热废除疗法控制与组织亡驱动的温度反,由神经状态空间模型与扩展卡尔曼波器启用
Ryo Murakami1, Satoshi Mori2, Haichong K Zhang3
1Ryo Murakami is with Department of Robotics Engineering, Worcester Polytechnic Institute, 50 Prescott St., Worcester MA, The United States.
概括
这项研究引入了一种用于热除疗法的新型温度估计技术,通过防止过热来提高患者的安全性. 该方法使用神经状态空间模型和扩展卡尔曼过器,没有额外的硬件.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 医疗成像医学成像
- 计算生物学 计算生物学
背景情况:
- 热除是一种关键的最小侵入性治疗方法,但监测其进展和温度是具有挑战性的.
- 目前用于可视化剥离和传感温度的方法存在局限性,包括对运动和环境因素的敏感性,有可能导致患者过热.
- 仅仅依靠亡监测可以导致危险的组织过热.
研究的目的:
- 开发一种基于死进展的温度估计技术,用于热废除疗法.
- 创建一个额外的安全功能,以防止在微创治疗过程中组织过热.
- 提出一种基于模型的方法,不需要额外的传感硬件.
主要方法:
- 利用神经状态空间模型来近似规范废除疗法的非线性部分微分方程.
- 基于神经状态空间模型设计了一个扩展卡尔曼波器,用于温度估计.
- 在各种噪音条件下进行模拟研究以评估估计模块的稳定性和准确性.
主要成果:
- 开发的估计模块证明了强大的组织温度估计,即使在不同类型的噪音.
- 在切除结束前,观察到的最大估计误差约为1°C.
- 建议的安全功能成功地证明了防止在热除过程中过热的安全功能.
结论:
- 基于死进展的温度估计技术为热除疗法提供了精确和安全的方法.
- 这种基于模型的方法可以独立运行或补充现有的温度计,增强强性.
- 底层架构可以将其推广到其他具有复杂物理或缺乏可靠理论模型的医疗/生物程序中.


