近日，研究院智慧医疗与健康团队联合中国科学院深圳先进技术研究院、南京医科大学第一附属医院，在介入式热疗连续温度场成像研究中取得新进展。针对导管旋转、机械扰动和组织形变导致的连续图像失配问题，团队提出动态配准校正策略PETI-DRC，实现了复杂介入条件下血管腔内温度场的连续重建与稳定追踪。相关成果以“Dynamic Registration-Based Photoacoustic Endoscopic Temperature Imaging for Precision Interventional Thermal Therapy and Monitoring”为题，发表于《IEEE Transactions on Medical Imaging》（中科院一区TOP，IF=9.8）。
研究背景
在介入热疗过程中，医生不仅需要判断局部温度是否达到治疗要求，更需要持续掌握温度场在治疗区域内的空间分布及其动态变化。但在血管内介入场景下，导管旋转、机械传动波动以及组织形变会不断引入图像漂移和结构错配，使同一病灶区域在连续观测中难以准确定位，进而影响热焦点追踪和温度场判断的可靠性。这也是制约介入热疗精准实施的重要难点。
成果介绍
针对这一难题，研究团队构建了光声/超声内窥温度成像系统，并提出动态配准校正策略PETI-DRC。该方法面向连续采集序列，对相邻帧中的结构信息与热响应信息进行联合校正，可有效修正导管扭转释放、机械抖动及微小生物运动引起的图像偏移，使热疗区域在连续观测过程中保持稳定的空间对应关系和时间演化连续性，从而实现血管腔内温度场的连续重建、动态追踪与可靠评估。
PETI-DRC矫正性能验证
为验证该方法的有效性，研究团队在仿体和离体兔腹主动脉样本上开展了系统实验。结果表明，该方法能够持续追踪热焦点的形成与演变过程，保持病灶区域温度场变化的连续可视化。定量分析显示，PETI-DRC可将连续图像一致性提升至0.9684，温度测量均方根误差控制在0.65℃，进而能准确将局部温度维持在有效治疗范围内，降低异常高温聚集带来的潜在风险。
基于PETI-DRC下的连续温度场监测
显微结果显示，在该方法引导下处理后的血管样本未见明显局部过热损伤，而对照组则出现多个热损伤区域，说明该技术在提升温度场成像稳定性的同时，也增强了介入热疗过程中的安全监测能力。
光热消融实验样品显微放大图
该研究将介入热疗中的温度监测进一步推进到面向动态过程的连续热场成像，为术中能量调控、热损伤预警和治疗安全评估提供了新的技术支撑。下一步，团队将围绕在体动物实验和复杂生理环境下的连续热场重建开展进一步研究，推动相关成果向实际介入诊疗场景转化。
哈尔滨工业大学为论文第一完成单位，哈工大苏州研究院为共同完成单位。研究院智慧医疗与健康团队博士研究生吴东剑为论文第一作者，孙明健教授和中国科学院深圳先进技术研究院龚小竞研究员为论文共同通讯作者。硕士生俞开诚、“苏州专项”硕士生张昊坤为论文发表作出了重要贡献。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、山东省高端医疗器械创新创业共同体项目等支持。
论文链接：https://doi.org/10.1109/TMI.2026.3668711
文稿：秦杨一，责任编辑：孙铭锌，审核：王艺衡
