[發明專利]CT引導肝腫瘤熱消融治療穿刺路徑規劃方法有效

申請號：	201910220801.1	申請日：	2019-03-22
公開（公告）號：	CN110013306B	公開（公告）日：	2021-04-02
發明（設計）人：	吳水才;張睿;吳薇薇;周著黃;高宏建	申請（專利權）人：	北京工業大學
主分類號：	A61B34/10	分類號：	A61B34/10;A61B34/20
代理公司：	北京思海天達知識產權代理有限公司 11203	代理人：	劉萍
地址：	100124 ***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	ct 引導腫瘤消融治療穿刺路徑規劃方法
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【權利要求書】：

1.CT引導肝腫瘤熱消融治療穿刺路徑規劃方法，其特征在于，包括以下步驟：

1.1.基于患者掃描的CT序列圖像，利用圖像分割算法提取患者皮膚、肝腫瘤、肝臟和腹腔關鍵解剖結構，腹腔關鍵解剖結構包括大血管、骨骼、肺、胃、腎、脾、膽囊，并對上述關鍵解剖結構進行三維重構，得到重構場景圖像I_Sence；

1.2.依據臨床強約束條件，量化穿刺路徑規劃過程中所需的參數；參數包括腫瘤靶點的空間坐標，備選穿刺路徑距腹腔關鍵解剖結構的距離信息和備選穿刺路徑的穿刺深度信息；方法涉及的臨床強約束條件包括：(1)穿刺路徑應規避腹腔關鍵解剖結構；(2)穿刺路徑應嚴格小于消融針的長度；(3)穿刺路徑應至少介入肝臟5mm；(4)穿刺路徑與肝包膜夾角應至少大于20°；

1.3.構建包含穿刺路徑距腹腔關鍵解剖結構距離信息的灰度約束圖I_Risk-const；

1.4.構建包含穿刺路徑穿刺深度信息的灰度約束圖I_Length-const；

1.5.構建包含備選穿刺路徑與肝包膜夾角信息的灰度約束圖I_Angle-const；

1.6.根據臨床強約束條件，在灰度約束圖上篩選可行進針區域；

1.7.根據臨床弱約束條件，在可行進針區域內優選最佳的穿刺路徑；方法涉及的臨床弱約束條件包括(1)穿刺路徑距腹腔關鍵解剖結構盡可能遠；(2)在保證至少介入肝臟實質5mm的前提下，穿刺路徑深度盡可能淺；(3)穿刺路徑與肝包膜的夾角盡可能垂直。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，上述步驟1.2具體包括如下步驟：

2.1.計算腫瘤質心的空間坐標，作為穿刺靶點；

2.2.考慮穿刺路徑應至少介入肝臟5mm這項強約束條件，需在場景I_Sence中附加標注不滿足這項約束的備選進針區域；首先對分割所得的肝腫瘤圖像I_Tumor進行三維膨脹運算，得到圖像I_Tumor-dilate，再與分割所得的肝臟圖像I_Liver進行比較，I_Tumor-dilate超出I_Liver輪廓的區域視作不可行進針區域I_No-fly，最后將I_No-fly的三維重構結果補充在場景I_Sence當中；

2.3.量化備選穿刺路徑距腹腔關鍵解剖結構的距離；首先對I_Sence圖像進行歐式距離映射DTF，即求取圖像中每一體素到腹腔關鍵解剖結構的歐幾里得距離；再將實際的歐式距離值作為灰度值構建出備選穿刺路徑相對于腹腔關鍵解剖結構的歐式距離映射灰度圖I_Risk-DTF；最后對I_Risk-DTF執行最小密度投影MinIP體繪制，得到包含備選穿刺路徑距腹腔關鍵解剖結構距離信息的三維體繪制結果I_Risk-MinIP；

2.4.量化備選穿刺路徑的穿刺深度；首先在分割所得的患者皮膚圖像I_Skin內，基于腫瘤靶點T＝(t_x,t_y,t_z)進行歐式距離映射，即求取圖像I_Skin掩模內每一體素到腫瘤靶點的歐幾里得距離；其中t_x、t_y、t_z分別表示腫瘤靶點的三維坐標；再將實際的歐式距離值作為灰度值構建出備選穿刺路徑的穿刺深度灰度圖I_Length-DTF；再對I_Length-DTF執行最大密度投影MIP體繪制，得到反映備選穿刺路徑穿刺深度信息的三維體繪制結果I_Length-MIP。