肿瘤热疗设备所使用的热源主要有微波、射频、超声波、激光、以及红外光等。 目前在临床上已使用的有：普通功率的微波热疗设备;高功率微波热疗设备;高功率射频深部热疗设备;超声深部热疗设备和高能聚焦超声消融(HIFU)设备;射频、徽波消融殴备、激光治疗设备和红外全身热疗设备。
一、普通微波类热疗机
自20世纪80年代中期以来，国内最初用于临床的肿瘤热疗设备是普通功率的微 波热疗机，频率多为915MHz和2450MHz。 这类设备的工作原理是：微波是高速变化的电磁波，而人体内各种组织与体液无不由分子、离子组成，大的如蛋白质、DNA、RNA，分子量可达数百万;小的如水， 以及正离子Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+和负离子如c谚、HC01、cl等;体内除 这类带电离子外，还存在大量的极性分子(即分子内的正负电荷虽然等值异号，对外不呈现带电性质，但在正负电荷的位置处于两端形成一个电耦极矩)，当组织受到外加电磁场作用后，组织内的自由电子、离子就向其极性相反的方向运动，同时产生欧姆 热。
当两个电极正负极性变化非常快时，离子和极性分子来不及跟随交变电场迅速的变化而产生分子扭动，分子扭动产生分子摩擦，由于摩擦而产生热。微波作用于机体后，组织中的正负离子积极性分子，在电场的频率变化很快时分子产生扭动摩擦产热。 微波的波长从数厘米到数分米，渡K愈短方向性愈好，愈容易为人工控制;反之，波 长愈妊方向性愈差，而不易受人为的控制。医用电磁渡的频章是433MHz、915MHz和 2450MHz，三者的方向性依次序渐好，但组织穿透力渐差。
一般而言，433MHz在富含 水的生物组织巾的物理穿透深度约是3.57cm，915MHz的物理穿透深度约为3.04cm. 2450MHz的物理穿透深度大致1.70cm。这里的穿透深度是指平面波时微波为组织吸收的情况，即微波的强度减为表面强度的1/e(即37%)时所需要的厚度。因受其有效加热深度的限制，故这类设备主要用于表浅肿瘤如浅表淋巴结转移等的局部热疗和直 肠癌、宫颈癌、鼻咽癌及口腔掘等的腔内热疗，以及组织问热疗。所选择的治疗温度 多为43℃- 47℃，有效治疗时间45 - 60分钟。以往的实验及临床结果报道认为与放疗 联合使用的疗效较单纯放疗增加1.4倍，即其热增强比大约1.4。
二、高能微波类热疗机
前已述，医用常用微波热疗频率2450MHz、915MHz、433MHz，它们在空气中的波 长分别为1225cm、32.80cm、69.3cm。微波电磁渡振幅随传播深度增加I睡衰减，大部分能量消耗在体表附近，与射频不山的是这种衰减在脂肪层不明显，因而不会出现脂肪层过热现象。但在进入肌肉组织后能量会急剧衰减，故普通微波难以进行深部加温。 为克服微波体外加温中有效加热深度受限以增加微波治疗的有效深皮，一雌国家对高 能微波技术进行了深入的研究。
在微波多辐射器技术方而，日本将单个微波辐射器予 以改造采用微波聚焦的原理，研制出微波透镜，所用的频率为430MHZ，在体模和小猪 的实验中均表明有效加温深度可达5cm。其临床初步报道也引人注目：在94例肿瘤的373次治疗中，对直径为2.9 -7.0cm、深度小于2~5cm的肿瘤，瘤中心温度超过42℃ 的占68%。我国在此方面也了大量的研究工作，目前已有注册的高能微波深部热疗产晶，所采用的频率以915MHz和2450MHz为主。前者所使用的是大功率聚束、低频 脉冲调制技术;后者采用的是大功率脉冲调制、多探头聚焦技术。
经改良后的915MHz高功率聚束微波肿痛热疗机，在设计叫使用r高功率微波透 镜，通过透镜天线的作用，能将初级辐射源的弱方向性电磁渡聚集为锐方向性电磁波束，使入射的微波功率密度增加，当微波穿透到3cm后虽幅度降到l/e，但剩余能量仍有对深部组织进行加热的能力，从而能较好的解决较深部位有效加温问题。又由于治疗时机体暴露在微波辐射下的范围较广，因此能在较短的时间内将体温升至有效治 疗温度。
此外，由于治疗机头与皮肤间需要保持20 - 30cm左右的距离以保证波束聚集空间，结果由于空气的热平衡作用而使表皮升温得到缓解，从而较少引发加温时的皮肤灼伤。体模实验证实，该类设备具备有效深部加温能力;同时系统的动物实验结果以及较长的临床观察显示，在进行有效深部加温时，对重要组织脏器没有出现明显的 损伤。 2450MHz微波一般穿透到l.7cm后能量衰减到无法再对组织进行加温，若需增加有效加热深度，以达到对深部肿瘸进行加温的作用，则必须通过提高入射能量以提高 其作用强度，但这样做的后果有可能导致因皮肤丧层微波能量过高发生灼伤，腹部脏 器对微波能量吸收敏感、散热功能差而产生损伤。但若采用多探头聚焦、大功率脉冲调制技术的产品，则可通过多个辐射器分时、聚焦后高功率发射，使高峰值入射功率 较普通微波热疗机的入射功率提高了几十倍，从而达到对深部组织进行有效加温的 作用。
三、高功率射频深部热疗机
射频属于电磁波中的短波，医学上常用的上作频率为13.56MHz及其倍数频率27.12MHz、40.68MHz等。射频产热的原理与微波基本相同，一种是组织中的自由电 子、离子等带电粒子沿电场或逆电场方向运动产生焦耳热;另一种是组织中大量的极 性分子会在交变电磁场中随电磁场方向的变化快速扭动』扯生分子摩擦而牛热。由t环 同组织的介电常数不同，在组织界面如肌肉与脂肪的界面会产牛过热。
电容式射频加 温的物理特点是：
①两极板加热场分布主要靠电容大小调整，主要热场靠近小极板… 侧，当电极面积增大日与极板问距相近时，热场分布最均匀;
②靠近电极附近热场最不均匀，防止的办法是增加水袋。根据电磁渡的特点，频率越低，波长越长，列组织 的穿透力较深;
反之，频率越高，波长越短，则穿透深度较浅，崮此，较微波向言， 射频对人体组织穿透力较强，临床上一般用于深部加温治疗，高功率剁频热疗机是最先用于深部加温的热疗设备，日产RF- 8型热疗机就属于此类产品。该机特点是所用 频率为8MHz，故加温深度深;但脂肪过热现象明显，皮下脂肪稍厚一监的病人难以耐 受治疗。为减轻副作用，该设备采用循环益水冷却加热区的皮肤及皮下组织，国内一些医疗单位较早期使用的深部热疗机即是该产品。而后，我国白行研发了13 56MHz、 27 12MHz、40 68MHz等不同频率的高功率射频热疗机。其中所采用的40 68MHz四极同频分时加温方式的高功率劓频热疗机，较好的改善了治疗中的脂肪过热现象，更好 地解决脂肪过热、且其加温速率较舣极式设备更快。13 56M地的高功率射频热疗机在 工程上较易实现，但总体陛能逊于40.68MHz的高功率剁频热疗机。
近年，美国研制了 双馈线复合式辐射器，采用75 - 120MHz的可调高频电磁渡称之为Sigma eye的新近改进辐射器，开发丁立体环形矩阵加温的BSD - 2000产品，并辅以热疗治疗计划系统和 磁共振测温装置，将新的理念带人到肿瘤热疗设备中。
