[发明专利]电容射频热疗装置的深部热场优化控制方法

摘要

本发明公开了一种利用计算机系统进行电容射频热疗装置深部热场优化控制的方法。该方法使用基于人体断层扫描的组织结构模型，根据预定肿瘤组织靶区加热温度和避免正常组织过热要求，引入目标函数和有关权重系数，通过遗传算法迭代修正加热物理参数，使目标函数达到极小值，获得达到理想热场分布所需加热物理参数。该方法对肿瘤热疗临床方案的制定、实施和电容射频热疗装置设计有重要的指导意义。

主权项

1.一种利用计算机系统进行电容射频热疗装置的深部热场优化的控制方法，包括下列步骤：(1)将断层组织影像胶片数字化后的图像信息输入到计算机中；(2)用具有处理图像信息功能的程序处理上述图像信息从而获得断面简化结构模型的有限元割分图像信息，并将其存储于存储装置中；(3)将预定靶区加热的目标温度分布数据存储于存储装置中；(4)将电容射频热疗装置的加热物理参数存储于存储装置中；(5)依据上述有限元剖分和加热物理参数进行正问题求解，获得计算温度分布的数据；其特征在于，它还包括以下步骤：(6)依据上述的计算温度分布和目标温度分布的数据求解得到优化的温度目标函数，所述优化的温度目标函数算法采用如下方式表达：J=∫ΩλFT[T(φ)]dΩ]]>式中φ为待优化的边界电位分布，Ω为优化求解的有限元剖分区域，λ为目标函数中对应不同剖分区域的优化权重；F_T为温度目标函数，包含肿瘤组织的温度目标函数F_T1和正常组织的温度目标函数F_T2两部分：即：当肿瘤温度处于43～45℃之间时，F_T1＝0；当正常组织温度在30～40℃之间时，F_T2＝0。温度目标函数F_T的积分离散为如下形式：∫ΩFT[T(φ)]dΩ=λ1Σi=1N1FT1[Ti(φ)]+λ2Σj=1N2FT2[Tj(φ)]]]>式中N₁为需要加热的肿瘤组织节点数，N₂为应避免过热的正常组织节点数，T₁和T₂分别为相应节点温度，λ₁和λ₂分别为肿瘤组织和正常组织的优化权重；(7)依据上述优化的温度目标函数的数值进行如下选择：若该数值不接近0，则采用遗传算法进行优化求解，修正加热物理参数，并返回步骤(4)，进行循环处理；若该数值接近0，则将上述步骤(4)中所述的加热物理参数作为电容射频装置的深部热场最优加热物理参数输出。