[發明專利]基于個體阻抗的射頻加熱溫度場預測系統有效
| 申請號: | 201810730963.5 | 申請日: | 2018-07-05 |
| 公開(公告)號: | CN108830017B | 公開(公告)日: | 2022-06-24 |
| 發明(設計)人: | 張愛麗;秦方雨;張康偉;徐學敏 | 申請(專利權)人: | 上海美杰醫療科技有限公司 |
| 主分類號: | G06F30/23 | 分類號: | G06F30/23;G06F119/08 |
| 代理公司: | 上海一平知識產權代理有限公司 31266 | 代理人: | 成春榮;徐迅 |
| 地址: | 200240 上海市徐匯*** | 國省代碼: | 上海;31 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 基于 個體 阻抗 射頻 加熱 溫度場 預測 系統 | ||
本申請涉及生物醫學工程領域,公開了一種基于個體阻抗的射頻加熱溫度場預測系統,大大提高了預測溫度分布的速率和準確性。該系統包括:包括:第一區域建立單元,用于建立第一區域;第二區域建立單元,用于取得消融針位置,以消融針為中心,在所述第一區域內建立第二區域;導電率設置單元,用于保持所述第二區域內的導電率恒定,調整所述第一區域的導電率,使得所述消融針與地極之間的阻抗與治療系統實際測得的個體真實阻抗一致;計算單元,對所述第一區域和第二區域的組合體進行網格劃分,利用射頻場模型和生物傳熱模型進行耦合計算,從而獲得溫度場時空信息。
技術領域
本申請涉及生物醫學工程領域,特別涉及基于個體阻抗的射頻加熱溫度場預測技術。
背景技術
隨著現代影像技術和計算機化手術指導技術的發展,微創熱消融技術在腫瘤治療中得到了廣泛的重視,經皮射頻消融(RFA)是一種替代肝癌手術切除的熱療方式。在RFA治療過程中,當離子和極性分子在交變磁場中的振蕩時,高頻交流電會引起摩擦加熱,將導致溫度上升至60℃以上,使蛋白質和細胞核的瞬時變性,腫瘤細胞直接壞死或凋亡。
實現有效的RFA治療的關鍵是精確控制消融區(熱凝區)的大小和形狀,從而避免腫瘤組織殘留和對正常組織的附帶損害。數學建模為其提供了一種有效的方法來預測溫度場和相應的組織損傷范圍,對于制定更精確的治療計劃具有重大意義,研究人員一直致力于提高模擬的準確性和速率。
然然,本申請的發明人發現,在模擬RFA治療過程中,現有的建模方法的計算結果往往與實際情況有較大的偏差。
發明內容
本申請的目的在于提供一種基于個體阻抗的射頻加熱溫度場預測方法及其系統,大大提高了預測溫度分布的準確性。
為了解決上述問題,本申請公開了一種基于個體阻抗的射頻加熱溫度場預測方法,包括:
建立第一區域;
取得消融針位置,以消融針為中心,在該第一區域內建立第二區域;
該第二區域內的導電率保持恒定,調整該第一區域的導電率,使得該消融針與地極之間的阻抗與治療系統實際測得的個體真實阻抗一致;
對該第一區域和第二區域的組合體進行網格劃分,利用射頻場模型和生物傳熱模型進行耦合計算,從而獲得溫度場時空信息。
在一優選例中,該第一區域為橢圓柱體,該第二區域為圓柱體。
在一優選例中,該第二區域覆蓋該消融針的消融范圍。
在一優選例中,該消融針包括單極、雙極、多極消融針。
在一優選例中,該消融針垂直插入該第一區域。
在一優選例中,該射頻場模型采用準靜電場模型。
在一優選例中,該生物傳熱模型采用Pennes生物傳熱模型。
在一優選例中,該利用射頻場模型和生物傳熱模型進行耦合計算的步驟中,采用有限元方法進行數值計算。
本申請還公開了一種基于個體阻抗的射頻加熱溫度場預測系統,包括:
第一區域建立單元,用于建立第一區域;
第二區域建立單元,用于取得消融針位置,以消融針為中心,在該第一區域內建立第二區域;
導電率設置單元,用于保持該第二區域內的導電率恒定,調整該第一區域的導電率,使得該消融針與地極之間的阻抗與治療系統實際測得的個體真實阻抗一致;
計算單元,對該第一區域和第二區域的組合體進行網格劃分,利用射頻場模型和生物傳熱模型進行耦合計算,從而獲得溫度場時空信息。
本申請還公開了一種基于個體阻抗的射頻加熱溫度場預測系統,包括:
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