癌症的高发病率和高死亡率严重威胁人类的生命健康,微波消融逐渐成为临床中治疗癌症的主要手段。现存的技术有效消融范围小、消融圆度低,不能很好的控制有效消融区域,阻碍了微波消融技术的进一步发展,本文研究的主要目标是消融有效区域精准的控制,本文主要有以下三个贡献:1.开发了消融针为核心的消融硬件平台,提高最大消融范围和消融圆度。开发可嵌入的输出功率稳定、功率误差低、功率响应快的微波消融仪;设计了一款新型消融针,使得离体猪肝最大消融直径从常规的3厘米提高到了 6.6厘米,消融圆度从0.6提高到了 0.95左右;通过阻抗匹配优化,使得整个系统的驻波比从通常的3降低到了 1.5左右,从而使得消融效率从75%提高到了 95%。2.建立了消融过程的数学静态和动态模型。通过将上述的微波消融平台在COMSOL中进行建模模拟仿真,解决了消融边界难以界定的难题,得到消融的离散数据,进而得到拟合的连续的不同功率下的消融尺寸和消融时间的数学表达式,并且通过立体猪肝的消融实验对消融硬件平台以及数学模型进行检验。3.提出了消融区域控制算法。通过新鲜离体猪肝的消融实验对仿真消融模型进行修正,得到精确的不同功率输入下消融尺寸随着消融时间的关系式,从而进行连续定功率的开环控制;基于反射电压进行控制算法优化,提出间断性定功率控制算法和变功率控制算法;经过实验表明,基于本文开发的硬件平台和三种控制算法均可达到比较精确消融边界的控制目标。