[發明專利]用于射頻消融療法的交互式患者特定仿真的系統和方法有效
| 申請號： | 201480010589.1 | 申請日： | 2014-02-24 |
| 公開（公告）號： | CN105208957B | 公開（公告）日： | 2019-01-22 |
| 發明（設計）人： | C.奧迪吉爾;T.曼西;V.米哈勒夫;A.卡門;D.科馬尼丘;P.沙馬;S.拉帕拉 | 申請（專利權）人： | 西門子公司 |
| 主分類號： | A61B18/12 | 分類號： | A61B18/12;A61B90/00 |
| 代理公司： | 中國專利代理(香港)有限公司 72001 | 代理人： | 張凌苗;劉春元 |
| 地址： | 德國*** | 國省代碼： | 德國;DE |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 用于 射頻 消融 療法 交互式 患者 特定 仿真 系統 方法 | ||
1.一種用于肝臟腫瘤消融的交互式患者特定仿真的方法，包括：
從患者的醫學圖像數據估計肝臟和肝臟的靜脈系統的患者特定解剖模型；
從肝臟的患者特定解剖模型生成計算域；
基于患者特定解剖模型來仿真肝臟和肝臟的循環系統中的血流；
基于虛擬消融探測器位置和所仿真的肝臟和肝臟的循環系統中的血流，通過在計算域的多個節點中的每一個處求解生物熱方程來仿真由于消融所致的熱擴散；以及
基于所仿真的熱擴散來計算肝臟中的細胞壞死并且基于所計算的細胞狀態更新組織參數。
2.權利要求1的方法，還包括：
基于所仿真的熱擴散生成肝臟的溫度圖的可視化；以及
生成所計算的壞死區的可視化。
3.權利要求2的方法，還包括：
交互式地接收指示消融探測器的經修改的位置的用戶輸入；以及
基于虛擬消融探測器的經修改的位置來重新仿真熱擴散和細胞壞死，
重新生成溫度圖的可視化和所計算的壞死區的可視化。
4.權利要求2的方法，還包括：
交互式地接收用戶輸入以修改患者特定解剖模型、用于仿真血流的計算流體動力學模型、生物熱方程或用于仿真細胞壞死的細胞壞死模型中的至少一個的至少一個參數；以及
利用經修改的至少一個參數來重新仿真血流、熱擴散和細胞壞死；
生成溫度圖的可視化和所計算的壞死區的可視化。
5.權利要求1的方法，其中從患者的醫學圖像數據估計肝臟和肝臟的靜脈系統的患者特定解剖模型包括：
估計包括肝實質、至少一個腫瘤、肝靜脈、腔靜脈、門靜脈和肝動脈的肝臟的患者特定解剖模型。
6.權利要求1的方法，其中基于患者特定解剖模型來仿真肝臟和肝臟的循環系統中的血流包括：
使用計算流體動力學（CFD）仿真來計算在多個時間步長期間的肝靜脈中的3D血流和入口壓強；
基于肝靜脈中的血流和入口壓強計算在多個時間步長期間的門靜脈和肝動脈上游壓強；以及
使用CFD仿真基于門靜脈上游壓強來計算在多個時間步長期間的門靜脈和肝動脈中的3D血流。
7.權利要求1的方法，其中基于患者特定解剖模型來仿真肝臟和肝臟的循環系統中的血流包括：
在多個時間步長中的每一個處使用計算流體動力學（CFD）解算器在肝臟的靜脈系統的水平集表示上仿真肝臟的循環系統中的血流；以及
通過使用多孔血流解算器計算多孔血流來仿真肝實質中的血流。
8.權利要求7的方法，其中通過使用多孔血流解算器計算多孔血流來仿真肝實質中的血流包括：
通過使用有限元方法（FEM）在肝臟的四面體網格上計算多孔血流來仿真肝實質中的血流。
9.權利要求1的方法，其中基于虛擬消融探測器位置和所仿真的肝臟和肝臟的循環系統中的血流，通過在計算域的多個節點中的每一個處求解生物熱方程來仿真由于消融所致的熱擴散包括：
使用格子玻爾茲曼方法（LBM）在患者特定解剖模型的水平集表示的多個節點中的每一個處求解生物熱方程。
10.權利要求9的方法，其中使用格子玻爾茲曼方法（LBM）在患者特定解剖模型的水平集表示的多個節點中的每一個處求解生物熱方程包括：
對于多個節點中的每一個：
在節點屬于肝靜脈、肝動脈或門靜脈的情況下通過求解具有第一冷卻項的第一生物熱方程并且在節點屬于肝實質的情況下通過求解具有第二冷卻項的第二生物熱方程來計算多個時間步長中的每一個處的溫度。
11.權利要求10的方法，其中第一生物熱方程是Pennes模型生物熱方程，并且第二生物熱方程是Wulff-Klinger模型生物熱方程。
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