激光诱导间质热疗疗效评估的前提是必须获得准确的激光在不同功率、不同照射时间的生物组织温度场分布.利用多物理场直接耦合分析软件COMSOL Multiphysics构建了在组织光学参量不变情况下的三维有限元传热模型.该模型基于Pennes生物传热方程和轴对称高斯形状的激光光束热源方程，参量针对离体猪肝组织，考虑到了生物组织热物性密度、比热和热导率随温度变化的情况.仿真获得激光功率为0.77 W、0.95 W、1.23 W，照射时间为10~90 s，径向距离0~2 mm范围和轴向距离0~4 mm范围的温度场数据集.利用拟合算法，获得了自变量为激光功率、照射时间、径向距离和轴向距离的生物组织温度场分布模型.将功率为0.88 W和1.05 W时的结果与Pennes方程结果相比较，两者误差在5%以内.

利用近红外光谱技术进行生物组织激光诱导间质热疗 (Laser induced interstitial thermotherapy, LITT) 实时监测,探讨 LITT 术中疗效评估基础。实验样本采用离体猪肝和小鼠皮下移植肝肿瘤, 使用近红外光谱实时采集系统采集激光热疗过程中组织吸收系数 (μa)。实验结果表明μa在激光热疗过 程中具有一定的变化规律,其中猪肝的变化规律非常明显,在低功率下呈现缓慢的上升,高功率下达到 一定的温度 (50°C左右) 快速上升,并逐步达到稳定。肿瘤在热毁损时会根据瘤体的组织特性不同出现 特异性变化,这些变化可以作为将来临床治疗的参考。实验结果表明在进行实体组织激光诱导间质热疗 过程中,μa作为实时监测因子具有一定的参考价值,而作为肿瘤的治疗评估因子还需要进一步探索。

采用热疗过程中组织物性动态变化的光热模型，数值模拟了分别采用漫射光纤加入头和裸光纤加入头时的激光诱导肿瘤间质热疗(LITT)中热损伤体积的变化，并对实际漫射光纤加入头下发光强度不均匀的影响进行了分析。数值计算结果表明，通常情况下漫射光纤加入头产生的热损伤体积远大于裸光纤时的热损伤体积;裸光纤加入头产生的热损伤区域关于光纤端部不是球对称的，漫射光纤加入头产生的热损伤区域近似呈椭球形;漫射光纤产生的热损伤体积对加入头发光强度的非均匀性不太敏感。可见激光光纤加入头形式和发光特性对激光诱导肿瘤间质热疗具有重要的影响。

采用蒙特卡罗模拟方法数值求解了不同波长(1064 nm和850 nm)时的激光诱导间质肿瘤热疗(LITT)中激光能量分别在人体的肝组织和前列腺组织内的传输,分析了影响激光能量空间分布的主要因素。穿透深度是影响激光能量在半径方向上分布区域的重要参数;在轴线方向上,穿透深度和激光加入头有效发射长度都对激光能量分布区域的大小有重要影响。