肾交感神经射频消融仪温度控制系统的研究

【摘要】：当前，肾动脉交感神经消融术作为一种治疗顽固性高血压的新思路引起了众多医生以及医疗器械企业的关注，为推广这一术式，需要研制出能够满足功能需求的射频消融仪。肾交感神经消融术通过消融导管对分布在肾动脉血管壁的神经纤维进行热消融，由于肾脏的交感神经分布在肾动脉血管壁的浅表部位，因此如何保证神经纤维被稳定地加热到治疗温度，而临近的血管组织细胞损伤在可控范围内，实现治疗中温度的智能化控制，这是设计消融仪需要解决的主要技术问题。 本文主要对肾交感神经射频消融仪的温度控制系统进行设计和研究，为射频消融仪的研制提供理论依据。本文首先分析了控制系统的功能需求，进行了系统总体方案设计。然后利用DDS信号生成技术搭建了射频信号发生实验平台，设计了射频信号生成电路、低通滤波电路、功率放大电路，实现了信号生成功能；同时为了实现温度控制功能，设计了微处理器控制系统和温度测量模块。其次，构建了系统的数学模型，基于数学模型，在Matlab/Simulink环境中进行了PID温度控制器的仿真设计，对PID参数进行了整定。最后基于实验平台设计了消融温度控制策略，在离体组织实验中进行实验研究，验证了控制策略以及算法的可行性。 实验结果表明初始温度上升速度、超调量、温度稳定性均能满足预期要求，验证了控制系统的有效性。