肿瘤消融仿真方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113729934A(43)申请公布日2021.12.03(21)申请号202111186406.X(22)申请日2021.10.12(71)申请人北京航空航天大学地址100191北京市海淀区学院路37号(72)发明人赵宇熙周付根(51)Int.Cl.A61B18/18(2006.01)A61B34/10(2016.01)A61B34/20(2016.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称肿瘤消融仿真方法及系统(57)摘要本发明公开了一种肿瘤消融仿真方法及系统，该方法包括：在医学影像中标记肿瘤目标，建立包含肿瘤目标TV区域的三维影像；在三维影像中生成包络肿瘤目标TV区域的布针区域，在布针区域设置若干针道，若干针道在布针区域无交点，在针道中设置微波放射源，微波放射源产生电磁场以消融肿瘤目标；计算电磁场覆盖的第一消融体积；设置消融参数，消融参数表征第一消融体积与肿瘤目标TV区域适形程度；修改针道数量、针道位置、微波放射源功率和工作时间中的至少一个参数，重新计算第一消融体积，以满足消融参数。本发明提出的技术方案仿真微波消融手术的治疗效果，为医师在手术前提供实施参考，缓解了对医师个人经验的高度依赖。CN113729934ACN113729934A权利要求书1/2页1.一种肿瘤消融仿真方法，其特征在于，包括：在医学影像中标记肿瘤目标，建立包含所述肿瘤目标TV区域的三维影像；在所述三维影像中生成包络肿瘤目标TV区域的布针区域，在所述布针区域设置若干针道，所述若干针道在布针区域无交点，在所述针道中设置微波放射源，所述微波放射源产生电磁场以消融所述肿瘤目标；计算所述电磁场覆盖的第一消融体积；设置消融参数，所述消融参数表征第一消融体积与肿瘤目标TV区域适形程度；修改所述针道数量、针道位置、所述微波放射源功率和工作时间中的至少一个参数，重新计算所述第一消融体积，以满足所述消融参数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成包络肿瘤目标TV区域的布针区域的步骤，包括：设置长方体，所述长方体以最小的体积在三维方向上包络肿瘤目标TV区域；去除所述长方体包含的危及器官或骨组织区域，以构成所述布针区域。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算电磁场覆盖的第一消融体积的步骤，包括：计算所述微波放射源的电磁场分布；根据所述电磁场分布，计算所述肿瘤目标的温度场；设置温度阈值，所述温度阈值等温面包络的体积为第一消融体积。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：以所述针道数量最少和第一消融体积最小为优化目标，在满足所述消融参数的条件下，对所述针道位置、所述微波放射源功率和工作时间三个参数进行优化。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：获取肿瘤目标消融后的医学影像，在所述肿瘤目标消融后的医学影像中获取第二消融体积，计算所述第二消融体积与肿瘤目标TV区域适形程度。6.一种肿瘤消融仿真系统，其特征在于，包括：获取模块，其用于在医学影像中标记肿瘤目标，建立包含所述肿瘤目标TV区域的三维影像；计划模块，其用于在所述三维影像中生成包络肿瘤目标TV区域的布针区域，在所述布针区域设置若干针道，所述若干针道在布针区域无交点，在所述针道中设置微波放射源，所述微波放射源产生电磁场以消融所述肿瘤目标；计算模块，其用于计算所述电磁场覆盖的第一消融体积；参数模块，其用于设置消融参数，所述消融参数表征第一消融体积与肿瘤目标TV区域适形程度；优化模块，其用于修改所述针道数量、针道位置、所述微波放射源功率和工作时间中的至少一个参数，重新计算所述第一消融体积，以满足所述消融参数。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述计划模块中生成包络肿瘤目标TV区域的布针区域的步骤，包括：设置长方体，所述长方体以最小的体积在三维方向上包络肿瘤目标TV区域；去除所述长方体包含的危及器官或骨组织区域，以构成所述布针区域。2CN113729934A权利要求书2/2页8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述计算模块被进一步配置为：计算所述微波放射源的电磁场分布；根据所述电磁场分布，计算所述肿瘤目标的温度场；设置温度阈值，所述温度阈值等温面包络的体积为第一消融体积。9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述优化模块被进一步配置为：以所述针道数量最少和第一消融体积最小为优化目标，在满足所述消融参数的条件下，对所述针道位置、所述微波放射源功率和工作时间三个参数进行优化。10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：验证模块，其用于获取肿瘤目标消融后的医学影像，在所述肿瘤目标消融后的医学影像中获取第二消融体积，计算所述第二消融体积与肿瘤目标TV区域适形程度。3CN1137299