷却作用的影响。研究结果表明，血液的脉动流动方式对靶区肿瘤组织温度场的影响与定常流动方式相似；肿瘤内部的大血管对肿瘤组织具有非常明显的冷却作用;可以通过增加铁磁体的居里点温度、数目以及减小铁磁体排布的间距来补偿血液流动引起的冷却效应。
最后，为了验证本文提出的铁磁体热疗过程中靶区肿瘤组织的传热模型的有效性和准确性，分别建立了无血管体模和有血管体模的铁磁体热疗实验系统。结果表明，实验结果和理论模拟结果能够较好地吻合。
论文的研究结果能够为铁磁体肿瘤热疗过程中铁磁体居里点温度、铁磁体排布数目、铁磁体排布间距等重要参数的选取提供理论指导，并可预测靶区肿瘤组织的温度场分布，为热疗效果预测和评价提供依据，对热疗临床应用具有积极的指导意义。