肝脏肿瘤作为目前全球高发病率和死亡率的重大疾病之一,一直以来都是国内外学者们关注、研究的重点。激光诱导间质热疗作为一种微创的手术方法,因其费用低、疗效好、恢复快等特点,使得该方法在临床中被广泛使用。其原理是组织通过吸收激光的能量后产生的热效应,使得组织细胞凝固坏死。但是值得注意的是肿瘤区域的热量会以热传导的形式传导到肿瘤周边的正常组织,因此激光治疗的剂量若过大,不仅对肿瘤区域产生消融,同时也会对正常组织造成损伤。为了避免这一结果的产生,就需要对激光诱导间质热疗过程中组织的实时温度监测。本文通过有限元仿真模拟跟离体实验的对比,为临床上进行个体化的最佳治疗剂量制定,提供理论依据。本文的主要工作:1)基于光在组织中的传输理论、热传输理论和热损伤理论,对激光在组织中的作用进行有限元仿真模拟。通过采用两种不同的热传输理论,即经典Pennes传热方程和双曲线Hyperbolic传热方程,分别模拟得到两组组织温度场分布,进而比对分析发现基于Hyperbolic方法得到的结果与Pennes得到的结果对比是温度升高幅度先小后大,中间出现交叉点,两者的最大损伤面积差异可以达到13.1%。2)通过在模拟组织损伤过程中引入组织动态光热参数,证明了参数随组织温度的变化会对结果产生影响。3)通过在模拟组织损伤过程中加入大血管,证明了在大血管附近组织温度明显低于没有血管的组织温度,且灌注率的大小也会对结果产生影响。4)通过离体猪肝实验,发现Hyperbolic方法求解的精确度优于Pennes方法,验证了非傅立叶双曲线传热方程在激光诱导间质热疗中的可行性。文中主要创新点:1)在LITT仿真模拟中引入非傅立叶双曲线传热方程(Hyperbolic)并通过量化计算验证其方程的有效性,为今后利用Hyperbolic方程求解更加复杂的组织温度场提高理论基础。2)仿真模拟考虑光热参数随温度的动态变化,进一步提高仿真的准确性。3)仿真中考虑大血管肿瘤对光热治疗的影响,发现不同血管大小及其血液流速会对组织温度场产生重要影响,为在体实验提供理论基础。