[发明专利]一种基于温度和图像双模监测与反馈的光热治疗系统

说明书

本发明提出一种基于温度和图像双模监测与反馈的光热治疗系统，可对待处理组织进行范围可控的精确激光辐照，所述光热治疗系统包括控制反馈模块和与之相连的光热治疗模块、可进行红外成像的温度监测模块；所述光热治疗模块以激光辐照待处理组织使之升温；控制反馈模块经温度监测模块获取待处理组织的红外热成像，以评估当前激光辐照形成的升温范围是否在待处理组织的预设的阈值温度范围内，以及接受激光辐照的组织可承受的温度是否符合预设值；本发明能对光热治疗过程中的重要参数进行监测，同时可结合温度监测、图像监测进行反馈。

技术领域

本发明涉及生物医学及光学技术领域，尤其是一种基于温度和图像双模监测与反馈的光热治疗系统。

背景技术

光热疗法是一种利用局部生物组织受热使病变组织（癌细胞组织）凝固坏死的肿瘤热疗技术。它的基本过程是通过经皮穿刺将有孔道的探针导入需治疗的组织或肿瘤组织，由激光对组织进行照射，组织将吸收光能量转为热能向周围组织扩散，导致组织温度不断升高，使肿瘤靶组织产生热凝固坏死，其主要过程是组织的光热响应。光热治疗肿瘤时光热效应产生的温度对肿瘤细胞直接损伤破坏作用。当进行光热治疗时，在光热转换效应的作用下，即使光源是朝向病变区的，病变区上堆积的热量依旧会分散开来，传递到组织体的另外部位。所以不管组织是否病变，在被超过有效范围的温度作用一定时间后，都会一定程度受到热损伤。由此可见温度在光热治疗中是一个核心参数。当前光热治疗的参数控制都是凭着医生的经验值设定的，当激光剂量小的时候，对于治疗无效果；而激光剂量大时，会使正常组织收到损伤。因此，实时监测光热治疗过程中温度的动态变化在治疗控制中起重要作用。

红外线像仪监测温度，无需进入组织内部，具有非侵入、成像快速、图像直观等特点，它的无损检测特性有助于在不破坏组织的情况下检测温度，这在光热治疗的应用中无疑是个很好的选择。在实现监测温度的情况下，如果可以根据温度调节激光功率而使温度保持在恒定的期望值的话，那就可以模拟出期望温度值的光热损伤了。因此，在本发明中，我们尝试通过PID控制器与红外热像仪相结合设计温度反馈式的激光功率调节系统来调节功率得到相应期望温度的光热效果。

在治疗过程中，不仅仅温度场的监测重要，实现图像的无创监测也尤为重要。目前常用的无损检测技术有利也有弊。磁共振成像(Magnetic Resonance Image，MRI)，成像清楚、分辨率好，但是用于实时检测的话效果不佳，并且价格并不便宜，而且可能无法用于部分特别的病患；计算机断层扫描(Computed Tomography，CT)图像虽然分辨率高，价格廉价，但对人体存在副作用。好在近年来光学相干层析成像(Optical Coherency Tomography，OCT)技术作为新的一种成像形式取得了长足的进步，并且仍然具备良好的发展空间。作为一种无需接触、不会造成创伤且价格不高的成像技术，它的分辨率优秀，对于像组织器官这种散射作用强的介质，可以实现深度成像。所以我们尝试使用OCT成像技术来辅助重建内外部图像，从而帮助观察组织损伤的范围。

发明内容

本发明提出一种基于温度和图像双模监测与反馈的光热治疗系统，能对光热治疗过程中的重要参数进行监测，同时可结合温度监测、图像监测进行反馈。

本发明采用以下技术方案。

一种基于温度和图像双模监测与反馈的光热治疗系统，可对待处理组织进行范围可控的精确激光辐照，所述光热治疗系统包括控制反馈模块（4）和与之相连的光热治疗模块（1）、可进行红外成像的温度监测模块（2）；所述光热治疗模块以激光辐照待处理组织使之升温；控制反馈模块经温度监测模块获取待处理组织的红外热成像，以评估当前激光辐照形成的升温范围是否在待处理组织的预设的阈值温度范围内，以及接受激光辐照的组织可承受的温度是否符合预设值。

所述光热治疗系统还包括可进行三维成像的OCT图像监测模块（3）；所述控制反馈模块经OCT图像监测模块获取待处理组织的图像。