[發(fā)明專利]一種基于人工智能的射頻消融參數(shù)優(yōu)化和信息合成方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110932338.0
• 申請(qǐng)日: 2021-08-13
• 公開（公告）號(hào): CN113456213B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章世平;楊小為;封明鈺;吳夢(mèng)麟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 卡本（深圳）醫(yī)療器械有限公司
• 主分類號(hào): A61B18/12
• 分類號(hào): A61B18/12;A61B18/14
• 代理公司: 北京思創(chuàng)大成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11614
• 代理人: 高爽

一種基于人工智能的射頻消融參數(shù)優(yōu)化和信息合成方法及系統(tǒng)，該方法應(yīng)用于射頻消融控制器，包括處理器和人工智能模塊；射頻消融控制器的處理器響應(yīng)于樣本數(shù)據(jù)，進(jìn)行預(yù)處理并發(fā)送至人工智能模塊；人工智能模塊根據(jù)預(yù)處理后的樣本數(shù)據(jù)以及針對(duì)樣本數(shù)據(jù)的射頻消融控制參數(shù)建立人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型；處理器響應(yīng)于等離子刀上各傳感器采集的信號(hào)，進(jìn)行預(yù)處理；人工智能模塊將預(yù)處理后的傳感器數(shù)據(jù)導(dǎo)入人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行分析和融合，得到射頻消融控制參數(shù)。本發(fā)明根據(jù)環(huán)境參數(shù)，結(jié)合人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，可以提供病灶組織的位置、消融范圍大小等信息，有助于醫(yī)生判斷病灶組織的情況和控制消融過程中的能量傳輸，有助于減小二次創(chuàng)傷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及射頻消融技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種基于人工智能的射頻消融參數(shù)優(yōu)化和信息合成方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，現(xiàn)有的射頻消融設(shè)備主要聚焦于電壓和功率的產(chǎn)生，以成功地將高頻電能傳輸?shù)讲∪说哪繕?biāo)組織；而且主要依靠主治醫(yī)生的臨床經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行操作，相應(yīng)的控制參數(shù)尚缺少精確的熱學(xué)依據(jù)。由于消融的過程涉及到生物學(xué)、傳熱學(xué)、力學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)等諸多學(xué)科領(lǐng)域，因此需要精確控制消融范圍，盡可能減少不必要的損傷，保證在不傷及正常組織細(xì)胞的情況下最大限度地摧毀病灶細(xì)胞。

在手術(shù)過程中一般利用電流和溫度的閾值來估計(jì)和控制能量傳輸，保護(hù)病人的安全和保障醫(yī)療器械的使用。但是測量動(dòng)態(tài)電流和溫度不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制，并且效率不高。而且目前的消融設(shè)備不能做到自動(dòng)閉環(huán)的消融或凝血的攻率和能量配置。

此外，鑒于微創(chuàng)操作技術(shù)具有較高的技術(shù)門檻和較長的學(xué)習(xí)曲線，年輕的醫(yī)師難以具備足夠的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，對(duì)年輕醫(yī)師的培訓(xùn)和工作初期的指導(dǎo)尤其困難，現(xiàn)有的培訓(xùn)方法通常依賴于知識(shí)點(diǎn)講解、視頻介紹等，醫(yī)師的長期操作經(jīng)驗(yàn)無法精確表達(dá)，不能很好地幫助初學(xué)者了解操作步驟、辨識(shí)操作環(huán)境；對(duì)于射頻參數(shù)的控制，需要考慮到?jīng)Q策輸出針對(duì)人體治療中的不同組織類型，如軟組織、脂肪、骨頭等；根據(jù)對(duì)模型及環(huán)境的單一分析不足以應(yīng)付復(fù)雜的實(shí)際情況。因此，臨床中亟待一種信息合成的方法和系統(tǒng)，可以在臨床實(shí)操和模擬培訓(xùn)中，進(jìn)行輔助的環(huán)境分析，并且提供匹配的操作參數(shù)，供醫(yī)師參考。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)目前消融設(shè)備無法進(jìn)行攻率和能量自動(dòng)配置的問題，提出一種基于人工智能的射頻消融參數(shù)優(yōu)化和信息合成方法及系統(tǒng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供一種基于人工智能的射頻消融參數(shù)優(yōu)化和信息合成方法，該方法應(yīng)用于射頻消融控制器，包括處理器和人工智能模塊；

S1：射頻消融控制器的處理器響應(yīng)于樣本數(shù)據(jù)，所述的樣本數(shù)據(jù)為目標(biāo)物質(zhì)及其周圍環(huán)境的傳感器參數(shù)，處理器對(duì)前述樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理并發(fā)送至人工智能模塊；

S2、人工智能模塊將預(yù)處理后的樣本數(shù)據(jù)以及針對(duì)前述樣本數(shù)據(jù)的射頻消融控制參數(shù)進(jìn)行模糊計(jì)算，建立人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，所述控制參數(shù)包括消融發(fā)生、觸發(fā)時(shí)間和能量頻率；

S3、處理器響應(yīng)于等離子刀上各傳感器采集的信號(hào)，對(duì)前述信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理并發(fā)送至人工智能模塊；

S4、人工智能模塊將預(yù)處理后的傳感器數(shù)據(jù)導(dǎo)入步驟S2建立的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行分析和融合，得到射頻消融控制參數(shù)。

進(jìn)一步地，該方法應(yīng)用于射頻消融控制器，所述射頻消融控制器的信號(hào)輸入端與等離子刀上各傳感器的信號(hào)輸出端相連，且射頻消融控制器輸出等離子刀的控制參數(shù)。

進(jìn)一步地，所述的傳感器包括電壓、電流、阻抗、溫度、濕度和接觸力等。

進(jìn)一步地，步驟S1和S3中，預(yù)處理具體包括：

S1-1、對(duì)傳感器信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行放大和濾波；

S1-2、對(duì)濾波后的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)調(diào)節(jié)，包括線性和非線性校正。

進(jìn)一步地，所述的步驟S2中，模糊計(jì)算具體包括：