本發(fā)明涉及醫(yī)療設(shè)備，尤其是一種基于脈沖序列的電穿孔消融的電壓控制方法及系統(tǒng)，適用于精準(zhǔn)定位和治療腫瘤等疾病，特別是在電穿孔治療中實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)區(qū)域的精確控制，同時(shí)最大限度地保護(hù)周圍健康組織免受損傷。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的腫瘤治療方式，如手術(shù)切除、化療和放療等，往往伴隨著一定的副作用和風(fēng)險(xiǎn)，例如手術(shù)可能導(dǎo)致創(chuàng)面感染，化療和放療可能會(huì)損傷正常組織。電穿孔消融作為一種新型的腫瘤治療技術(shù)，通過在細(xì)胞膜上產(chǎn)生暫時(shí)性孔隙，使細(xì)胞內(nèi)部物質(zhì)泄露，導(dǎo)致細(xì)胞死亡，特別適用于難以手術(shù)切除或?qū)煛⒎暖煵幻舾械哪[瘤。然而，傳統(tǒng)電穿孔消融方法存在以下技術(shù)問題：

2、(1)目標(biāo)識(shí)別不精確：傳統(tǒng)方法依賴于醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)和手動(dòng)操作，對(duì)于腫瘤區(qū)域的識(shí)別和定位不夠準(zhǔn)確，容易造成對(duì)健康組織的誤傷。

3、(2)電場(chǎng)分布不均：電極布局和脈沖參數(shù)的選擇缺乏優(yōu)化，導(dǎo)致電場(chǎng)在目標(biāo)區(qū)域分布不均勻，影響治療效果。

4、(3)治療過程不可控：缺乏實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和反饋機(jī)制，無法根據(jù)治療進(jìn)展和組織反應(yīng)動(dòng)態(tài)調(diào)整脈沖參數(shù)，影響劑量控制和治療安全性。

5、(4)治療策略調(diào)整困難：缺少基于數(shù)據(jù)分析的智能決策系統(tǒng)，難以根據(jù)患者個(gè)體差異和治療效果進(jìn)行策略調(diào)整。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種基于脈沖序列的電穿孔消融的電壓控制方法及系統(tǒng)，以解決如何在電穿孔消融治療中，精準(zhǔn)識(shí)別并針對(duì)腫瘤區(qū)域施加脈沖電壓，同時(shí)最小化對(duì)周圍健康組織的影響，實(shí)現(xiàn)治療的個(gè)性化和劑量控制的精確化的問題。

2、為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種基于脈沖序列的電穿孔消融的電壓控制方法及系統(tǒng)，包括：

3、一種基于脈沖序列的電穿孔消融的電壓控制方法，包括：

4、s100、融合目標(biāo)識(shí)別與電場(chǎng)建模，使用ai技術(shù)自動(dòng)識(shí)別醫(yī)學(xué)圖像中的目標(biāo)區(qū)域，如腫瘤，并區(qū)分健康組織，建立三維電場(chǎng)分布模型；

5、s200、結(jié)合電場(chǎng)優(yōu)化和劑量控制，形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)調(diào)整脈沖參數(shù)，以優(yōu)化電場(chǎng)分布，確保目標(biāo)區(qū)域接受精確劑量；

6、s300、將治療效果評(píng)估與傳感器技術(shù)融合，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度、組織狀態(tài)和劑量分布，提供反饋用于劑量控制；

7、s400、整合來自其他模塊的信息，進(jìn)行綜合分析，指導(dǎo)治療策略調(diào)整，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化治療。

8、作為優(yōu)選方案，步驟s100包括：

9、s110、利用深度學(xué)習(xí)和計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)識(shí)別目標(biāo)區(qū)域，確保目標(biāo)區(qū)域的精準(zhǔn)識(shí)別；

10、s120、根據(jù)目標(biāo)區(qū)域的位置、形狀和尺寸，結(jié)合組織電導(dǎo)率等參數(shù)，建立電場(chǎng)分布模型；

11、s130、生成最優(yōu)的脈沖序列參數(shù)，實(shí)現(xiàn)腫瘤細(xì)胞電穿孔效果最大化，同時(shí)最小化對(duì)健康組織的影響。

12、作為優(yōu)選方案，步驟s200中閉環(huán)控制系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)目標(biāo)區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度和組織反應(yīng)，自動(dòng)調(diào)整脈沖序列，實(shí)現(xiàn)精確劑量控制。

13、作為優(yōu)選方案，步驟s300中集成多種傳感器和成像技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)治療過程中的關(guān)鍵參數(shù)，為劑量控制提供依據(jù)。

14、作為優(yōu)選方案，步驟s400中整合信息進(jìn)行綜合分析，指導(dǎo)治療策略調(diào)整，包括改變脈沖序列參數(shù)、電極配置或增加輔助治療手段。

15、作為優(yōu)選方案，包括：

16、目標(biāo)識(shí)別模塊，用于識(shí)別醫(yī)學(xué)圖像中的目標(biāo)區(qū)域并區(qū)分健康組織；

17、電場(chǎng)建模模塊，用于建立電場(chǎng)分布模型；

18、劑量控制模塊，用于形成閉環(huán)控制系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)調(diào)整脈沖參數(shù)；

19、監(jiān)測(cè)反饋模塊，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)治療過程并提供反饋；

20、策略調(diào)整模塊，用于整合信息，指導(dǎo)治療策略調(diào)整。

21、作為優(yōu)選方案，所述目標(biāo)識(shí)別模塊利用深度學(xué)習(xí)和計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)識(shí)別。

22、作為優(yōu)選方案，所述劑量控制模塊通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)目標(biāo)區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度和組織反應(yīng)，自動(dòng)調(diào)整脈沖序列參數(shù)。

23、作為優(yōu)選方案，所述監(jiān)測(cè)反饋模塊集成多種傳感器和成像技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)治療過程中的關(guān)鍵參數(shù)。

24、作為優(yōu)選方案，所述策略調(diào)整模塊整合信息，指導(dǎo)個(gè)性化治療策略調(diào)整，以提高治療效果和安全性。

25、本發(fā)明的關(guān)鍵創(chuàng)新點(diǎn)包括：

26、1.利用深度學(xué)習(xí)和計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，自動(dòng)識(shí)別腫瘤區(qū)域并區(qū)分健康組織，確保治療的精準(zhǔn)定位。

27、2.建立三維電場(chǎng)分布模型，結(jié)合組織電導(dǎo)率等參數(shù)優(yōu)化電場(chǎng)分布，預(yù)測(cè)電場(chǎng)效應(yīng)。

28、3.設(shè)計(jì)閉環(huán)控制系統(tǒng)，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度和組織反應(yīng)，自動(dòng)調(diào)整脈沖序列，實(shí)現(xiàn)精確劑量控制。

29、4.整合多源數(shù)據(jù)，使用高級(jí)數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，評(píng)估治療效果，預(yù)測(cè)并發(fā)癥，優(yōu)化治療策略。

30、5.實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)反饋循環(huán)，根據(jù)治療進(jìn)展和患者個(gè)體差異，智能調(diào)整后續(xù)治療計(jì)劃，提高治療成功率和患者安全性。

31、本發(fā)明通過引入先進(jìn)的技術(shù)和算法，實(shí)現(xiàn)了電穿孔消融治療的精確控制和個(gè)性化治療，解決了傳統(tǒng)方法中目標(biāo)識(shí)別不精確、電場(chǎng)分布不均、治療過程不可控和治療策略調(diào)整困難等問題。具體有益效果如下：

32、1.提高了目標(biāo)識(shí)別精度：利用深度學(xué)習(xí)和計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，自動(dòng)識(shí)別醫(yī)學(xué)圖像中的腫瘤區(qū)域并精確區(qū)分健康組織，確保電穿孔脈沖精準(zhǔn)作用于目標(biāo)區(qū)域，減少了對(duì)健康組織的損傷，提升了治療的安全性和有效性。

33、2.實(shí)現(xiàn)了電場(chǎng)分布的優(yōu)化：通過電場(chǎng)建模和劑量控制的閉環(huán)系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)調(diào)整電極布局和脈沖參數(shù)，確保目標(biāo)區(qū)域接受到精確劑量的電穿孔脈沖，同時(shí)通過多目標(biāo)優(yōu)化算法保持對(duì)健康組織的保護(hù)，提高了治療的精確度和效率。

34、3.提供了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和反饋：集成傳感器技術(shù)和成像技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)治療過程中的關(guān)鍵參數(shù)，如電場(chǎng)分布、組織溫度和細(xì)胞損傷程度，為劑量控制提供了依據(jù)，確保治療過程的可控性和安全性。

35、4.實(shí)現(xiàn)了個(gè)性化治療策略：通過綜合分析模塊，智能調(diào)整后續(xù)治療計(jì)劃，包括改變脈沖序列參數(shù)、電極配置或增加輔助治療手段，提高了治療成功率和患者安全性，同時(shí)降低了并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)。

36、5.促進(jìn)了治療決策的智能化：通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法，從歷史治療案例中學(xué)習(xí)，不斷優(yōu)化反饋控制算法和多目標(biāo)優(yōu)化策略，提高了未來治療的精度和效率，形成了一個(gè)持續(xù)改進(jìn)的反饋循環(huán)。

37、6.減少了治療過程中的不確定性：通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和反饋機(jī)制，以及基于模型預(yù)測(cè)控制(mpc)的策略，確保了電極電壓輸出的精確調(diào)整，避免了因個(gè)體差異和治療進(jìn)展導(dǎo)致的劑量偏差，保障了治療效果的一致性。

技術(shù)特征：

1.一種基于脈沖序列的電穿孔消融的電壓控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟s100包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟s200中閉環(huán)控制系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)目標(biāo)區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度和組織反應(yīng)，自動(dòng)調(diào)整脈沖序列，實(shí)現(xiàn)精確劑量控制。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟s300中集成多種傳感器和成像技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)治療過程中的關(guān)鍵參數(shù)，為劑量控制提供依據(jù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟s400中整合信息進(jìn)行綜合分析，指導(dǎo)治療策略調(diào)整，包括改變脈沖序列參數(shù)、電極配置或增加輔助治療手段。

6.一種基于脈沖序列的電穿孔消融的電壓控制系統(tǒng)的實(shí)施裝置，其特征在于，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述目標(biāo)識(shí)別模塊利用深度學(xué)習(xí)和計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)識(shí)別。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述劑量控制模塊通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)目標(biāo)區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度和組織反應(yīng)，自動(dòng)調(diào)整脈沖序列參數(shù)。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測(cè)反饋模塊集成多種傳感器和成像技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)治療過程中的關(guān)鍵參數(shù)。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述策略調(diào)整模塊整合信息，指導(dǎo)個(gè)性化治療策略調(diào)整，以提高治療效果和安全性。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于脈沖序列的電穿孔消融電壓控制方法及系統(tǒng)，涉及智能識(shí)別目標(biāo)區(qū)域、電場(chǎng)建模、劑量控制、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及反饋等關(guān)鍵技術(shù)。通過AI技術(shù)精準(zhǔn)識(shí)別腫瘤并規(guī)劃治療，優(yōu)化電場(chǎng)分布確保電穿孔脈沖精準(zhǔn)作用，閉環(huán)控制動(dòng)態(tài)調(diào)整脈沖參數(shù)，傳感器融合技術(shù)提供治療效果評(píng)估。系統(tǒng)集成數(shù)據(jù)分析與機(jī)器學(xué)習(xí)，智能調(diào)整治療策略，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化治療和并發(fā)癥預(yù)測(cè)，提升治療效果和患者安全性。本發(fā)明適用于腫瘤精準(zhǔn)治療，確保療效的同時(shí)保護(hù)健康組織。

技術(shù)研發(fā)人員：焦君涵
受保護(hù)的技術(shù)使用者：天津市鷹泰利安康醫(yī)療科技有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19