一种脉冲电场消融肾动脉神经控制系统

1.本技术涉及消融技术领域，更具体地，涉及一种脉冲电场消融肾动脉神经控制系统。


背景技术：

2.高压脉冲消融方法是通过产生一种脉宽为毫秒、微秒甚至纳秒级的高压脉冲电场，在短时间内释放极高的能量，从而将细胞壁击破，形成大量的不可逆的微孔，细胞液流失，实现病灶细胞死亡，从而达到预期的治疗效果，其具有消融迅速、消融区域可控、靶向性强、不损伤其他组织的特点。
3.目前，肾动脉神经消融技术通常采用设置多个电极，在电极处生成脉冲电场实现消融，在消融手术过程中，肌肉松弛状态是影响手术效果和安全性的重要因素，而肌肉松弛状态是随着手术进行不断变化的，因此如何根据肌肉松弛状态控制消融手术风险，是一项亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本发明实施例的目的在于提供一种脉冲电场消融肾动脉神经控制系统，能够准确输出符合肾动脉神经当前肌松状态的最佳脉冲序列，提高消融手术的安全性。具体技术方案如下：在本发明实施例的第一方面，提供一种脉冲电场消融肾动脉神经控制系统，包括：消融装置、脉冲电场发生器、肌松监测装置、处理器模块和显示装置；所述消融装置设有若干个电极，能够在两个所述电极之间释放脉冲电场；所述脉冲电场发生器，生成脉冲序列传输至所述电极以在电极处产生脉冲电场；所述肌松监测装置，生成肾动脉神经的肌松监测序列；所述处理器模块包括计算模块和控制模块；所述计算模块，将所述肌松监测序列输入生成对抗网络，确定脉冲序列；根据所述肌松监测序列和所述脉冲序列之间的函数关系，计算状态值；将所述脉冲序列和所述肌松监测序列传输至所述控制模块，将所述状态值传输至所述显示装置；所述控制模块，用于根据所述肌松监测序列控制脉冲电场发生器生成脉冲序列以及所述消融装置上的脉冲电场分布；所述显示装置显示所述状态值。
5.可选地，所述肌松监测装置包括：刺激信号发生器、位移传感器、体表温度传感器以及肌松监测电路。
6.可选地，所述刺激信号发生器采用预设的电脉冲模式刺激肾动脉神经，产生相应的肌电反应，所述位移传感器和所述体表温度传感器检测位移信号、温度信号和肌电信号，所述肌松监测电路对所述位移信号、所述温度信号和所述肌电信号进行放大和运算处理，得到肌松监测序列。
7.可选地，该系统还包括：用户根据所述显示装置显示的状态值，使用骨骼肌松弛药；其中，若状态值大于临界值，则无需骨骼肌松弛药；反之，则提示需使用骨骼肌松弛药；所述肌松监测装置，获取使用骨骼肌松弛药后的更新肌松监测序列并传输至所述计块；
将更新肌松监测序列输入生成对抗网络，确定更新脉冲序列并传输至所述脉冲电场发生器。
8.可选地，所述脉冲序列包括高频双相脉冲序列、高频双极脉冲序列、不对称双相脉冲序列和不对称双极脉冲序列。
9.可选地，所述根据所述肌松监测序列和所述脉冲序列之间的函数关系，计算状态值，包括：采用以下公式计算状态值：其中，m表示脉冲序列，取值为m={1,2,3,4}，分别表示所述脉冲序列是高频双相脉冲序列、高频双极脉冲序列、不对称双相脉冲序列和不对称双极脉冲序列；j表示肌松监测序列，表示标准肌松监测序列；α是调整参数，取值为（0,1）。
10.可选地，所述生成对抗网络包括生成网络和判别网络，训练过程中采用交叉训练的方式。
11.可选地，该系统还包括脉冲输出开关和脉冲输出控制模块，所述脉冲输出开关与所述消融装置、脉冲电场发生器以及脉冲输出控制模块相连接，所述脉冲输出控制模块与所述控制模块相连接，接收所述控制模块的控制指令并根据控制指令控制所述脉冲输出开关向所述消融装置传输脉冲序列。
12.可选地，所述消融装置还包括消融导管，所述消融导管的端部设有活动部；所述电极沿消融导管的延伸方向阵列地设在所述活动部外。
13.在本发明实施例的又一方面，提供一种脉冲电场消融肾动脉神经控制方法，包括：确定若干个电极，能够在两个所述电极之间释放脉冲电场；生成脉冲序列传输至所述电极以在电极处产生脉冲电场；生成肾动脉神经的肌松监测序列；将所述肌松监测序列输入生成对抗网络，确定脉冲序列；根据所述肌松监测序列和所述脉冲序列之间的函数关系，计算状态值；根据所述肌松监测序列控制生成脉冲序列以及脉冲电场分布；显示所述状态值。
14.可选地，所述生成肾动脉神经的肌松监测序列包括：采用预设的电脉冲模式刺激肾动脉神经，产生相应的肌电反应；检测位移信号、温度信号和肌电信号；对所述位移信号、所述温度信号和所述肌电信号进行放大和运算处理，得到肌松监测序列。
15.可选地，用户根据显示的状态值，使用骨骼肌松弛药；其中，若状态值大于临界值，则无需骨骼肌松弛药；反之，则提示需使用骨骼肌松弛药；获取使用骨骼肌松弛药后的更新肌松监测序列；将更新肌松监测序列输入生成对抗网络，确定更新脉冲序列。
16.可选地，所述脉冲序列包括高频双相脉冲序列、高频双极脉冲序列、不对称双相脉冲序列和不对称双极脉冲序列。
17.可选地，所述根据所述肌松监测序列和所述脉冲序列之间的函数关系，计算状态值，包括：采用以下公式计算状态值：其中，m表示脉冲序列，取值为m={1,2,3,4}，分别表示所述脉冲序列是高频双相脉冲序列、高频双极脉冲序列、不对称双相脉冲序列和不对称双极脉冲序列；j表示肌松监测序列，表示标准肌松监测序列；α是调整参数，取值为（0,1）。
18.可选地，所述生成对抗网络包括生成网络和判别网络，训练过程中采用交叉训练的方式。
19.有益效果：（1）本发明提供的脉冲电场消融肾动脉神经控制系统，包括设有若干个电极，并释放脉冲电场的消融装置；生成脉冲序列传输至所述电极以在电极处产生脉冲电场的脉冲电场发生器；生成肾动脉神经的肌松监测序列的肌松监测装置；处理器模块，以及显示状态值的显示装置；由此提高了系统的可靠性和可操作性。
20.（2）将肌松监测序列输入生成对抗网络，确定脉冲序列；其中生成对抗网络包含生成网络和判别网络；通过该方式能够准确输出符合肾动脉神经当前肌松状态的最佳脉冲序列。
21.（3）引入肌松监测序列和脉冲序列之间的函数关系，计算状态值用户根据状态值，使用骨骼肌松弛药；再监测使用骨骼肌松弛药后的肌松监测序列，以计算当前时刻的脉冲序列。由此控制患者肌肉状态，提高手术的安全性。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是本技术实施例提供的脉冲电场消融肾动脉神经控制系统的结构示意图；图2是本技术实施例提供的脉冲序列计算方法的流程示意图；图3是本技术实施例提供的脉冲电场消融肾动脉神经控制方法的流程示意图。
具体实施方式
24.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
25.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
26.本技术实施例提供了一种脉冲电场消融肾动脉神经控制系统，具体应用于消融技术领域，包括设有若干个电极，并释放脉冲电场的消融装置；生成脉冲序列传输至所述电极以在电极处产生脉冲电场的脉冲电场发生器；生成肾动脉神经的肌松监测序列的肌松监测装置；包括计算模块和控制模块的处理器模块，以及显示状态值的显示装置；其中，计算模块用于将肌松监测序列输入生成对抗网络，确定脉冲序列；根据肌松监测序列和脉冲序列之间的函数关系，计算状态值；用户根据状态值使用骨骼肌松弛药物。本发明的脉冲电场消融肾动脉神经控制系统，能够准确输出符合肾动脉神经当前肌松状态的最佳脉冲序列，提
高消融手术的安全性。
27.该脉冲电场消融肾动脉神经控制系统，具体可以集成在电子设备中，该电子设备可以为终端、服务器等设备。其中，终端可以为手机、平板电脑、智能蓝牙设备、笔记本电脑、或者个人电脑（personal computer，pc）等设备；服务器可以是单一服务器，也可以是由多个服务器组成的服务器集群。
28.可以理解的是，本实施例的该脉冲电场消融肾动脉神经控制系统可以是在终端上执行的，也可以是在服务器上执行，还可以由终端和服务器共同执行的。以上举例不应理解为对本技术的限制。
29.人工智能(artificial intelligence，ai)是利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能，感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用装置。人工智能软件技术主要包括计算机视觉技术、语音处理技术、自然语言处理技术以及机器学习/深度学习等几大方向。
30.近年来，随着人工智能技术研究和进步，人工智能技术在多个领域得到广泛应用，本公开实施例提供的方案涉及计算机视觉技术、人工智能的机器学习/深度学习等技术，具体通过如下实施例进行说明：实施例一：图1示出了本技术实施例提供的脉冲电场消融肾动脉神经控制系统的结构示意图，请参考图1，包括：消融装置110、脉冲电场发生器120、肌松监测装置130、处理器模块140和显示装置150。
31.所述消融装置110设有若干个电极，能够在两个所述电极之间释放脉冲电场。
32.可选地，消融装置还包括消融导管，所述消融导管的端部设有活动部；所述电极沿消融导管的延伸方向阵列地设在所述活动部外。消融导管还包括限位管，所述限位管设于活动部内，所述拉线设于限位管内。
33.进一步地，消融导管包括导管、拉线、转向头，所述活动部设置成管状，所述活动部的一端连接于导管的一端，远离导管一端的电极连接于活动部的另一端，所述转向头嵌入该远离导管一端的电极内，所述拉线设于导管内，所述拉线穿透活动部与转向头连接。
34.所述脉冲电场发生器120，生成脉冲序列传输至所述电极以在电极处产生脉冲电场。
35.其中，任意两个以上所述电极之间释放脉冲电场，和/或，采集电极处的电信号。
36.所述肌松监测装置130，生成肾动脉神经的肌松监测序列。
37.其中，肌松监测装置包括：刺激信号发生器、位移传感器、体表温度传感器以及肌松监测电路。
38.在一种实施方式中，所述生成肾动脉神经的肌松监测序列具体包括以下步骤：所述刺激信号发生器采用预设的电脉冲模式刺激肾动脉神经，产生相应的肌电反应；所述位移传感器和所述体表温度传感器检测位移信号、温度信号和肌电信号；所述肌松监测电路对所述位移信号、所述温度信号和所述肌电信号进行放大和运算处理，得到肌松监测序列。
39.所述处理器模块140包括计算模块141和控制模块142。
40.所述计算模块141，将所述肌松监测序列输入生成对抗网络，确定脉冲序列；根据
所述肌松监测序列和所述脉冲序列之间的函数关系，计算状态值；将所述脉冲序列和所述肌松监测序列传输至所述控制模块142，将所述状态值传输至所述显示装置150。
41.其中，脉冲序列包括高频双相脉冲序列、高频双极脉冲序列、不对称双相脉冲序列和不对称双极脉冲序列。
42.可选地，不对称双极脉冲序列的参数存在数学关系：npd
×vn
=ppd
×
np
×vp
其中，npd表示负向脉冲的脉冲宽度值，vn表示负向脉冲的脉冲幅度值，ppd表示正向脉冲的脉冲宽度值，np表示正向脉冲的个数，v
p
正向脉冲的脉冲幅度值。
43.脉冲序列的具体计算方法将在下一实施例中详细阐述，在此不做赘述。
44.所述控制模块142，用于根据所述肌松监测序列控制脉冲电场发生器生成脉冲序列以及所述消融装置上的脉冲电场分布。
45.所述显示装置150显示所述状态值。
46.其中，显示装置150还可以显示目标图像，用户通过操作该显示装置对图像进行放大缩小等处理。
47.进一步地，该系统还包括脉冲输出开关和脉冲输出控制模块，所述脉冲输出开关与所述消融装置、脉冲电场发生器以及脉冲输出控制模块相连接，所述脉冲输出控制模块与所述控制模块相连接，接收所述控制模块的控制指令并根据控制指令控制所述脉冲输出开关向所述消融装置传输脉冲序列。
48.其中，脉冲输出开关是独立供电开关，驱动电路是按钮状。
49.本实施例提供的脉冲电场消融肾动脉神经控制系统，包括设有若干个电极，并释放脉冲电场的消融装置；生成脉冲序列传输至所述电极以在电极处产生脉冲电场的脉冲电场发生器；生成肾动脉神经的肌松监测序列的肌松监测装置；处理器模块，以及显示状态值的显示装置；由此提高了系统的可靠性和可操作性。
50.实施例二：图2示出了本技术实施例提供的脉冲序列计算方法的流程示意图，请参考图2，具体包括如下步骤：s210、将肌松监测序列输入生成对抗网络，确定脉冲序列。
51.其中，脉冲序列包括高频双相脉冲序列、高频双极脉冲序列、不对称双相脉冲序列和不对称双极脉冲序列。
52.可选地，生成对抗网络包括生成网络g和判别网络d。其训练过程如下：从网络中采集数据集；将数据集划分为训练集、验证集和测试集，比例为2:1:1。
53.采用交叉训练的方式进行训练，目标函数公式如下：其中，表示肌松监测序列服从的概率分布，表示肌松监测序列z服从的概率分布，、表示期望值，z是噪声，服从高斯分布，a、b、c是
调整参数，、表示判别网络d和生成网络g目标函数的最小值。
54.s220、根据肌松监测序列和脉冲序列之间的函数关系，计算状态值。
55.在一种实施方式中，采用以下公式计算状态值：其中，m表示脉冲序列，取值为m={1,2,3,4}，分别表示所述脉冲序列是高频双相脉冲序列、高频双极脉冲序列、不对称双相脉冲序列和不对称双极脉冲序列；j表示肌松监测序列，表示标准肌松监测序列；α是调整参数，取值为（0,1）。
56.s230、显示状态值。
57.其中，可以通过计算机显示屏或医疗终端的显示器显示状态值，在此不做具体限定。
58.s240、用户根据显示的状态值，使用骨骼肌松弛药。
59.其中，骨骼肌松弛药又称肌松药，可以选择性地作用于运动神经终板膜上的n2受体，阻断神经冲动向骨骼肌传递，导致肌肉松弛。
60.可选地，若状态值的值大于临界值，则无需骨骼肌松弛药；反之，需使用骨骼肌松弛药。其中，骨骼肌松弛药的具体用量，由用户根据临床经验确定。可选地，显示装置可以计算出参考用量以辅助诊断。
61.s250、获取使用骨骼肌松弛药后的更新肌松监测序列。
62.具体地，使用骨骼肌松弛药物后，重新采用肌松监测装置获取肾动脉神经的肌松监测序列。
63.s260、将更新肌松监测序列输入生成对抗网络，确定更新脉冲序列。
64.进一步地，将所述更新脉冲序列输入控制模块，控制脉冲电场发生器生成脉冲序列以及所述消融装置上的脉冲电场分布。
65.通过引入生成对抗网络能够准确输出符合肾动脉神经当前肌松状态的最佳脉冲序列，同时引入状态值控制患者肌肉状态，提高手术的安全性。
66.实施例三：图3示出了本技术实施例提供的脉冲电场消融肾动脉神经控制方法的流程示意图，请参考图3，该方法具体包括如下步骤：s310、确定若干个电极，能够在两个所述电极之间释放脉冲电场。
67.其中，任意两个以上所述电极之间释放脉冲电场，和/或，采集电极处的电信号。
68.s320、生成脉冲序列传输至所述电极以在电极处产生脉冲电场。
69.其中，所述脉冲序列包括高频双相脉冲序列、高频双极脉冲序列、不对称双相脉冲序列和不对称双极脉冲序列。
70.可选地，不对称双极脉冲序列的参数存在数学关系：npd
×vn
=ppd
×
np
×vp
其中，npd表示负向脉冲的脉冲宽度值，vn表示负向脉冲的脉冲幅度值，ppd表示正向脉冲的脉冲宽度值，np表示正向脉冲的个数，v
p
正向脉冲的脉冲幅度值。
71.s330、生成肾动脉神经的肌松监测序列。
72.在一种实施方式中，步骤s330具体包括以下步骤：采用预设的电脉冲模式刺激肾
动脉神经，产生相应的肌电反应；检测位移信号、温度信号和肌电信号；对所述位移信号、所述温度信号和所述肌电信号进行放大和运算处理，得到肌松监测序列。
73.s340、将所述肌松监测序列输入生成对抗网络，确定脉冲序列。
74.其中，生成对抗网络包括生成网络g和判别网络d；训练过程中，采用交叉训练的方式。目标函数公式如下：其中，表示肌松监测序列服从的概率分布，表示肌松监测序列z服从的概率分布，、表示期望值，z是噪声，服从高斯分布，a、b、c是调整参数，、表示判别网络d和生成网络g目标函数的最小值。
75.s350、根据所述肌松监测序列和所述脉冲序列之间的函数关系，计算状态值。
76.可选地，所述根据所述肌松监测序列和所述脉冲序列之间的函数关系，计算状态值，包括：采用以下公式计算状态值：其中，m表示脉冲序列，取值为m={1,2,3,4}，分别表示所述脉冲序列是高频双相脉冲序列、高频双极脉冲序列、不对称双相脉冲序列和不对称双极脉冲序列；j表示肌松监测序列，表示标准肌松监测序列；α是调整参数，取值为（0,1）。
77.s360、根据所述肌松监测序列控制生成脉冲序列以及脉冲电场分布。
78.s370、显示所述状态值。
79.可选地，用户根据显示的状态值，使用骨骼肌松弛药；其中，若状态值大于临界值，则无需骨骼肌松弛药；反之，则提示需使用骨骼肌松弛药；获取使用骨骼肌松弛药后的更新肌松监测序列；将更新肌松监测序列输入生成对抗网络，确定更新脉冲序列。
80.通过该方法能够准确输出符合肾动脉神经当前肌松状态的最佳脉冲序列，提高消融手术的安全性，达到预期的手术效果。
81.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述装置中模块/单元/子单元/组件的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
82.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
83.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个
网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
84.另外，在本技术提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
85.所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
86.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
87.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本技术的具体实施方式，用以说明本技术的技术方案，而非对其限制，本技术的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。