[发明专利]一种对象消融系统、控制方法、装置、介质及电子设备

说明书

本发明公开了一种对象消融系统、控制方法、装置、介质及电子设备，其中，导航控制设备用于基于目标介入区域的区域图像信息、介入组件的形态属性信息、运动位置信息和介入位置信息进行虚拟模型构建，得到导航三维模型和操作对象三维模型，导航三维模型用于表征目标介入区域的三维空间特征、介入组件的三维空间特征，以及待消融对象、介入组件与目标介入区域间的空间位置信息；导航控制设备还用于确定待消融对象对应的目标消融参数，并控制消融设备基于目标消融参数运行，以使介入组件对待消融对象进行消融处理。应用本发明对象消融系统能够提高手术准确性、效率、治疗效果和治疗安全性。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种对象消融系统、控制方法、装置、介质及电子设备。

背景技术

现有的消融手段主要采用射频消融、微波消融、冷冻消融和聚焦超声消融等热消融技术。射频消融的根本原理是热疗，是通过一种高频电磁波，由交变电场和磁场组成，以375kHz至500kHz的射频波产生的能量从发射器至治疗电极针经负极板在人体形成闭合回路。电极针周围的离子受到交变电流的激发而发生碰撞、摩擦形成热量，当热量超过肿瘤组织的耐受程度时肿瘤细胞会发生凝固性坏死，肿瘤周围的小血管因为受热损伤而闭塞，从而阻断肿瘤血供。在操作过程中，因为肿瘤组织瞬间产生大面积凝固性坏死，导致实时超声下病变边界完全模糊。因此，在判断是否完全消融时，难以界定消融范围与病灶边缘的距离，且可能引起皮肤瘀斑、皮肤烧伤、肌肉灼伤、续发性脂肪坏死、伤口感染等并发症。

微波消融主要有两种方式：聚焦微波相控阵热疗法(FMPA)和经皮微波热凝固(PMC)。FMPA微波通过组织和细胞内水分子的快速搅动产生介电热，导致热诱导的凝固性坏死。PMC是将可发射微波能量的探针直接插入肿瘤内部，从而可在短时间内产生使蛋白质变性或细胞凝固性坏死的高温。主要作用机理是因为癌细胞的水分高于正常细胞的水分，所以在微波作用下癌细胞会产生更多热从而将细胞凝固性坏死，但仍会有皮肤烧伤的周围组织热损伤的现象发生。

激光消融主要是将尖端激光纤维插入肿瘤中，通过激光光子与组织之间产生热效应，提高组织温度并产生热消融区域，但可能对周围血管和神经组织造成永久损伤，同样也会造成消融不彻底或过度消融的现象。

高强度聚焦超声消融(HIFU)是一种非侵入性无创消融技术，其不需要在肿瘤部位微创放置导管或探针。通过将高能量的超声聚焦，HIFU在焦点处达到很高的声强，使声能迅速被肿瘤组织吸收并转化为热能，局部温度瞬间升高至65℃以上，使靶区蛋白质变性、细胞凝固性坏死，而超声束经过的正常组织及靶区周围组织不产生损伤或损伤很小。但HIFU治疗过程中要求靶区组织尽可能维持静止状态、减少移动，否则容易造成治疗脱靶，从而不能实现完全消融；其次，虽然对肿瘤边缘扩大范围的消融可实现根治性治疗，但消融范围增加的同时也增加了内组织损伤的风险。

冷冻消融是将冷冻探针置于肿瘤中心，使肿瘤细胞温度迅速下降至冰点以下，在反复冻融的过程中，造成肿瘤细胞膜破裂、细胞器损伤，最终导致肿瘤细胞死亡。但是未被直接冷冻伤致死的细胞也可能继发细胞凋亡，同时冷冻消融还可能诱导局部微血管破坏引起血流淤滞。

以上的消融原理主要是通过组织周围温度的变化达到组织细胞坏死的目的。例如，US14023328、US15099665、CN202011501204.5等。但是当出现热沉效应时，热消融技术很容易导致消融区域的神经、淋巴、血管等健康组织受损。例如，部分厂家通过射频消融技术来消融肺部疾病，比如慢性支气管炎，通过消融气管软骨周围的平滑肌来实现气管扩张，增加通气量的作用，但此方法同样属于热消融技术，通过高温使细胞蛋白质变质，从而实现组织坏死，很难控制消融范围容易导致血管和神经等健康组织受损。而且气管主要是由软骨和平滑肌支撑起来的，因此，假使平滑肌过度消融，该方法还容易造成软骨无法支撑，而使气管塌陷造成更严重的后果。