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。

基于肿瘤组织与正常生物组织物理特性的差别，建立了激光诱导间质肿瘤热疗(LITT)中的双层组织结构模型，采用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法模拟组织中的能量传输，并根据Pennes生物传热方程确定组织中的温度变化规律，预测肿瘤凝固所需要的时间和热损伤区域的大小。