微波消融是一种重要的治疗肝癌的微创治疗方式，以其创伤小、恢复快的优点而得到广泛应用。在目前临床治疗中，手术路径的选取及消融针的工作参数主要还是依靠医生的主观判断，对消融范围未经过严格计算，易造成未完全杀死肿瘤细胞或过多损伤正常肝组织的现象。本研究目的是通过优化算法可计算得到最佳手术路径及消融针工作参数，以达到“适形”治疗肝癌的目标。　　成功的肝癌“适形”治疗必须要符合两点标准，即能够在保证完全消融肿瘤的同时对正常组织损伤最小。为达到以上两点标准，本研究提出了一种以消融单针消融模型为基础的基于改进的Powell法的优化算法，该算法可计算得到最佳的针尖位置、进针方向向量和与之对应的微波消融针工作参数。对虚拟和真实的三维肿瘤模型进行优化计算，取得了较为理想的结果。本文主要对以下内容进行了研究:　　(1)建立了虚拟及真实的肿瘤模型:用solidworks软件绘制了与消融椭球形状相同的虚拟肿瘤模型;用mimics软件将扫描得到的肝癌患者的增强螺旋CT图像进行阈值分割和手动分割后三维重建，获得真实三维肝脏肿瘤模型。　　(2)建立了微波消融单针的消融模型:用有限元软件COMSOLMultiphysics4.3a对微波消融单针温度场及电场的分布进行仿真，确定了适合治疗小肿瘤时单缝隙同轴天线的输入功率和加热时间。记录频率为2.45GHz、输入功率为10W条件下，不同加热时间下消融范围的大小及特点，针对不同体积的肿瘤建立了相应微波消融单针的消融模型。　　(3)提出了一种适用于微波消融手术规划的、基于改进的Powell算法的优化算法。算法可根据肿瘤大小和形状计算出微波消融单针的工作参数、针尖位置及最佳进针路径。　　(4)对优化算法的消融效果进行了验证及显示。在肿瘤模型的三维场景中添加了微波消融单针消融模型，三维显示其消融效果;通过观察虚拟肿瘤模型的三维消融效果，可直观观测到消融椭球刚好包含虚拟肿瘤模型，经计算其消融效率均在95％以上，证明了算法可行性及正确性;通过计算真实肿瘤模型的消融效率，与Villard等人计算的消融效率相仿，证明算法性能良好。