CN119214778A - 腔内射频消融系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及医疗设备领域，公开了一种腔内射频消融系统。该系统包括射频发生器、导管(带有加热元件、压力传感器和温度传感器)、处理器和显示器。通过实时监测温度和压力，并动态调整射频能量输出功率，确保治疗过程的安全性和精确性。该系统能够根据腔体组织的实时收缩情况自动调整治疗参数，防止过度加热，减少对正常组织的损伤，并提供直观的组织收缩反馈，提升治疗效果。

Description

腔内射频消融系统

技术领域

本申请涉及医疗设备领域，特别涉及射频消融技术。

背景技术

射频消融技术作为一种微创治疗手段，近年来在心脏病、肿瘤等多种疾病的治疗中得到了广泛应用。射频消融系统通常由射频发生器、导管、温度传感器和其他监测设备组成，系统通过射频能量加热导管的加热元件，将热能传输至目标组织，从而实现对病变组织的消融。然而，现有的射频消融系统在实际应用中仍存在一些技术局限和隐患，导致治疗过程中的安全性和精确性难以得到充分保障。

首先，传统的射频消融系统主要依赖于温度传感器对导管加热元件的温度进行反馈控制。然而，温度反馈往往只有单点监测，当温度传感器出现故障或反馈延迟时，系统无法及时感知导管与组织的接触情况，可能导致加热元件持续输出能量，最终引发加热过量，灼伤周围的正常组织，带来严重的医疗风险。

其次，现有的射频消融系统大多采用固定的治疗温度和治疗时间，无法根据腔体组织的实时收缩情况进行动态调整。由于每个患者的组织特性和反应不同，固定的温度和时间设置可能导致过度治疗或治疗不足，影响治疗效果。例如，当腔体组织已经完全收缩时，系统仍然按照预设的目标温度和时间继续加热，容易造成热能过量，从而损伤正常组织，增加并发症的风险。

此外，现有系统缺乏对腔体组织收缩情况的直观反馈。医生在操作过程中只能依赖超声等外部成像设备来观察导管与腔体组织的接触情况，无法实时获取治疗前后组织的收缩变化。这种间接的反馈机制不仅增加了医生的操作难度，也使得治疗过程中的监控不够精确，增加了手术的复杂性和不确定性。

针对上述问题，现有的射频消融技术亟需改进，以提高系统在治疗过程中对温度和压力的实时监控能力，确保导管与组织接触的安全性和精确性。此外，系统应具备根据组织的实际收缩情况动态调整治疗参数的能力，防止因加热过量而损伤正常组织。同时，系统还应提供直观的组织收缩反馈，让医生能够清晰了解治疗前后的组织变化，从而提升手术效果并降低手术风险。

发明内容

本申请的目的在于提供一种腔内射频消融系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

本申请公开了一种腔内射频消融系统，所述系统包括：

射频发生器，用于产生射频能量并将其传输至导管的加热元件；

导管，所述导管包括：加热元件，用于接收所述射频能量并对腔体组织进行加热；压力传感器，设置在所述加热元件处，用于检测所述加热元件与腔体组织的接触压力；温度传感器，设置在所述加热元件处，用于检测所述加热元件的温度；

处理器，与所述射频发生器、压力传感器和温度传感器电连接，所述处理器被配置为：

(a)获取初始压力值P₁和初始温度值T₁；

(b)控制所述射频发生器向所述加热元件输出射频能量，使其温度升高至第二温度值T₂，并获取此时的第二压力值P₂；

(c)根据所述初始压力值P₁、初始温度值T₁、第二压力值P₂和第二温度值T₂，计算压力-温度函数关系式；

(d)基于所述压力-温度函数关系式，计算预设目标温度下的第一压力阈值P₃和第二压力阈值P₄，其中P₄大于P₃；

(e)控制所述加热元件升温至所述预设目标温度，并实时监测当前压力值P；

(f)当所述当前压力值P达到所述第一压力阈值P₃时，将所述加热元件的目标温度降低至低于所述预设目标温度的新目标温度；

(g)当所述当前压力值P超过所述第二压力阈值P₄且当前温度低于所述预设目标温度时，控制所述射频发生器停止输出射频能量；

显示器，与所述处理器电连接，用于显示治疗前后的压力值变化，以反映腔体组织的收缩情况。

在一个优选例中，所述处理器被进一步配置为：

根据初始压力值P₁、初始温度值T₁、第二压力值P₂和第二温度值T₂，利用压力-温度函数关系式，计算当前温度T下的压力值P，所述压力-温度函数关系式为：

P＝[(P₂-P₁)/(T₂-T₁)]×T+[(P₁×T₂-P₂×T₁)/(T₂-T₁)]+a

其中，a为修正常数，T为当前温度。

在一个优选例中，所述处理器被进一步配置为：

在步骤(d)中，根据公式P₄＝P₃×K计算所述第二压力阈值P₄，其中K为预设的大于1的常数。

在一个优选例中，所述处理器被进一步配置为：

在步骤(f)中，根据公式Tp＝b×Ts计算所述新目标温度Tp，其中Ts为所述预设目标温度，b为预设的大于0且小于1的系数。

在一个优选例中，所述处理器被进一步配置为：

在步骤(f)中，当将加热元件的目标温度降低至所述新目标温度后，控制所述加热元件维持该新目标温度，直至预设的治疗时间结束；其中，

所述处理器还被配置为在维持新目标温度期间持续监测当前压力值P，并在当前压力值P超过所述第二压力阈值P₄时执行步骤(g)。

在一个优选例中，所述处理器被进一步配置为：

在步骤(g)中，当控制所述射频发生器停止输出射频能量时，同时执行以下操作：

(i)通过所述显示器显示异常警告信息，所述异常警告信息包括当前压力值P超过第二压力阈值P₄的提示；

(ii)生成可听见的警报声音；以及

(iii)记录异常发生的时间、当前压力值P和当前温度值到系统日志中。

在一个优选例中，所述系统还包括：

用户输入界面，与所述处理器电连接，所述用户输入界面被配置为：

(i)接收用户输入的预设目标温度Ts；

(ii)接收用户输入的预设治疗时间；

(iii)接收用户输入的系数b，其中0<b<1，用于计算新目标温度Tp；

(iv)接收用户输入的常数K，其中K>1，用于计算第二压力阈值P₄；

其中，所述处理器被进一步配置为根据从所述用户输入界面接收的参数执行权利要求1中的步骤(a)至(g)，并在执行过程中使用这些参数进行相应的计算和控制。

在一个优选例中，所述显示器被配置为：

实时显示以下信息：

(i)当前压力值P；

(ii)当前温度值T；

(iii)目标温度值，包括预设目标温度Ts和新目标温度Tp(如适用)；

(iv)剩余治疗时间；

(v)第一压力阈值P₃和第二压力阈值P₄；

(vi)射频发生器的输出功率；

(vii)系统运行状态，包括正常运行、降温阶段或异常停止等状态指示。

在一个优选例中，所述加热元件包括：

(i)热电偶，用于实时测量所述加热元件的温度并将测量结果传输至所述处理器；

(ii)加热元件绕组，同轴环绕所述热电偶，所述加热元件绕组被配置为接收来自所述射频发生器的射频能量，将其转换为热量并均匀分布；

(iii)绝缘层，包覆在所述加热元件绕组的外部，用于电气绝缘和热量保持；

(iv)柔性外壳，由生物相容性材料制成，包覆整个加热元件结构。

在一个优选例中，所述系统还包括：肿胀液注射装置，与所述处理器电连接，所述肿胀液注射装置被配置为：

(i)向腔体组织注射预设体积的肿胀液；

(ii)向所述处理器发送注射完成信号；

其中，所述处理器被进一步配置为：

(a)接收所述注射完成信号；

(b)响应于所述注射完成信号，通过所述压力传感器持续监测所述加热元件与腔体组织的接触情况；

(c)基于所述压力传感器的测量结果，计算加热元件与腔体组织的接触面积百分比；

(d)控制所述显示器实时显示接触情况，包括：接触面积百分比的数值显示，和/或接触状态的图形化表示；

(e)当所述接触面积百分比低于预设阈值时，控制所述显示器发出警告信号。

在一个优选例中，所述处理器被进一步配置为动态调整射频能量输出功率，具体包括：

(a)设定初始射频输出功率值Pinitial；

(b)在治疗过程中，以预设的采样频率持续获取当前温度值T和当前压力值P；

(c)基于当前温度值T、当前压力值P、目标温度Ts和第一压力阈值P₃，计算功率调整因子α，其中：

α＝f(T,P,Ts,P₃)，f为预设的功率调整函数；

(d)根据功率调整因子α，计算新的射频输出功率值Pnew：

Pnew＝Pcurrent×α

其中，Pcurrent为当前射频输出功率值；

(e)将新的射频输出功率值Pnew应用于射频发生器，以动态调整射频能量输出；

(f)设定功率调整的上限值Pmax和下限值Pmin，确保：

Pmin≤Pnew≤Pmax

其中，Pmin和Pmax为预先定义的安全功率范围；

(g)当出现以下任一情况时，触发快速功率调整：

(i)当温度快速上升且超过预设的安全温度阈值Tsafe时，立即将输出功率降低至Pmin；

(ii)当压力快速上升且超过第一压力阈值P₃时，将输出功率降低至当前功率的预设百分比β％(其中0<β<100)；

(h)在每次功率调整后，记录功率调整的相关数据，包括但不限于：调整时间、调整前功率、调整后功率、当前温度、当前压力和功率调整因子α；

(i)根据记录的数据，生成功率调整曲线和温度压力变化曲线，并在治疗结束后通过所述显示器向用户展示这些曲线，以供分析；

(j)基于历史治疗数据和机器学习算法，周期性地优化功率调整函数f，以提高系统的自适应能力和治疗效果。

本申请实施方式具有以下技术效果：

1.精确控制射频能量输出，避免组织损伤

通过实时监测温度和压力，并动态调整射频能量输出功率，系统能够在组织接触压力变化时快速反应，防止能量过度传输，避免加热过量引起的组织灼伤。尤其是在温度快速上升或压力超过阈值的情况下，系统能够立即降低输出功率，确保治疗的安全性和精确性。

2.实时反馈腔体组织的收缩情况，提升治疗效果

系统通过压力传感器获取导管与腔体组织的接触压力，并通过显示器直观显示治疗前后腔体组织的收缩情况。这种实时反馈不仅帮助医生更好地掌握治疗进程，还能在腔体组织收缩异常时及时采取措施，降低手术风险。

3.自动调整治疗温度，避免热能过量

系统根据不同温度点的压力变化，自动计算并调整治疗温度。当压力达到设定的阈值时，系统会降低目标温度，并根据治疗时间维持适当的温度水平，避免过度加热，减少对正常组织的伤害。

4.异常检测与报警功能，提升操作安全性

当治疗过程中出现异常情况(如压力或温度超过设定阈值)，系统能够及时停止射频能量输出，并通过显示器和警报器发出异常警告，提示医生采取相应的措施。这一机制极大地提高了系统的操作安全性，减少了因设备故障或操作失误引发的医疗事故。

5.高效的数据记录与分析，优化治疗方案

系统记录每次治疗过程中的温度、压力、功率变化等数据，并生成相关曲线供用户分析。通过这些数据，医生可以更准确地评估治疗效果，并根据历史数据优化后续的治疗方案。此外，系统还可以结合机器学习算法，自动优化功率调整函数，进一步提高治疗的自适应能力和效果。

6.灵活的功率调整机制，适应不同临床需求

系统设定了功率调整的上限值和下限值，并通过功率调整因子动态调节射频输出功率。这种灵活的功率调整机制使得系统能够适应不同的治疗环境和患者个体差异，确保治疗过程中的能量输出始终处于安全、有效的范围内。

7.减少医生的手动操作，提升手术效率

通过自动化的温度和压力监控、功率调整以及异常处理，系统减少了医生的手动操作，并通过显示器实时显示治疗相关的关键数据，帮助医生更高效地完成手术。这不仅提高了手术效率，还减少了人为操作造成的误差。

综上所述，本申请显著提升了射频消融治疗的安全性、精确性和效率，为临床提供了更为可靠的治疗工具。

本申请的说明书中记载了大量的技术特征，分布在各个技术方案中，如果要罗列出本申请所有可能的技术特征的组合(即技术方案)的话，会使得说明书过于冗长。为了避免这个问题，本申请上述发明内容中公开的各个技术特征、在下文各个实施方式和例子中公开的各技术特征、以及附图中公开的各个技术特征，都可以自由地互相组合，从而构成各种新的技术方案(这些技术方案均因视为在本说明书中已经记载)，除非这种技术特征的组合在技术上是不可行的。例如，在一个例子中公开了特征A+B+C，在另一个例子中公开了特征A+B+D+E，而特征C和D是起到相同作用的等同技术手段，技术上只要择一使用即可，不可能同时采用，特征E技术上可以与特征C相组合，则，A+B+C+D的方案因技术不可行而应当不被视为已经记载，而A+B+C+E的方案应当视为已经被记载。

附图说明

图1是根据本申请第一实施方式的腔内射频消融系统的加热元件结构示意图。

图2是根据本申请实施方式的腔内射频消融系统的温度和压力变化曲线示意图。

图3是根据本申请实施方式的腔内射频消融系统的温度控制示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

10：压力传感器；

20：热电偶；

30：加热元件绕组。

具体实施方式

在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

部分概念的说明：

腔内射频消融系统，在本申请中，是指一种用于在人体腔内进行组织消融治疗的医疗设备系统，通过射频能量加热导管尖端，对特定组织进行热消融。

射频发生器：产生高频电流的设备，用于向导管传输射频能量。

加热元件，在本申请中，是指位于导管尖端的部件，接收射频能量并将其转换为热能，用于对组织进行消融。

压力传感器，在本申请中，设置在导管加热元件处，用于检测加热元件与腔体组织的接触压力。

温度传感器，在本申请中，设置在导管加热元件处，用于检测加热元件的温度。

压力-温度函数关系式，在本申请中，是指描述压力和温度之间关系的数学公式，用于预测和控制治疗过程。

压力阈值(P₃和P₄)，在本申请中，是指预设的压力值，用于触发系统的自动调整或停止操作。P₃为第一压力阈值，P₄为第二压力阈值。

目标温度(Ts)，在本申请中，是指预设的理想治疗温度。

新目标温度(Tp)，在本申请中，是指当压力达到第一阈值时，系统自动降低到的新的目标温度。

肿胀液，在本申请中，是指在某些手术中注入腔体的液体，用于扩张组织或改善可视性。

功率调整因子(α)，在本申请中，是指用于动态调整射频输出功率的计算因子。

热电偶：一种温度传感器，用于精确测量加热元件的温度。

加热元件绕组：构成加热元件的主要部分，用于接收射频能量并将其转换为热量。

接触面积百分比，在本申请中，是指加热元件与腔体组织实际接触面积占理想接触面积的百分比，用于评估治疗效果。

安全温度阈值(Tsafe)，在本申请中，是指预设的最高安全温度，超过此温度会触发系统的快速功率调整。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的实施方式作进一步地详细描述。

本申请的第一实施方式涉及一种腔内射频消融系统，其核心部件加热元件的结构如图1所示，该系统包括：

射频发生器，用于产生射频能量并将其传输至导管的加热元件；

导管，所述导管包括：加热元件，用于接收所述射频能量并对腔体组织进行加热；压力传感器10，设置在所述加热元件处，用于检测所述加热元件与腔体组织的接触压力；温度传感器，设置在所述加热元件处，用于检测所述加热元件的温度；

处理器，与所述射频发生器、压力传感器10和温度传感器电连接，参见图2和图3，所述处理器被配置为：

(a)获取初始压力值P₁和初始温度值T₁；

(b)控制所述射频发生器向所述加热元件输出射频能量，使其温度升高至第二温度值T₂，并获取此时的第二压力值P₂；

(c)根据所述初始压力值P₁、初始温度值T₁、第二压力值P₂和第二温度值T₂，计算压力-温度函数关系式；

(d)基于所述压力-温度函数关系式，计算预设目标温度下的第一压力阈值P₃和第二压力阈值P₄，其中P₄大于P₃；

(e)控制所述加热元件升温至所述预设目标温度，并实时监测当前压力值P；

(f)当所述当前压力值P达到所述第一压力阈值P₃时，将所述加热元件的目标温度降低至低于所述预设目标温度的新目标温度；

(g)当所述当前压力值P超过所述第二压力阈值P₄且当前温度低于所述预设目标温度时，控制所述射频发生器停止输出射频能量；

显示器，与所述处理器电连接，用于显示治疗前后的压力值变化，以反映腔体组织的收缩情况。

具体地说，该实施方式描述了一种用于腔内射频消融的系统，核心部件为加热元件，其结构如图1所示。该系统的主要组件包括射频发生器、导管、压力传感器、温度传感器、处理器和显示器。

首先，射频发生器负责产生并向导管的加热元件传输射频能量。导管的加热元件接收到该能量后，对腔体内的组织进行加热以实现组织消融。导管上还配备了压力传感器10和温度传感器，它们分别用于检测加热元件与腔体组织的接触压力和加热元件的温度。压力传感器和温度传感器的实时反馈是系统安全性和精确性的重要保障。

其次，处理器作为系统的核心控制单元，与射频发生器、压力传感器和温度传感器相连。处理器的工作原理可参见图2和图3，它能够根据预设的控制逻辑动态调整射频能量的输出。处理器首先获取初始的压力值P₁和温度值T₁，然后控制射频发生器向加热元件输出射频能量，使其温度升高至第二温度值T₂，并在此时记录第二压力值P₂。

接着，处理器根据初始压力值P₁、初始温度值T₁、第二压力值P₂和第二温度值T₂，计算出压力-温度函数关系式。该函数关系式用于进一步计算预设目标温度下的第一压力阈值P₃和第二压力阈值P₄，其中P₄大于P₃。基于这些计算，处理器可以精准地控制加热元件的工作状态。

在治疗过程中，处理器控制加热元件升温至预设目标温度，并实时监测当前的接触压力值P。当当前压力值达到第一压力阈值P₃时，为了防止过度加热，处理器会将加热元件的目标温度降低至低于预设目标温度的一个新目标温度。如果当前压力值超过第二压力阈值P₄且当前温度低于预设目标温度，处理器会停止射频能量的输出，以确保治疗的安全性。

此外，显示器与处理器电连接，负责向用户展示治疗过程中压力值的变化情况。通过显示器，操作人员能够直观地了解到腔体组织的收缩情况，从而提供实时的反馈，帮助提高治疗的精确性和效果。

该实施方式通过温度和压力的双重监控机制，确保了射频消融过程中的安全性和组织保护。同时，通过实时调整加热元件温度与射频能量的输出，避免了过热导致的组织损伤，提高了整个治疗过程的精确性和可靠性。

可选的，所述处理器被进一步配置为：

根据初始压力值P₁、初始温度值T₁、第二压力值P₂和第二温度值T₂，利用压力-温度函数关系式，计算当前温度T下的压力值P，所述压力-温度函数关系式为：

P＝[(P₂-P₁)/(T₂-T₁)]×T+[(P₁×T₂-P₂×T₁)/(T₂-T₁)]+a

其中，

P为当前压力值，即在当前温度T下计算得到的压力值。

P₁为初始压力值，即在初始温度T₁时测得的压力值。

P₂为第二压力值，即在温度升高到T₂时测得的压力值。

T₁为初始温度值。

T₂为第二温度值，高于T₁。

T为当前温度，用于计算当前压力值。

[(P₂-P₁)/(T₂-T₁)]表示压力对温度的变化率，即压力随温度变化的斜率。

[(P₁×T₂-P₂×T₁)/(T₂-T₁)]为线性方程的截距项。

a为修正常数，用于调整理论计算值与实际测量值之间的偏差。

具体地说，该可选实施方式进一步拓展了处理器的功能，通过压力-温度函数关系式来计算当前温度T下的压力值P。这一计算过程基于初始和第二温度与压力值的测量结果，旨在实现对系统状态的更精确控制和动态调整。

具体来说，处理器首先获取初始的压力值P1和初始的温度值T1，然后控制射频发生器升高加热元件的温度，并在温度达到第二温度值T2时记录第二压力值P2。通过这些初始和第二状态下的温度和压力数据，处理器可以建立一个压力与温度之间的函数关系式，用于预测当前温度T下的压力值PP。

上述公式中a为修正常数，用于微调理论计算值与实际测量值之间的偏差，确保公式更贴近实际情况。它的存在使得系统可以根据不同的操作环境和患者特性，灵活调整压力的计算结果。

通过计算当前温度下的压力值，系统能够在治疗过程中精确监测导管与组织的接触情况。这一动态监测过程可以有效预防过热或过压的发生，确保射频消融过程中的安全性。此外，利用该压力-温度函数关系式，系统能够根据实时反馈自动调整加热元件的输出功率或温度，从而优化治疗效果并减少对正常组织的损伤。

这一实施方式通过数学模型将压力和温度之间的关系表达清楚，不仅提高了系统的控制精度，还为系统的自适应调节提供了理论基础。

可选的，所述处理器被进一步配置为：

在步骤(d)中，根据公式P₄＝P₃×K计算所述第二压力阈值P₄，其中，

P₄为第二压力阈值，表示系统停止射频能量输出的压力上限。

P₃为第一压力阈值，表示系统开始降低目标温度的压力值。

K为预设的常数，其值大于1，用于确定第二压力阈值相对于第一压力阈值的倍数关系。

P₄>P₃，确保在压力持续上升时，系统有一个缓冲区间来调整治疗参数，在必要时及时停止治疗。

具体地说，在该可选实施方式中，处理器被进一步配置为通过公式来计算第二压力阈值P4。这一功能的核心在于根据压力的变化，动态调整系统的行为，确保治疗过程中的安全性和精确性。

在上述公式中，P4表示第二压力阈值，即系统在治疗过程中停止射频能量输出的压力上限。当压力值达到或超过此上限时，系统会立即停止能量传输，以防止对组织产生过大的压力，避免损伤。P3表示第一压力阈值，当当前压力值达到P3时，系统开始降低加热元件的目标温度。此阈值用于防止压力进一步上升，同时作为预警机制，提示压力已经进入需要调整的范围。

K是一个预设的常数，且K>1K>1。它用于确定第二压力阈值P4相对于第一压力阈值P3的倍数关系。通过引入这个常数，系统可以灵活设定P4的值，使其高于P3，从而为系统提供足够的缓冲空间，以应对治疗过程中的压力波动。

这一实施方式的目标是建立一种分级的压力控制机制。首先，当压力达到第一阈值P3时，系统并不会立即停止能量输出，而是通过降低加热元件的目标温度来缓解压力的上升趋势。这种预防机制允许系统在适度的压力范围内继续工作，同时避免过度的温度升高。

然而，如果压力继续上升并达到第二压力阈值P4，系统将立即停止射频能量的输出。这一动作是为了在压力过大时提供最后的安全防线，防止治疗过程对患者组织产生不可逆的伤害。

引入K这一系数的原因在于，它为系统提供了灵活性和可调性。不同患者的组织特性可能不同，治疗过程中压力的变化速率也可能各异。通过调整K的值，系统可以根据具体的治疗需求设定合适的第二压力阈值，从而避免过早或过晚停止射频能量的输出。

P4>P3，系统在压力持续上升时拥有一个缓冲区间。在压力达到P3时，系统有足够的时间通过降低温度进行调节。当调节失败或压力继续升高至P4时，系统将果断停止射频能量输出。这种分级响应机制显著提高了系统的安全性，确保即便在较复杂的治疗条件下，仍能有效防止组织过热或过压。

通过该机制，射频消融系统能够在治疗过程中实现更高水平的智能控制，既保证了治疗的有效性，又最大限度地减少了对正常组织的损伤。

可选的，所述处理器被进一步配置为：

在步骤(f)中，根据公式Tp＝b×Ts计算所述新目标温度Tp，其中Ts为所述预设目标温度，b为预设的大于0且小于1的系数。

具体地说，在这个可选实施方式中，处理器被进一步配置为通过公式Tp＝b×Ts来计算新的目标温度Tp。这一功能的目的是在治疗过程中，根据特定条件(例如压力达到某一阈值)动态调整加热元件的目标温度，从而防止治疗时温度过高，确保治疗的安全性。

在上述公式中，Tp是新目标温度。当系统检测到压力达到第一压力阈值P3时，系统不会立即停止能量输出，而是将加热元件的温度降低至此新目标温度Tp，以减缓压力的进一步上升。Ts是预设目标温度。Ts是在治疗开始前由用户或系统设定的温度值，通常为治疗过程中要达到的最高温度。B是预设的系数，且0<b<1。b控制降温的幅度，表示新目标温度相对于预设目标温度的百分比。由于b的取值范围在0到1之间，使用该系数可以确保新目标温度Tp总是低于预设目标温度Ts。

上述可选实施方式的核心目的在于提供一种动态的温度调整机制。当治疗过程中压力达到或接近第一压力阈值P3时，直接停止射频能量输出可能会影响治疗效果。因此，系统选择通过降低加热元件的温度来缓解压力上升的趋势。这种渐进式调节允许系统在不完全中断治疗的情况下，通过降低温度来解决压力过高的问题。

通过公式Tp＝b×Ts，处理器能够灵活地计算出适当的降温值：

当b接近1时，温度降低的幅度较小，系统选择一个较高的新目标温度，适用于需要较小温度调整的情况。

当b较小(接近0)，则新目标温度降得更多，适用于需要大幅度降温的情况。

该公式中的b值可以根据具体的治疗需求进行调节。例如，针对不同患者的组织特性或不同的治疗阶段，系统可以选择不同的b值，以便优化治疗效果。

通过降低目标温度的机制，系统能够有效防止因过高温度导致的组织损伤。尤其是在治疗过程中，当压力升高时，直接降低加热元件的温度可以迅速减少能量传输至组织的热量，从而避免组织过度收缩或灼伤。

此外，由于b的范围限制在0到1之间，新目标温度Tp总是小于预设目标温度Ts，这为系统提供了额外的安全保障。即使出现极端情况，系统也不会将温度维持在高风险水平上。

通过使用Tp＝b×Ts这一公式，系统能够根据实时的压力反馈灵活地调整温度，确保在不同的治疗条件下都能提供最佳的治疗效果。这种自动化的温度调节使得系统在面对复杂的治疗环境时具备更高的自适应能力。

此外，处理器可以根据不同的手术场景或患者需求，调整b的取值范围。例如，在某些情况下，医生可能希望温度仅稍微降低，此时可以选择较大的b值。而在其他情况下，例如组织过热风险较高时，可以选择较小的b值，以更大幅度降低温度。

这一实施方式通过引入b系数和公式Tp＝b×Ts，为射频消融系统提供了一个基于压力反馈的动态温度调节机制。它不仅提高了治疗过程中的安全性，还通过灵活的温度调整机制，确保系统能够自适应不同的治疗情境，从而优化最终的治疗效果。

可选的，所述处理器被进一步配置为：

在步骤(f)中，当将加热元件的目标温度降低至所述新目标温度后，控制所述加热元件维持该新目标温度，直至预设的治疗时间结束；其中，

所述处理器还被配置为在维持新目标温度期间持续监测当前压力值P，并在当前压力值P超过所述第二压力阈值P₄时执行步骤(g)。

可选的，所述处理器被进一步配置为：

在步骤(g)中，当控制所述射频发生器停止输出射频能量时，同时执行以下操作：

(i)通过所述显示器显示异常警告信息，所述异常警告信息包括当前压力值P超过第二压力阈值P₄的提示；

(ii)生成可听见的警报声音；以及

(iii)记录异常发生的时间、当前压力值P和当前温度值到系统日志中。

可选的，所述系统还包括：

用户输入界面，与所述处理器电连接，所述用户输入界面被配置为：

(i)接收用户输入的预设目标温度Ts；

(ii)接收用户输入的预设治疗时间；

(iii)接收用户输入的系数b，其中0<b<1，用于计算新目标温度Tp；

(iv)接收用户输入的常数K，其中K>1，用于计算第二压力阈值P₄；

其中，所述处理器被进一步配置为根据从所述用户输入界面接收的参数执行权利要求1中的步骤(a)至(g)，并在执行过程中使用这些参数进行相应的计算和控制。

可选的，所述显示器被配置为：

实时显示以下信息：

(i)当前压力值P；

(ii)当前温度值T；

(iii)目标温度值，包括预设目标温度Ts和新目标温度Tp(如适用)；

(iv)剩余治疗时间；

(v)第一压力阈值P₃和第二压力阈值P₄；

(vi)射频发生器的输出功率；

(vii)系统运行状态，包括正常运行、降温阶段或异常停止等状态指示。

可选的，所述加热元件包括：

(i)热电偶20，用于实时测量所述加热元件的温度并将测量结果传输至所述处理器；

(ii)加热元件绕组，同轴环绕所述热电偶20，所述加热元件绕组30被配置为接收来自所述射频发生器的射频能量，将其转换为热量并均匀分布；

(iii)绝缘层，包覆在所述加热元件绕组30的外部，用于电气绝缘和热量保持；

(iv)柔性外壳，由生物相容性材料制成，包覆整个加热元件结构。

可选的，所述系统还包括：肿胀液注射装置，与所述处理器电连接，所述肿胀液注射装置被配置为：

(i)向腔体组织注射预设体积的肿胀液；

(ii)向所述处理器发送注射完成信号；

其中，所述处理器被进一步配置为：

(a)接收所述注射完成信号；

(b)响应于所述注射完成信号，通过所述压力传感器10持续监测所述加热元件与腔体组织的接触情况；

(c)基于所述压力传感器10的测量结果，计算加热元件与腔体组织的接触面积百分比；

(d)控制所述显示器实时显示接触情况，包括：接触面积百分比的数值显示，和/或接触状态的图形化表示；

(e)当所述接触面积百分比低于预设阈值时，控制所述显示器发出警告信号。

可选的，所述处理器被进一步配置为动态调整射频能量输出功率，具体包括：

(a)设定初始射频输出功率值Pinitial；

(b)在治疗过程中，以预设的采样频率持续获取当前温度值T和当前压力值P；

(c)基于当前温度值T、当前压力值P、目标温度Ts和第一压力阈值P₃，计算功率调整因子α，其中：

α＝f(T,P,Ts,P₃)，f为预设的功率调整函数；

(d)根据功率调整因子α，计算新的射频输出功率值Pnew：

Pnew＝Pcurrent×α

其中，Pcurrent为当前射频输出功率值；

(e)将新的射频输出功率值Pnew应用于射频发生器，以动态调整射频能量输出；

(f)设定功率调整的上限值Pmax和下限值Pmin，确保：

Pmin≤Pnew≤Pmax

其中，Pmin和Pmax为预先定义的安全功率范围；

(g)当出现以下任一情况时，触发快速功率调整：

(i)当温度快速上升且超过预设的安全温度阈值Tsafe时，立即将输出功率降低至Pmin；

(ii)当压力快速上升且超过第一压力阈值P₃时，将输出功率降低至当前功率的预设百分比β％(其中0<β<100)；

(h)在每次功率调整后，记录功率调整的相关数据，包括但不限于：调整时间、调整前功率、调整后功率、当前温度、当前压力和功率调整因子α；

(i)根据记录的数据，生成功率调整曲线和温度压力变化曲线，并在治疗结束后通过所述显示器向用户展示这些曲线，以供分析；

(j)基于历史治疗数据和机器学习算法，周期性地优化功率调整函数f，以提高系统的自适应能力和治疗效果。

具体地说，在上述可选的可选实施方式中，处理器被配置为动态调整射频能量的输出功率，以适应治疗过程中温度和压力的变化，从而确保治疗的有效性和安全性。这一过程通过一系列精心设计的步骤来实现，每个步骤都有其特定的目的和功能。

首先，系统会设定一个初始的射频输出功率值，作为治疗开始时的基准。在治疗过程中，系统以预设的频率持续监测当前的温度和压力值，这些实时数据是后续动态调整的基础。基于这些数据，系统会计算一个功率调整因子，这个因子考虑了当前温度、压力、目标温度以及预设的压力阈值。

接下来，系统使用这个调整因子来计算新的射频输出功率。这种计算方法允许系统根据当前的治疗状态对功率进行实时优化。为了确保安全，系统还设定了功率调整的上限和下限，确保新的功率值始终在预定义的安全范围内。

此外，系统还包含了快速功率调整机制。当温度或压力快速上升并超过预设阈值时，系统会立即降低输出功率，以防止过热或过压对组织造成伤害。这种快速响应机制是确保治疗安全性的关键因素。

每次功率调整后，系统都会详细记录相关数据，包括调整时间、调整前后的功率值、当前温度和压力等。这些数据不仅用于生成功率调整曲线和温度压力变化曲线，供医生在治疗后分析，还为系统的持续优化提供了宝贵的信息。

最后，系统引入了机器学习算法，利用历史治疗数据对功率调整函数进行周期性优化。这种自我学习和优化机制能够不断提高系统的自适应能力，使其在未来的治疗中更精准地控制射频能量输出。

总的来说，这种动态功率调整机制结合了实时数据分析、安全保障措施和机器学习技术，不仅确保了治疗过程的安全性，还通过持续优化提高了射频消融治疗的效果和效率。这种智能化的功率控制方法代表了医疗设备向更精确、更安全、更个性化方向发展的趋势。

上述实施例具有以下技术效果：

精确控制射频能量输出，避免组织损伤：通过实时监测温度和压力，并动态调整射频能量输出功率，系统能够在组织接触压力变化时快速反应，防止能量过度传输，避免加热过量引起的组织灼伤。尤其是在温度快速上升或压力超过阈值的情况下，系统能够立即降低输出功率，确保治疗的安全性和精确性。

实时反馈腔体组织的收缩情况，提升治疗效果：系统通过压力传感器获取导管与腔体组织的接触压力，并通过显示器直观显示治疗前后腔体组织的收缩情况。这种实时反馈不仅帮助医生更好地掌握治疗进程，还能在腔体组织收缩异常时及时采取措施，降低手术风险。

自动调整治疗温度，避免热能过量：系统根据不同温度点的压力变化，自动计算并调整治疗温度。当压力达到设定的阈值时，系统会降低目标温度，并根据治疗时间维持适当的温度水平，避免过度加热，减少对正常组织的伤害。

异常检测与报警功能，提升操作安全性：当治疗过程中出现异常情况(如压力或温度超过设定阈值)，系统能够及时停止射频能量输出，并通过显示器和警报器发出异常警告，提示医生采取相应的措施。这一机制极大地提高了系统的操作安全性，减少了因设备故障或操作失误引发的医疗事故。

高效的数据记录与分析，优化治疗方案：系统记录每次治疗过程中的温度、压力、功率变化等数据，并生成相关曲线供用户分析。通过这些数据，医生可以更准确地评估治疗效果，并根据历史数据优化后续的治疗方案。此外，系统还可以结合机器学习算法，自动优化功率调整函数，进一步提高治疗的自适应能力和效果。

灵活的功率调整机制，适应不同临床需求：系统设定了功率调整的上限值和下限值，并通过功率调整因子动态调节射频输出功率。这种灵活的功率调整机制使得系统能够适应不同的治疗环境和患者个体差异，确保治疗过程中的能量输出始终处于安全、有效的范围内。

减少医生的手动操作，提升手术效率：通过自动化的温度和压力监控、功率调整以及异常处理，系统减少了医生的手动操作，并通过显示器实时显示治疗相关的关键数据，帮助医生更高效地完成手术。这不仅提高了手术效率，还减少了人为操作造成的误差。

综上所述，本申请显著提升了射频消融治疗的安全性、精确性和效率，为临床提供了更为可靠的治疗工具。

需要说明的是，在本专利的申请文件中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。本专利的申请文件中，如果提到根据某要素执行某行为，则是指至少根据该要素执行该行为的意思，其中包括了两种情况：仅根据该要素执行该行为、和根据该要素和其它要素执行该行为。多个、多次、多种等表达包括2个、2次、2种以及2个以上、2次以上、2种以上。

在本申请提及的所有文献都被认为是整体性地包括在本申请的公开内容中，以便在必要时可以作为修改的依据。此外应理解，在阅读了本申请的上述公开内容之后，本领域技术人员可以对本申请作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所要求保护的范围。

Claims (11)

1.一种腔内射频消融系统，其特征在于，所述系统包括：

射频发生器，用于产生射频能量并将其传输至导管的加热元件；

导管，所述导管包括：加热元件，用于接收所述射频能量并对腔体组织进行加热；压力传感器，设置在所述加热元件处，用于检测所述加热元件与腔体组织的接触压力；温度传感器，设置在所述加热元件处，用于检测所述加热元件的温度；

处理器，与所述射频发生器、压力传感器和温度传感器电连接，所述处理器被配置为：

(a)获取初始压力值P₁和初始温度值T₁；(b)控制所述射频发生器向所述加热元件输出射频能量，使其温度升高至第二温度值T₂，并获取此时的第二压力值P₂；(c)根据所述初始压力值P₁、初始温度值T₁、第二压力值P₂和第二温度值T₂，计算压力-温度函数关系式；(d)基于所述压力-温度函数关系式，计算预设目标温度下的第一压力阈值P₃和第二压力阈值P₄，其中P₄大于P₃；(e)控制所述加热元件升温至所述预设目标温度，并实时监测当前压力值P；(f)当所述当前压力值P达到所述第一压力阈值P₃时，将所述加热元件的目标温度降低至低于所述预设目标温度的新目标温度；(g)当所述当前压力值P超过所述第二压力阈值P₄且当前温度低于所述预设目标温度时，控制所述射频发生器停止输出射频能量；

显示器，与所述处理器电连接，用于显示治疗前后的压力值变化，以反映腔体组织的收缩情况。

2.根据权利要求1所述的腔内射频消融系统，其特征在于，所述处理器被进一步配置为：

根据初始压力值P₁、初始温度值T₁、第二压力值P₂和第二温度值T₂，利用压力-温度函数关系式，计算当前温度T下的压力值P，所述压力-温度函数关系式为：

P＝[(P₂-P₁)/(T₂-T₁)]×T+[(P₁×T₂-P₂×T₁)/(T₂-T₁)]+a

其中，a为修正常数，T为当前温度。

3.根据权利要求1所述的腔内射频消融系统，其特征在于，所述处理器被进一步配置为：

在步骤(d)中，根据公式P₄＝P₃×K计算所述第二压力阈值P₄，其中K为预设的大于1的常数。

4.根据权利要求1所述的腔内射频消融系统，其特征在于，所述处理器被进一步配置为：

在步骤(f)中，根据公式Tp＝b×Ts计算所述新目标温度Tp，其中Ts为所述预设目标温度，b为预设的大于0且小于1的系数。

5.根据权利要求1所述的腔内射频消融系统，其特征在于，所述处理器被进一步配置为：

在步骤(f)中，当将加热元件的目标温度降低至所述新目标温度后，控制所述加热元件维持该新目标温度，直至预设的治疗时间结束；其中，

所述处理器还被配置为在维持新目标温度期间持续监测当前压力值P，并在当前压力值P超过所述第二压力阈值P₄时执行步骤(g)。

6.根据权利要求1所述的腔内射频消融系统，其特征在于，所述处理器被进一步配置为：

在步骤(g)中，当控制所述射频发生器停止输出射频能量时，同时执行以下操作：

(i)通过所述显示器显示异常警告信息，所述异常警告信息包括当前压力值P超过第二压力阈值P₄的提示；

(ii)生成可听见的警报声音；以及

(iii)记录异常发生的时间、当前压力值P和当前温度值到系统日志中。

7.根据权利要求1所述的腔内射频消融系统，其特征在于，所述系统还包括：

用户输入界面，与所述处理器电连接，所述用户输入界面被配置为：

(i)接收用户输入的预设目标温度Ts；

(ii)接收用户输入的预设治疗时间；

(iii)接收用户输入的系数b，其中0<b<1，用于计算新目标温度Tp；

(iv)接收用户输入的常数K，其中K>1，用于计算第二压力阈值P₄；

其中，所述处理器被进一步配置为根据从所述用户输入界面接收的参数执行权利要求1中的步骤(a)至(g)，并在执行过程中使用这些参数进行相应的计算和控制。

8.根据权利要求1所述的腔内射频消融系统，其特征在于，所述显示器被配置为：

实时显示以下信息：

(i)当前压力值P；

(ii)当前温度值T；

(iii)目标温度值，包括预设目标温度Ts和新目标温度Tp(如适用)；

(iv)剩余治疗时间；

(v)第一压力阈值P₃和第二压力阈值P₄；

(vi)射频发生器的输出功率；

(vii)系统运行状态，包括正常运行、降温阶段或异常停止等状态指示。

9.根据权利要求1所述的腔内射频消融系统，其特征在于，所述加热元件包括：

(i)热电偶，用于实时测量所述加热元件的温度并将测量结果传输至所述处理器；

(ii)加热元件绕组，同轴环绕所述热电偶，所述加热元件绕组被配置为接收来自所述射频发生器的射频能量，将其转换为热量并均匀分布；

(iii)绝缘层，包覆在所述加热元件绕组的外部，用于电气绝缘和热量保持；

(iv)柔性外壳，由生物相容性材料制成，包覆整个加热元件结构。

10.根据权利要求1所述的腔内射频消融系统，其特征在于，所述系统还包括：肿胀液注射装置，与所述处理器电连接，所述肿胀液注射装置被配置为：

(i)向腔体组织注射预设体积的肿胀液；

(ii)向所述处理器发送注射完成信号；

其中，所述处理器被进一步配置为：

(a)接收所述注射完成信号；

(b)响应于所述注射完成信号，通过所述压力传感器持续监测所述加热元件与腔体组织的接触情况；

(c)基于所述压力传感器的测量结果，计算加热元件与腔体组织的接触面积百分比；

(d)控制所述显示器实时显示接触情况，包括：接触面积百分比的数值显示，和/或接触状态的图形化表示；

(e)当所述接触面积百分比低于预设阈值时，控制所述显示器发出警告信号。

11.根据权利要求1所述的腔内射频消融系统，其特征在于，所述处理器被进一步配置为动态调整射频能量输出功率，具体包括：

(a)设定初始射频输出功率值Pinitial；

(b)在治疗过程中，以预设的采样频率持续获取当前温度值T和当前压力值P；

(c)基于当前温度值T、当前压力值P、目标温度Ts和第一压力阈值P₃，计算功率调整因子α，其中：

α＝f(T,P,Ts,P₃)，f为预设的功率调整函数；

(d)根据功率调整因子α，计算新的射频输出功率值Pnew：

Pnew＝Pcurrent×α

其中，Pcurrent为当前射频输出功率值；

(e)将新的射频输出功率值Pnew应用于射频发生器，以动态调整射频能量输出；

(f)设定功率调整的上限值Pmax和下限值Pmin，确保：

Pmin≤Pnew≤Pmax

其中，Pmin和Pmax为预先定义的安全功率范围；

(g)当出现以下任一情况时，触发快速功率调整：

(i)当温度快速上升且超过预设的安全温度阈值Tsafe时，立即将输出功率降低至Pmin；

(ii)当压力快速上升且超过第一压力阈值P₃时，将输出功率降低至当前功率的预设百分比β％(其中0<β<100)；

(h)在每次功率调整后，记录功率调整的相关数据，包括但不限于：调整时间、调整前功率、调整后功率、当前温度、当前压力和功率调整因子α；

(i)根据记录的数据，生成功率调整曲线和温度压力变化曲线，并在治疗结束后通过所述显示器向用户展示这些曲线，以供分析；

(j)基于历史治疗数据和机器学习算法，周期性地优化功率调整函数f，以提高系统的自适应能力和治疗效果。