[發明專利]治療劑量規劃方法及系統

在審

• 申請號: 201810299688.6
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN108815725A
• 公開（公告）日: 2018-11-16
• 發明（設計）人: 郭成斌;宋丹;胡亮;黃浩然
• 申請（專利權）人: 重慶融海超聲醫學工程研究中心有限公司
• 主分類號: A61N7/02
• 分類號: A61N7/02
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 彭瑞欣;張天舒

本發明提供的治療劑量規劃方法及系統，基于采集的組織參數、超聲頭參數以及預定劑量參數計算獲得等效熱劑量分布，通過等效熱計量分布判斷組織內形成損傷的范圍，進而在治療前為醫生展示預計治療效果，從而指導臨床治療劑量的投放，避免因實時影像監控的讀取不準確而影響醫生的主觀判斷的問題。

技術領域

本發明涉及超聲治療領域，具體地，涉及一種治療劑量規劃方 法及系統。

背景技術

高強度聚焦超聲(High Intensity Focused Ultrasound，簡稱HIFU) 是一種可精確聚焦治療腫瘤卻沒有皮膚切口的無創治療方式，其原理 是將體外超聲波能量聚焦到體內，以形成一個能量高度集中的區域， 并利用熱效應、空化效應及機械效應等的原理使該區域內的病變組織 產生不可逆的凝固性壞死，而對區域外的正常組織不產生影響，目前高強度聚焦超聲治療腫瘤已廣泛應用于臨床。

劑量的投放量影響著最終的治療結果，如果治療劑量投放過小， 會導致組織消融不完整，如果治療劑量投放過大，會導致的病人不適 感和并發癥風險的增大。

現有技術中對劑量的控制方法為，在治療前，依賴醫生的經驗 主觀判斷設定治療劑量，在治療過程中，通過使用實時影像監控來調 節治療劑量。目前，通常使用的影像監控包括超聲監控以及核磁監控。 超聲監控依賴靶區出現團塊狀高回聲改變或整體灰度明顯增加，但治 療過程中可能會存在灰度變化不明顯的情況，導致醫生無法從超聲監 控中準確判斷組織的實際情況。核磁監控雖然具有圖像組織對比度 高，且能在治療過程中做無損溫度監控的優點，但使用核磁監控來調 節治療劑量的方式具有一定的滯后性，使得醫生無法及時獲知組織的 實際情況。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提出了 一種治療劑量規劃方法及系統，用于評估組織的在預定劑量下的等效 熱計量分布。

為實現本發明的目的而提供一種治療劑量規劃方法，包括：

步驟S1，采集組織參數、超聲頭參數以及預定劑量參數；

步驟S2，基于組織參數、超聲頭參數以及預定劑量參數計算獲 得等效熱劑量分布。

其中，步驟S2具體包括：

步驟S21，根據組織參數、超聲頭參數以及預定劑量參數，計算 獲得組織中的聲場分布；

步驟S22，根據聲場分布計算獲得組織中的溫度場分布；

步驟S23，根據溫度場分布計算獲得組織中的等效熱劑量分布。

其中，在步驟S21中，根據組織參數、超聲頭參數以及預定劑 量參數，計算獲得組織中的聲場分布，具體包括：利用KZK方程來 計算組織中的聲場分布。

其中，在步驟S22中，根據聲場分布計算獲得組織中的溫度場 分布，具體包括：利用Pennes生物熱傳導方程來計算組織中的溫度 場分布。

其中，治療劑量規劃方法還包括：

步驟S3，根據等效熱計量分布判斷組織內各個位置是否達到形 成損傷的標準，若是，則根據所有達到形成損傷標準的位置生成損傷 分布。

其中，組織參數包括：組織的聲速、密度、聲衰減、頻率依賴 指數、非線性系數、比熱容、導熱系數、血流灌注參數、上皮膚層厚 度、脂肪層厚度、肌肉層厚度以及組織治療深度。

其中，超聲頭參數包括超聲頭的內徑、外徑、工作頻率以及焦 距。

其中，預定劑量參數包括輻照功率、輻照時間、間歇時間以及 輻照周期。

其中，血流灌注參數的獲得方法包括：

采集組織體積以及組織處的平均血流速度；