[發(fā)明專利]一種基于仿真溫度場的微波消融術(shù)中療效評(píng)估方法

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• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號(hào): CN111653363A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡惠明;錢志余;馮宇;方舟;晉曉飛
• 申請（專利權(quán)）人: 南京諾源醫(yī)療器械有限公司
• 主分類號(hào): G16H50/50
• 分類號(hào): G16H50/50;G16H20/40;A61B34/10;A61B18/18
• 代理公司: 北京眾合誠成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 戚星

一種基于仿真溫度場的微波消融術(shù)中療效評(píng)估方法，包括以下步驟：S1、構(gòu)建離散點(diǎn)溫度場數(shù)據(jù)的插值算法；S2、繪制差值后高分辨率仿真溫度場地形圖，包括將溫度與顏色進(jìn)行對(duì)應(yīng)以及按像素點(diǎn)坐標(biāo)描點(diǎn)；S3、計(jì)算插值后的數(shù)據(jù)的各項(xiàng)可視化指標(biāo)，包括：等溫線、邊界線、兩點(diǎn)實(shí)際距離、任意點(diǎn)溫度、模擬3D仿真效果圖、消融長短徑及變化曲線、消融體積及變化曲線的計(jì)算；S4、將仿真結(jié)果與術(shù)中治療進(jìn)度同步可視化展示；S5、根據(jù)預(yù)設(shè)治療結(jié)束信息對(duì)治療進(jìn)程進(jìn)行報(bào)警；該基于仿真溫度場的微波消融術(shù)中療效評(píng)估方法成本低且準(zhǔn)確度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療領(lǐng)域，尤其涉及一種基于仿真溫度場的微波消融術(shù)中療效評(píng)估方法。

背景技術(shù)

微波熱消融療法因其療效明顯、微創(chuàng)、毒副作用小、并發(fā)癥少等優(yōu)勢，被認(rèn)為是繼手術(shù)、化療、放療、免疫治療等后又一種新型有效的惡性腫瘤治療的方法，在臨床腫瘤治療中已經(jīng)發(fā)揮了巨大的作用，已經(jīng)廣泛用于肝癌、肺癌、腎癌等常見腫瘤。但是，微波腫瘤熱消融中仍存在許多需要解決的科學(xué)及技術(shù)問題，其中最主要的之一就是微波消融治療中實(shí)時(shí)療效評(píng)估問題。目前臨床還不能正確反應(yīng)腫瘤組織的消融程度，為了更為準(zhǔn)確的對(duì)消融療效進(jìn)行評(píng)估，建立術(shù)中同步微波消融仿真模型實(shí)現(xiàn)療效實(shí)時(shí)評(píng)估成為精準(zhǔn)消融的難點(diǎn)。

其中，腫瘤的熱療過程存在產(chǎn)熱和散熱的過程，溫度場的大小、形狀不僅受加熱輻射器的形狀、發(fā)射功率、作用時(shí)間等因素的影響，而且與腫瘤組織的導(dǎo)熱率和血液灌注率等熱物性有關(guān)。由于人體組織的高度復(fù)雜性及測量方法的局限性，上述生物可視化指標(biāo)常不易準(zhǔn)確測得；同樣在肝組織中，也難以通過多點(diǎn)精確布點(diǎn)測溫來了解三維溫度場的分布。

另外，微波消融下生物組織的溫度場變化是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化過程，溫度場模擬是微波熱療手術(shù)術(shù)前規(guī)劃系統(tǒng)的重要組成部分，能夠幫助醫(yī)生有效地預(yù)測熱場的分布，由于不能大量進(jìn)行人體實(shí)驗(yàn)，目前主要熱療溫度數(shù)據(jù)都是建立在模型或動(dòng)物肝臟實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，且目前仿真模擬是在術(shù)前模擬，醫(yī)生無法在手術(shù)過程中有效的評(píng)估溫度場情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于仿真溫度場的微波消融術(shù)中療效評(píng)估方法，本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題而采用以下技術(shù)方案：

一種基于仿真溫度場的微波消融術(shù)中療效評(píng)估方法，其包括以下步驟：

S1、構(gòu)建離散點(diǎn)溫度場數(shù)據(jù)的插值算法，且插值算法包括缺失數(shù)據(jù)填補(bǔ)、生成線性間距向量以及二維線性插值和數(shù)據(jù)取整并存儲(chǔ)；

S2、繪制差值后高分辨率仿真溫度場地形圖，包括將溫度與顏色進(jìn)行對(duì)應(yīng)以及按像素點(diǎn)坐標(biāo)描點(diǎn)；

S3、計(jì)算插值后的數(shù)據(jù)的各項(xiàng)可視化指標(biāo)，包括：等溫線、邊界線、兩點(diǎn)實(shí)際距離、任意點(diǎn)溫度、模擬3D仿真效果圖、消融長短徑及變化曲線、消融體積及變化曲線的計(jì)算；其中，任意點(diǎn)溫度繪制方法包括：獲取用戶鼠標(biāo)位置、獲取對(duì)應(yīng)位置溫度值并且隨時(shí)間變化進(jìn)行刷新；消融長短徑及變化曲線包括：根據(jù)用戶輸入的消融邊界溫度選取消融區(qū)域、查詢消融區(qū)域的橫縱坐標(biāo)最大值和最小值、根據(jù)橫縱坐標(biāo)最大值和最小值估算消融區(qū)域長徑a和短徑b、按照時(shí)間變化刷新可視化指標(biāo)；消融體積及變化曲線包括：根據(jù)長徑a和短徑b估算消融區(qū)域體積，計(jì)算公式為：

并且按照時(shí)間變化刷新可視化指標(biāo)；

S4、將仿真結(jié)果與術(shù)中治療進(jìn)度同步可視化展示，包括：將數(shù)據(jù)與秒數(shù)對(duì)應(yīng)，按秒讀取數(shù)據(jù)，與治療開始開關(guān)關(guān)聯(lián)，其中所述數(shù)據(jù)與秒數(shù)對(duì)應(yīng)公式為：

其中t為當(dāng)前對(duì)應(yīng)秒數(shù)，i為當(dāng)前數(shù)據(jù)位置，最后對(duì)t舍去小數(shù)部分取整；

S5、根據(jù)預(yù)設(shè)治療結(jié)束信息對(duì)治療進(jìn)程進(jìn)行報(bào)警包括：讀取用戶輸入的治療截止邊界長徑、短徑且實(shí)時(shí)判斷當(dāng)前仿真消融邊界長徑、短徑，將當(dāng)前消融長短徑與預(yù)設(shè)截止邊界長徑、短徑對(duì)比，若長徑或短徑大于預(yù)設(shè)值，則自動(dòng)報(bào)警自動(dòng)報(bào)警。