介入消融模擬系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種介入消融模擬系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為了處置癌癥必須去除或者殺死人體內(nèi)的腫瘤組織。通常的切除手術(shù)對(duì)病人人體損傷很大，而且很多病人無(wú)法進(jìn)行切除手術(shù)。由于成像技術(shù)的進(jìn)步和微創(chuàng)介入設(shè)備的快速發(fā)展，影像引導(dǎo)介入治療，尤其是超聲引導(dǎo)介入消融治療已經(jīng)作為腫瘤臨床最重要的治療手段之一。
[0003]當(dāng)前常用的介入消融方法:射頻消融(RFA, rad1-frequency ablat1n)、微波消融、激光消融、冷凍消融。上述介入消融方法都是通過(guò)微創(chuàng)介入形式殺死人體內(nèi)腫瘤區(qū)域，但是由于消融方式本身的限制，每根介入消融針都只能殺死有限區(qū)域的腫瘤細(xì)胞，在腫瘤較大或者多個(gè)腫瘤離散分布時(shí)，需要進(jìn)行多次進(jìn)針消融，為保證準(zhǔn)確殺死腫瘤細(xì)胞而不損傷或者少損傷正常組織，就需要事先對(duì)進(jìn)針路徑進(jìn)行規(guī)劃，對(duì)預(yù)計(jì)的消融區(qū)域進(jìn)行術(shù)前的評(píng)估驗(yàn)證?，F(xiàn)有技術(shù)中的進(jìn)針路徑術(shù)前規(guī)劃都是基于術(shù)前采集到的靜態(tài)3D數(shù)據(jù)，基于該數(shù)據(jù)規(guī)劃的路徑與實(shí)際臨床介入操作差異非常大。實(shí)際介入治療過(guò)程中由于受肋骨等人體組織的影響，沒(méi)有考慮用于引導(dǎo)進(jìn)針的超聲探頭的放置方法，無(wú)法按照規(guī)劃的路徑進(jìn)針，對(duì)于實(shí)際臨床應(yīng)用的指導(dǎo)性不大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]提供一種介入消融模擬系統(tǒng)，用于通過(guò)獲取目標(biāo)組織的超聲圖像及模擬消融區(qū)域圖像，模擬消融操作，預(yù)置消融范圍，從而為實(shí)施消融手術(shù)提供客觀的參考。
[0005]一種介入消融模擬系統(tǒng)，包括超聲探頭、定位模塊、模擬模塊，
[0006]所述超聲探頭包括，
[0007]超聲收發(fā)單元，用于發(fā)射超聲脈沖，并接收所述超聲脈沖于目標(biāo)組織中的回波信息；
[0008]控制單元，連接于所述超聲探頭的超聲收發(fā)單元，用于控制所述超聲收發(fā)單元發(fā)射所述超聲脈沖、接收所述回波信息；
[0009]成像單元，連接于所述超聲探頭的超聲收發(fā)單元，用于處理所述回波信息以生成所述目標(biāo)組織的超聲圖像；
[0010]所述定位模塊用于獲取探頭位置信息并將所述探頭位置信息發(fā)送至所述模擬單元，所述探頭位置信息用于指示所述超聲探頭相對(duì)于目標(biāo)組織的位置及朝向；
[0011]所述模擬模塊包括，
[0012]輸入單元，用于輸入消融操作的工作參數(shù)，所述工作參數(shù)用于生成模擬消融區(qū)域；
[0013]模擬單元，連接于所述輸入單元，用于根據(jù)所述定位模塊獲取的探頭位置信息及所述輸入單元輸入的工作參數(shù)，生成模擬消融區(qū)域圖像；
[0014]顯示單元，連接于所述成像單元與所述模擬單元，用于顯示所述目標(biāo)組織的超聲圖像及所述模擬消融區(qū)域圖像。
[0015]進(jìn)一步的，所述模擬模塊還設(shè)有存儲(chǔ)單元，所述存儲(chǔ)單元連接于所述成像單元與所述模擬單元，用于存儲(chǔ)所述超聲圖像、模擬消融區(qū)域圖像、探頭位置信息及工作參數(shù)。
[0016]進(jìn)一步的，所述定位模塊采用光學(xué)定位裝置或磁場(chǎng)定位裝置。
[0017]進(jìn)一步的，所述顯示單元設(shè)有顯示子窗口，所述顯示子窗口用于顯示所述超聲圖像與模擬消融區(qū)域圖像的相交情況。
[0018]進(jìn)一步的，所述超聲圖像與模擬消融區(qū)域圖像的相交區(qū)域采用輪廓或彩色進(jìn)行標(biāo)記。
[0019]進(jìn)一步的，所述顯示單元設(shè)有顯示子窗口，所述顯示子窗口用于三維顯示超聲圖像與模擬消融區(qū)域圖像的相對(duì)位置關(guān)系。
[0020]一種介入消融模擬方法，包括以下步驟，
[0021]實(shí)時(shí)采集并顯示目標(biāo)組織的超聲圖像，實(shí)時(shí)采集探頭位置信息；
[0022]根據(jù)所述探頭位置信息生成模擬消融區(qū)域，并實(shí)時(shí)顯示模擬消融區(qū)域圖像；
[0023]比對(duì)所述目標(biāo)組織的超聲圖像與模擬消融區(qū)域圖像。
[0024]進(jìn)一步的，當(dāng)根據(jù)所述探頭位置信息生成模擬消融區(qū)域，并實(shí)時(shí)顯示模擬消融區(qū)域圖像時(shí)，進(jìn)一步包括以下步驟:
[0025]設(shè)置消融針的功率與持續(xù)消融時(shí)間，獲取消融針的模擬消融范圍；
[0026]根據(jù)目標(biāo)組織內(nèi)的目標(biāo)物設(shè)置進(jìn)針位置，選取所述消融針的介入穿刺路徑，并設(shè)置所述消融針的進(jìn)針深度；
[0027]根據(jù)所述消融針的模擬消融范圍、介入穿刺路徑、進(jìn)針深度生成模擬消融區(qū)域，并顯示對(duì)應(yīng)的模擬消融區(qū)域圖像；
[0028]重復(fù)以上步驟直至所述模擬消融區(qū)域圖像覆蓋所述目標(biāo)物。
[0029]進(jìn)一步的，所述模擬消融區(qū)域圖像覆蓋目標(biāo)物并進(jìn)一步覆蓋所述目標(biāo)物與目標(biāo)物的安全邊界。
[0030]進(jìn)一步的，選取所述消融針的介入穿刺路徑并設(shè)置所述消融針的進(jìn)針深度時(shí)，沿超聲圖像中的穿刺引導(dǎo)線方向設(shè)定消融針的進(jìn)針深度。
[0031]進(jìn)一步的，當(dāng)比對(duì)所述目標(biāo)組織的超聲圖像與模擬消融區(qū)域圖像時(shí)，采用體繪制或面繪制三維顯示所述超聲圖像與模擬消融區(qū)域圖像。
[0032]進(jìn)一步的，所述超聲圖像采用超聲基波圖像、超聲諧波圖像、超聲造影圖像中的一種，或其中至少兩種的融合圖像。
[0033]進(jìn)一步的，所述消融針用于實(shí)施射頻消融、微波消融、冷凍消融以及激光消融中的任意一種。
[0034]進(jìn)一步的，生成并實(shí)時(shí)顯示模擬消融區(qū)域圖像時(shí)，顯示超聲圖像和模擬消融區(qū)域與超聲圖像的相交區(qū)域。
[0035]進(jìn)一步的，當(dāng)比對(duì)所述目標(biāo)組織的超聲圖像與模擬消融區(qū)域圖像時(shí)，在同一坐標(biāo)系內(nèi)三維顯示超聲圖像和模擬消融區(qū)域。
[0036]進(jìn)一步的，當(dāng)比對(duì)所述目標(biāo)組織的超聲圖像與模擬消融區(qū)域圖像時(shí)，通過(guò)不同的顯示子窗口顯示多個(gè)模擬消融區(qū)域的聯(lián)合消融區(qū)域。
[0037]進(jìn)一步的，當(dāng)比對(duì)所述目標(biāo)組織的超聲圖像與模擬消融區(qū)域圖像時(shí)，顯示所述聯(lián)合消融區(qū)域與所述超聲圖像的相交情況。
[0038]本發(fā)明的介入消融模擬系統(tǒng)及方法，通過(guò)獲取目標(biāo)組織的超聲圖像及模擬消融區(qū)域圖像，模擬消融針的進(jìn)針路徑，設(shè)定消融針的介入穿刺路徑、深度、預(yù)置消融范圍，便于引導(dǎo)操作者介入消融操作。通過(guò)對(duì)目標(biāo)組織與超聲探頭的定位，確定超聲探頭與介入穿刺路徑以及模擬消融范圍的相對(duì)空間坐標(biāo)關(guān)系，并實(shí)時(shí)顯示每個(gè)超聲切面與設(shè)定的消融路徑和模擬消融范圍的相交情況。
【附圖說(shuō)明】
[0039]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0040]圖1是本發(fā)明提供的一種介入消融模擬系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖；
[0041]圖2是本發(fā)明提供的一種介入消融模擬方法的流程示意圖；
[0042]圖3至圖6是本發(fā)明的目標(biāo)組織的超聲圖像與模擬消融區(qū)域圖像的顯示示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0044]請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明的較佳實(shí)施方式提供一種介入消融模擬系統(tǒng)，包括:超聲探頭
10、模擬模塊20、定位模塊40。所述介入消融模擬系統(tǒng)用于進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理，從而便于對(duì)介入消融治療進(jìn)行術(shù)前模擬驗(yàn)證