模糊控制在射频消融温度与阻抗监测系统中的应用

成志新，孟辉，刘传永，王大鹏，金振华，李博

（1.山东省药学科学院，济南250101；2.山东微感光电子有限公司，济南250014）

1 引 言

近年来，采用射频热疗的方法治疗肿瘤，在临床上取得了较好的效果。射频消融是一种加热治疗肿瘤的微创治疗技术，利用一定频率的射频加热，使得肿瘤温度短时间内快速升高，肿瘤组织凝固性坏死[1]。

温度的精确控制对于射频消融疗效至关重要，温度达到50～65℃才能实现有效治疗。温度过低，达不到治疗效果，导致癌细胞扩散；温度过高，会杀死正常细胞，甚至引起组织炭化，造成正常组织的不可逆损伤[2]。大量实验发现，肿瘤组织温度和阻抗之间具有耦合性。治疗过程中，随着射频能量的增加，组织温度升高，肿瘤细胞热凝固程度不断加剧，病灶组织因水份减少而炭化，导致阻抗加大；组织阻抗增高过快时，为防止组织汽化结碳影响消融范围，需要降低射频能量，这样也势必导致组织温度下降[3]。

现有的射频消融设备一般采用独立的温度或阻抗控制方式，忽略了两者的相互影响和耦合关系。我们将温度和阻抗两种监测方法结合起来，通过对射频输出功率的智能控制，使治疗过程中温度和阻抗处于稳定状态，在最短时间内得到最大范围的肿瘤消融区。

人体组织在结构、性质上相差很大，治疗过程中组织形态也不断改变，很难建立较为精确的数学模型；而且生物组织导热性能较弱，对温度的控制属于大迟滞系统，经典的PID控制具有一定局限性[4]。……