可实时修正误差的体内无创测温的方法及系统与流程

本发明涉及医疗领域，特别是涉及一种可实时修正误差的体内无创测温的方法及系统。

背景技术：

在肿瘤热疗技术领域，对患者体内温度的精准测量是尤为重要的，目前现有体内热疗仪器均存在不能精准测量体内温度的问题，温度误差严重影响热疗设备的精准治疗效果。因此亟需提供一种体内精准无损测温的方法来解决现实问题。

目前测温方法有：热电偶法、光纤法、红外法、热敏纸法、液晶箔法、模型物质法、微波辐射法、核磁共振法，其中适用于体内抗电磁干扰的测温的只有两种，一种是光纤法，通过有创置入可以精准地测量体内某些位置温度，虽然不受电磁干扰，可进行体内多点测温，但由于有创置入时，不仅增加了患者的痛楚和感染风险，而且会受到很多因素制约，不能随意达到人体任意地方(如肝、肺、肾等器官内部)，所以无法获得人体内部所有位置的温度信息。另一种核磁共振法，利用磁共振热源成像技术结合大数据通过软件计算，虽然能够无创获得人体内温度信息，但该种方法测温误差较大，不利于精准控温。

深度研究发现，共振热源成像测温误差多是由于电压、湿度、磁场和主机工作温度等环境因素变化导致的，这些因素变化导致的误差存在同向等值偏差特性，这一发现为利用光纤测温技术修正磁共振热源成像测温误差找到了依据，也有利于发明出一种体内精准无损测温的方法。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种可实时修正误差的体内无创测温的方法及系统，通过核磁共振热成像技术和光纤测温法的结合应用，能够实现体内精准无损测温。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种可实时修正误差的体内无创测温的方法，包括以下步骤：

s1：利用核磁共振仪对库选温度区间各热点扫描，建立库选温度区间各热点温度场分布图谱库；

s2：通过核磁共振仪扫描获得人体热疗区的温度场分布图；

s3：利用光纤测温装置采用无创技术获得人体热疗区若干关键点的精准温度作为温度标定点的参照基准；

s4：对照步骤s1建立的温度场分布图谱库，对步骤s2测得的温度场分布图进行热成像图数转换处理，得出人体热疗区各点扫描温度数据，再依照温度标定点为参照基准，对所述扫描温度数据进行同向误差修正，得到人体热疗区各点精准温度数据。

在本发明一个较佳实施例中，在步骤s1中建立的温度场分布图谱库包括库选温度区间各热点的热成像数据、温度数据，每个热点的热成像数据与其温度数据存在一一对应关系。

在本发明一个较佳实施例中，所述光纤测温装置包括信号采集单元、信号处理单元、传感光纤，传感光纤上分布有若干个光纤传感器。

进一步的，在步骤3中，所述传感光纤由肛门或口鼻或尿道或耳道导入患者治疗区内的胃肠道、气管、膀胱、子宫、耳庭的组织管腔内。

在本发明一个较佳实施例中，在步骤s2中，所述温度场分布图包括扫描获得的热成像中各热点的热成像数据、位置数据，在步骤s3中，所述温度参照基准信息包括温度标定点的温度值、位置数据。

进一步的，在步骤s4中，所述温度标定点在所述温度场分布图中均有对应点。

本发明还提供一种可实时修正误差的体内无创测温的系统，主要包括：

核磁共振仪，用于对库选温度区间各热点扫描，建立库选温度区间各热点温度场分布图谱库，以及扫描获得人体热疗区的温度场分布图；

光纤测温装置，用于采用无创技术得到热疗区若干关键点的精准温度作为温度标定点的参照基准；

数据处理平台，用于对照所述温度场分布图谱库，对测得的所述温度场分布图进行热成像图数转换处理，得出人体热疗区各热点扫描温度数据，再依照温度标定点为参照基准，对所述扫描温度数据进行同向误差修正，得到人体热疗区各热点精准温度数据。

在本发明一个较佳实施例中，所述数据处理平台包括依次相连的数据采集单元、数据处理单元、数据显示单元；

所述数据采集单元，用于采集核磁共振仪的扫描获得的温度场分布图信息及测温光纤测量得到的温度数据；

所述数据处理单元，用于处理所述温度场分布图热成像数据，通过在温度场分布图谱库中数据比对找到测温区域各点的扫描温度数据，并依照温度标定点的参照基准，对所述扫描温度数据进行同向误差修正，得到患者热疗区各热点精准温度数据；

所述数据显示单元，用于生成热疗区的温度图像并显示在图像显示面板上。

本发明的有益效果是：本发明通过将核磁共振法与光纤法相结合，不仅可以实现体内特定点温度的无创测定，消除了患者进行体内测温的创伤痛楚，而且能够计算得出病患体内任何位置的精准温度数据，为肿瘤热疗精准控温创造了条件。

附图说明

图1是本发明可实时修正误差的体内无创测温的方法的流程图；

图2是利用本发明所述方法进行测温的一较佳实施例的示意图；

图3是利用本发明所述方法进行测温的另一较佳实施例的示意图；

图4是所述可实时修正误差的体内无创测温的系统的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1，本发明实施例包括：

一种可实时修正误差的体内无创测温的方法，包括以下步骤：

s1：利用核磁共振仪对库选温度区间各热点扫描，建立库选温度区间各热点温度场分布图谱库；通过大量的核磁扫描成像数据统计生成一个热成像信息数据图谱库，作为标准参考系，确保每次核磁共振扫描得到的温度场分布图都能在图谱库中找到对应温度数据。

进一步的，在步骤s1中建立的温度场分布图谱库包括所述库选温度区间各点的热成像信息、温度数值，每个热点的热成像信息与其温度数值存在一一对应关系。

s2：通过核磁共振仪扫描获得人体热疗区的温度场分布图；

所述温度场分布图包括扫描获得的热成像中各热点的热成像数据、位置数据，热成像数据为一种体现温度高低差异的计算机语言，位置信息是反映热点在测温区域的具体位置指标，可采用三维坐标表示。

s3：利用光纤测温装置采用无创技术得到体内若干关键点的精准温度作为温度标定点的参照基准；

所述光纤测温装置为一种实时、在线、连续点光纤温度测量系统，其包括信号采集单元、信号处理单元、传感光纤。传感光纤是一种抗电磁干扰的多点温度传感器，其上分布有若干个光纤传感器，利用光纤传感器能够测得该光缆途径位置的多个点的精准温度值。

所述传感光纤由肛门或口鼻或尿道或耳道无创导入患者治疗区内的胃肠道、气管、膀胱、子宫、耳庭等组织管腔内，避免对人体直接微创开刀等形式将测温光纤导入人体造成创伤。

由测温光纤测得的温度标定点的温度数据包括温度值、位置数据，该温度值为体内该标定点的精准温度值。所述光纤测温获得的温度标定点在s2扫描获得患者测温区域的温度场分布图中均有对应点，所述温度标定点的位置数据包含在所述温度场分布图中的位置数据中。

s4：对照步骤s1建立的温度场分布图谱库，对步骤s2测得的温度场分布图进行热成像图数转换处理，得出人体热疗区各点扫描温度数据，再依照温度标定点为参照基准，对所述扫描温度数据进行同向误差修正，得到人体热疗区各点精准温度数据。

进一步的，因客观因素变化往往导致各热点扫描温度数据存在同向等值误差。这种误差特点决定了误差的修正方式：若存在同向等值误差，可对所述扫描温度数据同时进行同向误差修正；若存在同向误差不等值，可能是不同标定点的温度数据不够精准造成的，遇到这种情况可对异值误差取平均值，对所述扫描温度数据同时进行误差平均值修正。

在实际应用中，人体测温区域内的热点是无限的，难以全部一一测量，所以具体测量时，可按测量要求和精度设置，均匀地抽取若干代表性热点进行测量。

下面结合两个具体实施例来说明该方法的测温原理：

实施例1：

图2为患者胸腔温度场分布图，左右两侧为核磁共振仪扫描患者温度场分布图中肺的位置(图中所示仅为示意图)，中间为温度场分布图中显示的食道中传感光纤位置。位于传感光纤a点处的光纤传感器测得该点的精准温度值x＝39.5℃，该a点在温度场分布图中位置为a’点，根据在步骤s1中建立的温度场分布图谱库，进行热成像图数转换处理得出对应的扫描温度是39.1℃，a’点温度在温度场分布图中产生了-0.4℃的误差。假设位于测温光纤b点处的光纤测得精准温度值x＝39.7℃，该点在温度场分布图中的对应点为b’点，同理得出其扫描温度是39.3℃，b’点温度在温度分布图中产生的误差也是-0.4℃。同理再对比其它点，如c点与c’点，若也存在同样误差，那么就以-0.4℃作为温度分布图中的同向误差修正值，对温度分布图中各热点温度值进行修正。例如，右肺中若d点在温度分布图谱中对应温度是38.4℃，那么该点的精准温度值就应该为x＝(38.4+0.4)℃＝38.8℃。同样在左肺中若e点在温度分布图谱中对应温度是39.5℃，那么该点的精准温度值就应该为x＝(39.5+0.4)℃＝39.9℃。

实施例2：

图3为患者腹腔温度场分布图(图中所示仅为示意图)，左侧和中部为核磁共振仪扫描的患者腹腔温度场分布图中盲肠、小肠位置，右侧为腹腔温度场分布图显示的位于乙状结肠和降结肠中测温光纤位置。假设位于测温光纤上甲处的光纤传感器测得该点的精准温度值x＝40.5℃，该处在温度场分布图中位置为甲’点，根据在步骤s1中建立的温度场分布图谱库，进行热成像图数转换处理得出对应的扫描温度是41℃，甲’点温度在温度场分布图中产生了+0.5℃的误差。假设位于测温光纤乙处的光纤传感器测得乙处精准温度值x＝39.7℃，该处在在温度场分布图对应点为乙’点，同理得出其对应的扫描温度是40.15℃，乙’点在温度分布图谱中产生的误差是+0.45℃，同理再对比其它点，若存在异值误差，则取各误差值的平均值作为最终误差进行修正。本实施例中，取(0.5+0.45)/2＝0.475作为最终误差修正值，对温度分布图谱中各点温度值进行修正。例如，左侧盲肠位置的丙点在温度分布图谱中对应温度是39.8℃，那么该点的精准温度值就应该为x＝(39.8-0.475℃)℃＝39.325℃。同样在中部的小肠位置丁点在温度分布图谱中对应温度是41.3℃，那么该点的精准温度值就应该为x＝(41.3-0.475℃)℃＝40.825℃。

通过将核磁共振法与光纤法相结合，不仅可以实现体内特定点温度的无创测定，大大减轻患者的痛楚，而且能够通过热成像信息数据图谱库建立的相邻热点之间的误差修正值来计算得出病患体内任何位置的精准温度数据，为肿瘤热疗精准控温创造了条件。

请参阅图4，一种可实时修正误差的体内无创测温的系统，主要包括核磁共振仪、光纤测温装置、数据处理平台。

所述核磁共振仪用于对库选温度区间各热点扫描，建立库选温度区间各热点温度场分布图谱库，以及扫描获得人体热疗区的温度场分布图；

所述光纤测温装置用于采用无创技术得到体内若干关键点的精准温度作为温度标定点的参照基准；

所述数据处理平台用于对照所述温度场分布图谱库，对测得的所述温度场分布图进行热成像图数转换处理，得出人体热疗区各点扫描温度数据，再依照温度标定点为参照基准，对所述扫描温度数据进行同向误差修正，得到人体热疗区各点精准温度数据。

具体的，所述数据采集单元，用于采集核磁共振仪的扫描获得的温度场分布图信息及测温光纤测量得到的温度数据；所述数据处理单元，用于处理所述温度场分布图热成像，通过在温度场分布图谱库中数据比对找到热疗区各热点的扫描温度数据，并依照温度标定点的参照基准，对所述扫描温度数据进行同向误差修正，得到患者热疗区各热点精准温度数据；所述数据显示单元，用于生成测温区域的温度图像并显示在图像显示面板上。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。