[發(fā)明專利]一種預測電脈沖消融區(qū)域的系統

有效

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• 申請日: 2020-04-16
• 公開（公告）號: CN111529051B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設計）人: 王海峰;羅中寶
• 申請（專利權）人: 上海睿刀醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號: A61B18/12
• 分類號: A61B18/12
• 代理公司: 北京知元同創(chuàng)知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 張祖萍;張?zhí)镉?/td>

本發(fā)明涉及一種預測電脈沖消融區(qū)域的系統，包括：繪制點選取模塊，用于基于電極針裸露長度范圍，沿電極針長度方向選取多個繪制點；二維區(qū)域獲取模塊，用于針對每個選取的繪制點，基于約束條件，從每個選取的繪制點對應的電場強度數據庫中獲取所述每個選取的繪制點對應的目標電場強度等值線；三維區(qū)域構建模塊，用于基于所述每個選取的繪制點對應的目標電場強度等值線，構建沿電極針長度方向的三維模型。本發(fā)明提出的預測系統能夠適應不同患者的個體差異，能夠在治療前快速有效地預測電脈沖消融區(qū)域，提高術前預測的準確性和完整性，有助于治療過程中的合理有效布針，保證治療計劃的順利實施，最大限度地確保治療效果，減少正常組織消融與損傷。

技術領域

本發(fā)明屬于醫(yī)療器械技術領域，具體涉及一種預測電脈沖消融區(qū)域的系統。

背景技術

癌癥是危害人類健康的主要疾病。傳統的癌癥治療方法和新近發(fā)展起來的以微創(chuàng)消融為 特征的熱消融療法，由于受適應癥、禁忌癥、治療副作用、熱效應等因素的限制，使得其臨 床應用受到一定的局限性。近年來，隨著脈沖生物電學的不斷發(fā)展，電場脈沖以其非熱、微 創(chuàng)的生物醫(yī)學效用受到廣泛關注，并逐漸應用于腫瘤的臨床治療。電穿孔是一種利用電脈沖 來克服細胞膜這一屏障的過程，即在電場作用下，細胞壁組成和結構發(fā)生一定的變化，細胞 膜脂雙層上形成瞬時孔洞，細胞膜的通透性和膜電導瞬時增大，在正常情況下不能通過細胞 膜的病毒顆粒、DNA、蛋白質以及染料顆粒等得以進出細胞的一個生物物理過程。電場造成細 胞的穿孔有兩種形式：可逆電穿孔和不可逆電穿孔。如果脈沖條件不超過某一臨界限度，細 胞膜的通透性是可逆的，屬于可逆電穿孔；如果脈沖條件超過某一臨界限度，細胞會遭到不 可逆的損傷甚至死亡，屬于不可逆電穿孔。在不可逆電穿孔技術應用于腫瘤的臨床治療方法 中，利用電脈沖消融生物組織，是通過對靶區(qū)細胞發(fā)送電場脈沖，使細胞內外的離子運動并 聚集在外膜兩側，引起跨膜電位的急劇變化，細胞發(fā)生不可逆電穿孔，打破細胞內外平衡， 最終引起細胞死亡。

為了保證治療方法的順利實施，最大限度地確保治療效果以及減少對正常組織的消融與 損傷，在治療前對電脈沖消融生物組織區(qū)域進行預測是必要的。由于生物組織電學特性的差 異，使得對于不同的組織，需要電脈沖消融的腫瘤區(qū)域各不相同，可見，在治療前對電脈沖 消融區(qū)域進行預測也一直是該治療方法實施前的難點。目前電脈沖消融區(qū)域的預測主要集中 在二維消融區(qū)域的預測，依靠研究人員的經驗，一方面通過動物實驗、切片對比等方法來預 測消融區(qū)域的大小，另一方面通過對術后的核磁影響等方法來判斷消融的效果。由于每位患 者病情各不相同，病灶各異，治療方法也各不相同，單純依靠經驗來預測消融區(qū)域，而缺乏 適用于不同患者的通用預測手段，因此難以在治療前針對患者的個體情況制定出合理有效的 治療計劃。

發(fā)明內容

為了解決上述缺乏適用于不同患者的通用預測手段的技術問題，本發(fā)明實施例提出了一 種預測電脈沖消融區(qū)域的系統，能夠適用于不同的患者，在治療前快速有效地預測三維電脈 沖消融區(qū)域，提高術前預測的準確性和完整性，并且對于治療過程中的布針，保證治療計劃 的順利實施，最大限度地確保治療效果，以及減少正常組織消融與損傷至關重要。

本發(fā)明提出的預測電脈沖消融區(qū)域的系統，包括：

繪制點選取模塊，用于基于電極針裸露長度范圍，沿電極針長度方向選取多個繪制點；

二維區(qū)域獲取模塊，用于針對每個選取的繪制點，基于約束條件，從每個選取的繪制點 對應的電場強度數據庫中獲取所述每個選取的繪制點對應的目標電場強度等值線；以及，

三維區(qū)域構建模塊，用于基于所述每個選取的繪制點對應的目標電場強度等值線，構建 沿電極針長度方向的三維模型，所述構建的三維模型內的區(qū)域作為預測的電脈沖消融區(qū)域。

在某些實施例中，所述約束條件包括第一約束條件和第二約束條件；