[发明专利]一种自适应随动式脉冲消融系统和方法

说明书

本发明提出了一种自适应随动式脉冲消融系统，包括：电源系统、隔离变压器、高压电源、储能系统、脉冲产生系统、脉冲监测系统、脉冲切换系统、电极系统、控制系统、隔离系统、采集系统、定位系统、随动系统、上位机系统、云平台。本发明采用云平台及人工智能算法对每一个治疗过程提供最优的治疗参数范围，并在治疗过程中实时对脉冲(群)参数进行自适应调节，使得生物组织的抖动程度和温升情况都在阈值范围内，降低电极和治疗部位的相对位移和相对旋转，达到最优的治疗效果和最小的副作用；同时，自适应随动式脉冲消融系统和方法可以降低肿瘤部位生物组织各向异性的影响，使得脉冲消融更加均匀，消融效果更好。

技术领域

本发明涉及医疗设备领域，特别是涉及一种自适应随动式脉冲消融系统和方法。

背景技术

脉冲消融在近年来受到了广泛的关注，其相对于传统的消融方法，具有治疗时间短、治疗方便、后遗症小、可以保留血管和神经等优点。

在如今的脉冲消融系统中，多采用单极性的脉冲，但是该脉冲电压基本都超过了肌肉收缩的阈值电压，所以会引起肌肉的收缩进而导致电极移位，为消融带来不利影响；尤其是其作用于心脏附近时，会引发心脏收缩的紊乱，造成危险的后果。

可以采用注射肌肉松弛剂等方法来降低肌肉的收缩和抖动，但是采用肌肉松弛剂需要增加额外的设备来维持治疗对象的呼吸，使得治疗难度加大。

针对单极性脉冲消融容易引起肌肉收缩和抖动的情况，研究人员提出了一种双极性脉冲消融系统，在双极性脉冲消融系统中，采用正脉冲能量、负脉冲能量相等的脉冲作用于生物组织，其在一定程度上可以降低肌肉的收缩和抖动。

但是对于生物组织而言，其参数往往是各向异性的，相同的电压、电流、电场、磁场在各向异性的生物组织所产生的效果是不一样的；这表明同样强度的脉冲会引起心脏和肌肉的收缩强度不同，所以即使是强度相同的正脉冲、负脉冲也不能完全抵消，同样会引起肌肉的收缩和抖动。

进一步的，在消融过程中生物组织的参数是不断变化的，而现有的消融系统均预先设定消融脉冲和/或脉冲群的个数，这在消融后期会和实际的消融进度产生较大的偏差，从而使得治疗达不到预期效果或者产生过度治疗。

如何最大程度地降低肌肉收缩造成的抖动和位移对于脉冲消融的影响，以达到最佳的脉冲消融效果和最小的副作用是亟需解决的问题。本发明提出的自适应随动式脉冲消融系统和方法针对当前存在的问题，采用运行在云平台和本地的人工智能算法，针对每次治疗计算最优的初始化参数范围，同时在脉冲施加过程中采集治疗对象生物组织状态并通过人工智能算法实时调节消融脉冲参数以达到最优的消融效果和最小的副作用；采集并预测治疗对象生物组织的位移和旋转信息，并控制电极跟随生物组织移动，降低电极和生物组织的相对位移，最大程度的提高治疗效果并降低额外损伤。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种自适应随动式脉冲消融系统和方法。

在此系统和方法中，预先通过云平台的人工智能算法计算消融脉冲的参数范围，自适应随动式脉冲消融系统实时采集治疗对象在消融过程中的心电图信号、抖动信号、生物组织的温度情况、生物组织的温升情况、位置信息和角度信息等数据，通过这些数据对脉冲参数和电极的位置进行灵活的实时调节，从而达到最佳的治疗效果和最小的副作用。

为了达到上述目的，本发明所述自适应随动式脉冲消融系统采用如下的技术方案实现：

在该自适应随动式脉冲消融系统中，主要包括电源系统、隔离变压器、高压电源、储能系统、脉冲产生系统、脉冲监测系统、脉冲切换系统、电极系统、控制系统、隔离系统、采集系统、定位系统、随动系统、上位机系统、云平台构成。