基于实时卡尔曼波器温度估计的闭环光声光热处理方法和系统
Yi Tan1, Yuelin Han2, Leixi Zhang1
1Department of Control Science and Engineering, Harbin Institute of Technology, Weihai, Shandong, 264200, China.
Computers in biology and medicine
|April 11, 2025
概括
这项研究引入了一个闭环光声光热疗法 (PTT) 系统,用于精确的温度控制. 该方法通过最小化对健康组织的损伤来提高PTT的安全性和有效性.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 热浪学是什么意思 热浪学
- 光学物理学 光学物理学
背景情况:
- 精确的温度监测和控制对于光热疗法 (PTT) 的有效性和安全性至关重要.
- 目前的方法与非接触式温度控制作斗争,有可能损害周围健康组织.
- 开发实时,非侵入性温度管理对于先进的PTT应用是必不可少的.
研究的目的:
- 提出和验证一个闭环光声光热疗法 (PTT) 系统.
- 为了在PTT期间实现精确的实时温度测量和治疗目标的控制.
- 通过将健康组织的热损伤降至最低,提高PTT的安全性和有效性.
主要方法:
- 开发一个闭环PTT系统,将光声成像与卡尔曼波器温度估计模型集成在一起.
- 建立用于非侵入性实时温度场测量的预测和观察模型.
- 实现一个模糊的PID温度调节算法来实时调节激光功率.
主要成果:
- 该系统的温度控制准确度在幻象中为0.47°C,在活体中为0.76°C.
- 与没有温度观测模型的模拟相比,闭环系统显示出优越的动态和静态控制性能.
- 成功实现了实时,非侵入性温度测量和治疗目标的控制.
结论:
- 拟议的闭环光声学PTT系统为精确的温度管理提供了可行的解决方案.
- 这种方法通过最大限度地减少目标外热效应,显著提高了PTT的安全性和精度.
- 该系统具有作为增强光热疗法的动态特性和精度的辅助工具的潜力.
