微波辐射计在温度控制中的应用

1.微波辐射计基本原理

由于肿瘤能够在42.5～45℃的温度下萎缩直至死亡，因此用微波治疗仪对肿瘤组织进行加热，到此温度时可以达到杀死肿瘤细胞的目的。这一问题的关键是：①要准确地对肿瘤块进行温度控制，否则如果温度过高，就会杀死正常细胞；②又因为病变组织的范围一般较小，因此也应解决微小区域的测温问题，以提高空间分辨能力。

微波辐射计是目前进行无接触测温的一种较好方法。其基本原理是测量自然界中一切物体微弱的热辐射微波信号。根据普朗克定律，微波辐射取决于温度，因此可用辐射测量估计温度。微波辐射计的主要指标是频段、温度分辨率和空间分辨率。适当选择频段能够使辐射计对某种应用效果达到最佳。从目前来看，微波辐射计的温度分辨力一般可达0.3℃左右

根据量子力学里的普朗克辐射定律导出，被测人体的温度为

式中 P——辐射计接收功率；

k——玻耳兹曼常数，k=1.38×10^-23；

B——辐射计的带宽；

ε——人体（某一部位的）热发射率，可通(www.xing528.com)

过实验得到。

这样就可以通过微波辐射计的测量来获得人体某一部位的温度，并调节辐射量的大小，来控制温度。

2.用微波辐射计的加热与控温系统

用微波辐射计的加热与控温系统，一般由微波信号源、测量单元、计算机和介质平台等构成。

在实际操作中，让病人躺在成型的介质台上，或者在台上放置一形状可以改变的介质块，如高介电常数的软垫，或一个聚乙烯薄膜的暖水袋。使病人能够舒服地躺在介质台上并与台子有良好的接触，以防止人体与介质台之间的空气产生反射而影响测量的精度。天线通过介质安装在病人患部，通过微波治疗仪和微波辐射计实现对肿瘤组织的加温控制。

肿瘤是使人类感到恐惧的一种疾病，有效地治疗肿瘤，一直是医务工作者潜心研究的方向。国内临床治疗统计表明，单独放疗的有效率不高。在放疗时，再用微波辐射计加热和控温，能明显提高对肿瘤的疗效，并减少对正常组织的损伤。因此，微波加热与控温技术用于治疗肿瘤病症有很大的发展前途。