腫瘤熱療設備所使用的熱源主要有微波、射頻、超聲波、激光、以及紅外光等。 目前在臨床上已使用的有：普通功率的微波熱療設備;高功率微波熱療設備;高功率射頻深部熱療設備;超聲深部熱療設備和高能聚焦超聲消融(HIFU)設備;射頻、徽波消融毆備、激光治療設備和紅外全身熱療設備。
一、普通微波類熱療機
自20世紀80年代中期以來，國內最初用於臨床的腫瘤熱療設備是普通功率的微 波熱療機，頻率多為915MHz和2450MHz。 這類設備的工作原理是：微波是高速變化的電磁波，而人體內各種組織與體液無不由分子、離子組成，大的如蛋白質、DNA、RNA，分子量可達數百萬;小的如水， 以及正離子Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+和負離子如c諺、HC01、cl等;體內除 這類帶電離子外，還存在大量的極性分子(即分子內的正負電荷雖然等值異號，對外不呈現帶電性質，但在正負電荷的位置處於兩端形成一個電耦極矩)，當組織受到外加電磁場作用後，組織內的自由電子、離子就向其極性相反的方向運動，同時產生歐姆 熱。
當兩個電極正負極性變化非常快時，離子和極性分子來不及跟隨交變電場迅速的變化而產生分子扭動，分子扭動產生分子摩擦，由於摩擦而產生熱。微波作用於機體後，組織中的正負離子積極性分子，在電場的頻率變化很快時分子產生扭動摩擦產熱。 微波的波長從數釐米到數分米，渡K愈短方向性愈好，愈容易為人工控制;反之，波 長愈妊方向性愈差，而不易受人為的控制。醫用電磁渡的頻章是433MHz、915MHz和 2450MHz，三者的方向性依次序漸好，但組織穿透力漸差。
一般而言，433MHz在富含 水的生物組織巾的物理穿透深度約是3.57cm，915MHz的物理穿透深度約為3.04cm. 2450MHz的物理穿透深度大致1.70cm。這裡的穿透深度是指平面波時微波為組織吸收的情況，即微波的強度減為表面強度的1/e(即37%)時所需要的厚度。因受其有效加熱深度的限制，故這類設備主要用於表淺腫瘤如淺表淋巴結轉移等的局部熱療和直 腸癌、宮頸癌、鼻咽癌及口腔掘等的腔內熱療，以及組織問熱療。所選擇的治療溫度 多為43℃- 47℃，有效治療時間45 - 60分鐘。以往的實驗及臨床結果報道認為與放療 聯合使用的療效較單純放療增加1.4倍，即其熱增強比大約1.4。
二、高能微波類熱療機
前已述，醫用常用微波熱療頻率2450MHz、915MHz、433MHz，它們在空氣中的波 長分別為1225cm、32.80cm、69.3cm。微波電磁渡振幅隨傳播深度增加I睡衰減，大部分能量消耗在體表附近，與射頻不山的是這種衰減在脂肪層不明顯，因而不會出現脂肪層過熱現象。但在進入肌肉組織後能量會急劇衰減，故普通微波難以進行深部加溫。 為克服微波體外加溫中有效加熱深度受限以增加微波治療的有效深皮，一雌國家對高 能微波技術進行了深入的研究。
在微波多輻射器技術方而，日本將單個微波輻射器予 以改造採用微波聚焦的原理，研製出微波透鏡，所用的頻率為430MHZ，在體模和小豬 的實驗中均表明有效加溫深度可達5cm。其臨床初步報道也引人注目：在94例腫瘤的373次治療中，對直徑為2.9 -7.0cm、深度小於2~5cm的腫瘤，瘤中心溫度超過42℃ 的佔68%。我國在此方面也了大量的研究工作，目前已有註冊的高能微波深部熱療產晶，所採用的頻率以915MHz和2450MHz為主。前者所使用的是大功率聚束、低頻 脈衝調製技術;後者採用的是大功率脈衝調製、多探頭聚焦技術。
經改良後的915MHz高功率聚束微波腫痛熱療機，在設計叫使用r高功率微波透 鏡，通過透鏡天線的作用，能將初級輻射源的弱方向性電磁渡聚集為銳方向性電磁波束，使入射的微波功率密度增加，當微波穿透到3cm後雖幅度降到l/e，但剩餘能量仍有對深部組織進行加熱的能力，從而能較好的解決較深部位有效加溫問題。又由於治療時機體暴露在微波輻射下的範圍較廣，因此能在較短的時間內將體溫升至有效治 療溫度。
此外，由於治療機頭與皮膚間需要保持20 - 30cm左右的距離以保證波束聚集空間，結果由於空氣的熱平衡作用而使表皮升溫得到緩解，從而較少引發加溫時的皮膚灼傷。體模實驗證實，該類設備具備有效深部加溫能力;同時系統的動物實驗結果以及較長的臨床觀察顯示，在進行有效深部加溫時，對重要組織臟器沒有出現明顯的 損傷。 2450MHz微波一般穿透到l.7cm後能量衰減到無法再對組織進行加溫，若需增加有效加熱深度，以達到對深部腫瘸進行加溫的作用，則必須通過提高入射能量以提高 其作用強度，但這樣做的後果有可能導致因皮膚喪層微波能量過高發生灼傷，腹部髒 器對微波能量吸收敏感、散熱功能差而產生損傷。但若採用多探頭聚焦、大功率脈衝調製技術的產品，則可通過多個輻射器分時、聚焦後高功率發射，使高峰值入射功率 較普通微波熱療機的入射功率提高了幾十倍，從而達到對深部組織進行有效加溫的 作用。
三、高功率射頻深部熱療機
射頻屬於電磁波中的短波，醫學上常用的上作頻率為13.56MHz及其倍數頻率27.12MHz、40.68MHz等。射頻產熱的原理與微波基本相同，一種是組織中的自由電 子、離子等帶電粒子沿電場或逆電場方向運動產生焦耳熱;另一種是組織中大量的極 性分子會在交變電磁場中隨電磁場方向的變化快速扭動』扯生分子摩擦而牛熱。由t環 同組織的介電常數不同，在組織界面如肌肉與脂肪的界面會產牛過熱。
電容式射頻加 溫的物理特點是：
①兩極板加熱場分佈主要靠電容大小調整，主要熱場靠近小極板… 側，當電極面積增大日與極板問距相近時，熱場分佈最均勻;
②靠近電極附近熱場最不均勻，防止的辦法是增加水袋。根據電磁渡的特點，頻率越低，波長越長，列組織 的穿透力較深;
反之，頻率越高，波長越短，則穿透深度較淺，崮此，較微波向言， 射頻對人體組織穿透力較強，臨床上一般用於深部加溫治療，高功率剁頻熱療機是最先用於深部加溫的熱療設備，日產RF- 8型熱療機就屬於此類產品。該機特點是所用 頻率為8MHz，故加溫深度深;但脂肪過熱現象明顯，皮下脂肪稍厚一監的病人難以耐 受治療。為減輕副作用，該設備採用循環益水冷卻加熱區的皮膚及皮下組織，國內一些醫療單位較早期使用的深部熱療機即是該產品。而後，我國白行研發了13 56MHz、 27 12MHz、40 68MHz等不同頻率的高功率射頻熱療機。其中所採用的40 68MHz四極同頻分時加溫方式的高功率劓頻熱療機，較好的改善了治療中的脂肪過熱現象，更好 地解決脂肪過熱、且其加溫速率較艤極式設備更快。13 56M地的高功率射頻熱療機在 工程上較易實現，但總體陛能遜於40.68MHz的高功率剁頻熱療機。
近年，美國研製了 雙饋線複合式輻射器，採用75 - 120MHz的可調高頻電磁渡稱之為Sigma eye的新近改進輻射器，開發丁立體環形矩陣加溫的BSD - 2000產品，並輔以熱療治療計劃系統和 磁共振測溫裝置，將新的理念帶人到腫瘤熱療設備中。
