肿瘤热疗(Hyperthermia)是一种利用热的生物效应来治疗肿瘤的医学手段,已经在肿瘤治疗中得到广泛的应用,它具有安全可靠、操作简单、疗效好、术后恢复快的优势和特点,且与放疗化疗具有协同作用,能诱发人体对靶区肿瘤的免疫反应。本文针对热疗系统建立一套热疗测控平台,并在此基础上进行热疗温度控制算法的研究。热疗测控平台是在三个系统基础上实现的:多路热电偶测温系统,远红外热像测温系统和单针水冷式射频肿瘤消融治疗系统。本文实现了多路热电偶测温系统的软件硬件设计;远红外热像测温系统的软件设计;单针水冷式射频肿瘤消融治疗系统的软件设计;以及在此基础上进行的热疗温控研究。多路热电偶测温系统实现了以热电偶测温针为传感器的16路的测温系统,系统误差<0.1℃。远红外热像测温系统主要是实现了热疗表面测温,系统误差在<2℃。单针水冷式射频肿瘤消融治疗系统实现的软件界面美观,安全性和自动化程度高,多种治疗控制方法联合使用提高了射频肿瘤消融治疗的效果,为热疗温度控制提供了有效的平台。本文研究了模糊控制、PID控制的特点,提出了具备模糊控制和PID控制优点的模糊-改进PID控制方法用于点温度控制,经验证该方法具有优越的稳态特性和动态特性,超调量小,温升速度快,适合于热疗温控。针对热疗区域多点温控进行了研究,在模糊-改进PID控制的基础上,提出了单区域多点温控策略和多区域多点控温策略。实验表明,模糊-改进PID控制具有比单独使用模糊控制或PID控制更好的性能;区域控制策略能很好的执行区域温控的要求;对同一块离体器官加载相同电压时,温热疗法的前后两次实验的温升非常接近,而消融疗法则不具有这种特性。因此采用温热疗法时,可以在第一次采用测温针进行温控,之后的每次治疗可以采用第一次热疗的输出作为输出,即进行重复性控制,这样既降低了测温针穿刺引起肿瘤转移的危险,也减少了病人的疼痛。