一種自適應脈沖的實現方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種自適應脈沖的實現方法。
【背景技術】
[0002]用于微創腫瘤治療的各種消融設備中，射頻腫瘤消融系統是目前世界公認的最佳治療手段。對于惡性腫瘤的射頻消融治療，臨床上希望熱損毀范圍必須完全覆蓋整個腫瘤。否則會因為腫瘤的漏空而引起腫瘤的擴散、轉移、復發。
[0003]為了達到熱損毀范圍全覆蓋整個腫瘤的目的，可采用集束電極進行射頻消融。集束電極是目前使用最多的肝臟射頻消融電極。集束電極針管內藏多枚子針，電極穿刺進入病灶后，這些子針可從電極針管內撐出，可形成球狀、傘狀或掃帚狀等。其優點是，射頻能量控制簡單，采用射頻連續輸出方式，單次的熱損毀消融范圍大，射頻電流及熱場分布均勻，臨床療效確切。但其缺點也是明顯的:(1)電極加工工藝較復雜，生產成本高。(2)對臨床醫生的穿刺技術要求高。(3)對影像設備有一定的要求。由于在B超下，看不清集束電極各子針在病灶內的確切位置，只得依賴X光機或CT進行穿刺引導。(4)阻抗很低，治療時間長。集束電極各子針全部展開后，電極與病灶的接觸面積高達400 mm2 -600mm2，阻抗低，工作電流大。由于治療電極接觸面積大，能量不集中，電極周圍有更多的血流帶走更多的熱量，治療時間很長。(5)注入的射頻能量大，射頻電流大，貼在患者體表的輔助電極，有燒傷皮膚的風險。(6)射頻消融結束時，因子針與病灶組織的粘連，有子針收不回針管的風險。
[0004]鑒于集束電極的上述缺點，冷循環射頻脈沖技術應運而生。在集束電極出現之前，也就是射頻用于肝臟腫瘤治療的早期，單束電極就已經成功地用于臨床。單束電極最致命的缺點是，單次的熱損毀的范圍太小。后來出現了冷循環單束電極，其單次的熱損毀的范圍有所增加，基本能滿足臨床中小于2cm的腫瘤的消融治療。為了進一步增加單次熱損毀范圍，近年來，各射頻廠商又在射頻能量控制方式上想辦法、做文章，即將原來的射頻連續輸出方式，改為射頻脈沖輸出方式，結合冷循環單束電極，其單次的熱損毀的范圍大大增加，能滿足臨床中小于3cm的腫瘤的消融治療。因此，冷循環單束電極結合射頻脈沖輸出技術的臨床效果和使用的便利性、安全性等，已經被很多臨床醫生所接收和認可，冷循環單束電極，只要克服了單次熱損毀范圍小的缺點，完全取代集束電極在臨床中的應用只是時間問題。
[0005]采用冷循環射頻脈沖輸出技術，可以有效控制目標組織的阻抗升高，從而實現增大單次熱損毀范圍。一方面，單束電極因為采用了冷循環技術，電極針臨近的組織的溫度很低，較距離電極更遠處的組織的溫度低很多，電極針臨近的組織的阻抗保持在低阻抗狀態。另一方面，采用了射頻脈沖輸出技術，可以進一步保證電極針臨近的組織的阻抗保持在低阻抗狀態。具體講，就是以時間Τζ?^+?^為周期，在時間Τ ■內注入射頻能量，在時間T 0FF內停止注入射頻能量，以非連續的射頻能量輸出方式。在期間，能量以熱傳導方式向病灶周圍擴散，由于停止了射頻能量的注入，加上電極內部冷循環的作用，電極針臨近組織的溫度急劇下降，電極針臨近組織的阻抗恢復至低阻區，為下個??期間射頻能量的注入提供了條件。為了減小對心電的影響，一般周期τ要大于8s，即射頻輸出的脈沖頻率F要小于
0.125Hz ο
[0006]已知的一定類型的射頻腫瘤消融系統所采用的射頻脈沖輸出技術中，^和^^是固定不變的。其占空比D=Tqn / (T0N +T0FF)是恒定，其輸出功率的平均值Pq=D * PQN，也是固定不變的。已知的射頻脈沖輸出技術的問題在于，在給定治療時間的前提下，其熱損毀范圍或臨床消融效果，完全依賴于病灶自身的散熱環境。倘若病灶的血供越豐富，則血流所帶走的熱量會很多，病灶內剩下的能量少，熱損毀范圍小。倘若病灶的血供少，血流所帶走的熱量也少，病灶內剩下的能量集聚過多，在較短時間內，電極針臨近組織溫度迅速上升，阻抗變得很高，甚至碳化，熱損毀范圍也小。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是提供一種自適應脈沖的實現方法，以解決現有射頻脈沖控制系統所產生的熱損范圍完全依賴于病灶自身的散熱環境，且其高電平工作時間??和低電平工作時間固定不變，即其占空比不可根據病灶信息變化的問題。
[0008]為解決上述技術問題，本發明提供一種自適應脈沖的實現方法，包括以下步驟:
51:獲取病灶的初始阻抗值，判斷射頻脈沖控制系統的工作狀態；
52:若射頻脈沖控制系統工作在高電平狀態，則根據病灶當前的阻抗值與預設閾值Rm的大小關系，調節射頻脈沖控制系統的高電平工作時間??的寬度；
53:若射頻脈沖控制系統工作在低電平狀態，則根據病灶當前的阻抗值與病灶的初始阻抗值和TMIN的大小關系，調節射頻脈沖控制系統的低電平工作時間T _的寬度。
[0009]進一步地，步驟S2具體包括以下步驟:
521:若射頻脈沖控制系統工作在高電平狀態，則判斷病灶當前的阻抗值與預設閾值Rm的大小關系；
522:若病灶當前的阻抗值小于或等于預設閾值RM，則保持射頻脈沖控制系統的高電平工作狀態；若病灶當前的阻抗值大于預設閾值Rm，則將射頻脈沖控制系統的輸出功率降低至最小輸出功率，使其由高電平工作狀態進入低電平工作狀態。
[0010]進一步地，步驟S3具體包括以下步驟:
531:若射頻脈沖控制系統工作在低電平狀態，則判斷病灶當前的阻抗值與病灶的初始阻抗值的大小關系；
532:若病灶當前的阻抗值大于病灶的初始阻抗值，則保持射頻脈沖控制系統的低電平工作狀態；若病灶當前的阻抗值小于或等于病灶的初始阻抗值，則判斷射頻脈沖控制系統的低電平工作時間T-與TMIN的大小關系；
533:若射頻脈沖控制系統的低電平工作時間小于TMIN，則保持射頻脈沖控制系統的低電平工作狀態；若射頻脈沖控制系統的低電平工作時間大于或等于TMIN，則將射頻脈沖控制系統的輸出功率恢復至額定功率，并使其由低電平工作狀態進入高電平工作狀
??τ ο
[0011 ]進一步地，步驟S2預設閾值RM等于病灶的初始阻抗的150%。
[0012]進一步地，步驟S3中的TMIN等于8秒。
[0013]本發明的有益效果為: 1、本發明使射頻脈沖控制系統的熱損毀范圍不再依賴病灶自身的散熱環境。將現有的固定脈沖技術，改造為自適應脈沖技術，其高電平工作時間??和低電平工作時間都是根據病灶信息自動可變的，即其占空比D是可根據病灶反饋回來的信息自動適應。當病灶的血供越豐富，占空比D變得越大，則輸出功率越大；當病灶的血供越少，占空比D變得更小，則輸出功率越小。
[0014]2、本發明在整過治療期間，對病灶信息進行不間斷的監測，并根據病灶組織反饋回來的信息，自動調整輸出脈寬寬度。病灶組織血供越豐富，輸出脈寬越寬，注入病灶的射頻能量越多；病灶組織血供越少，輸出脈寬越窄，注入病灶的射頻能量越少。有效地控制了目標組織的阻抗，使電極臨近組織