[发明专利]一种热疗的温度控制方法、装置及系统

说明书

本发明提供了一种热疗的温度控制方法、装置及系统，其中，该方法包括：依据检测的当前温度信息，基于预先构建的温度预测模型确定当前时刻的电压控制增量信息，所述温度预测模型是指根据历史电压信息、历史温度信息以及当前电压信息进行温度控制；基于确定的当前时刻的电压控制增量信息控制下一时刻的温度。通过本发明提供的热疗的温度控制方法、装置及系统，其根据预先构建的温度预测模型进行温度控制，控制的效率和安全性能均较高。

技术领域

本发明涉及智能温度控制技术领域，具体而言，涉及一种热疗的温度控制方法、装置及系统。

背景技术

数据表明，41.5℃-43℃是癌细胞逐渐坏死而正常细胞存活的窗口温度，当肌体组织局部温度超过41.5℃，肿瘤组织开始出现淤血甚至凝固性坏死的现象，而43℃内的温度不会对正常组织造成不可逆的损伤。肿瘤热疗即是利用肿瘤组织与正常肌体组织在温度耐受性上的显著差异，通过加热肿瘤组织使其温度处于窗口温度以达到损坏肿瘤组织的目的。

在肿瘤热疗的过程中，可以采用磁共振引导聚焦超声技术对病灶部位进行加热，为了保证在最大限度损坏肿瘤组织的同时又能够减少对其他正常肌体组织的伤害，往往需要对加热温度进行监测和控制。相关技术中提供了一种基于PID进行温度控制的方法，该方法利用比例、积分、微分计算出控制量，再基于控制量进行温度控制。

然而，相关技术中基于PID的温度控制方法，由于存在进入稳态的时间过长的问题，导致热疗过程耗时较长、效率较低，又受限于PID控制下的超调现象，从而存在一定的安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种热疗的温度控制方法、装置及系统，采用预先构建的温度预测模型进行温度控制，控制的效率和安全性能均较高。

第一方面，本发明提供了一种热疗的温度控制方法，所述方法包括：

依据检测的当前温度信息，基于预先构建的温度预测模型确定当前时刻的电压控制增量信息，所述温度预测模型是指根据历史电压信息、历史温度信息以及当前电压信息进行温度控制；

基于确定的当前时刻的电压控制增量信息控制下一时刻的温度。

结合第一方面，本发明提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述依据检测的当前温度信息，基于预先构建的温度预测模型确定当前时刻的电压控制增量信息，包括：

依据当前温度信息以及历史温度信息、当前电压信息以及历史电压信息构建当前时刻的参数矩阵；

依据当前温度信息、当前时刻的参数矩阵以及上一时刻的参数系数矩阵构建当前时刻的参数系数矩阵；

基于当前时刻的参数矩阵与当前时刻的参数系数矩阵确定当前时刻的电压控制增量信息。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，利用下式计算所述参数系数矩阵：

其中，为当前时刻的参数系数矩阵，为上一时刻的参数系数矩阵，y(k)为当前温度信息，为当前时刻的参数矩阵，c0，且0α2。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，利用下式计算初始参数系数矩阵：

θ₀＝(Φ^TΦ)^-1Φ^TY；

其中，θ₀为初始参数系数矩阵，Φ和Y分别为控制温度前，输入的测试电压信息矩阵及其对应的测试温度信息矩阵。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，利用下式计算当前温度信息：