一种基于DSA的微创消融路径获取方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于DSA的微创消融路径获取方法与系统，涉及图像处理技术领域，包括步骤：获取目标组织未进针前的底层造影成像以及进针后的实时造影成像；根据底层造影成像和实时造影成像获取针头在目标组织中的实时穿刺路径；在获取热消融开始信号后获取目标组织的温度场和热损伤场；根据温度场和热损伤场分别获取含有温度场信息的温场路穿刺径图和热损穿刺路径图。本发明专利技术在传统路径图技术上，通过微创消融手术模拟并进行成像融合，可以提供更多地、多模态融合的微创消融手术过程参数，降低手术难度和对手术操作医生经验的依赖。降低手术难度和对手术操作医生经验的依赖。降低手术难度和对手术操作医生经验的依赖。

【技术实现步骤摘要】
一种基于DSA的微创消融路径获取方法与系统


[0001]本专利技术涉及图像处理
，具体涉及一种基于DSA的微创消融路径获取方法与系统。

技术介绍

[0002]数字减影血管造影(Digital Subtraction Angiography),简称DSA，是20世纪80年代继CT之后兴起的一项革命性医学影像新技术，是支撑介入诊疗的核心设备。其基本原理是：在注入造影剂的前后分别摄取相同人体部位X射线图像，将所获得的两帧影像相减，消除图像中骨骼和软组织等相同结构部分而将低浓度造影剂所充盈的血管在减影图中突出显示出来，提高影像的对比度。除用于心血管、脑血管等疾病的医学影像诊断外，还广泛应用于介入手术、微创手术及复合手术的影像导航。
[0003]路径图技术(roadmap)以DSA技术为基础，先注射造影剂造影成像、再以透视下进针影像为辅助蒙片做减影，产生具有手术进针路径的减影图像，并与透视图叠加融合形成路径图。路径图技术提高了微创手术进针过程的精准性、安全性和高效性，促进了DSA技术在微创手术导航的应用。
[0004]然而在现有技术中，DSA路径图技术在与微创消融手术同步使用时，难以将路径与消融治疗参数相结合，无法全面展示相关信息。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本专利技术提出了一种基于DSA的微创消融路径获取方法，包括步骤：
[0006]S1：获取目标组织未进针前的底层造影成像以及进针后的实时造影成像；
[0007]S2：根据底层造影成像和实时造影成像获取针头在目标组织中的实时穿刺路径；
[0008]S3：判断是否获取热消融开始信号，若是，进入S4步骤，若否，返回S2步骤；
[0009]S4：获取目标组织的温度场和热损伤场；
[0010]S5：根据温度场和热损伤场分别获取含有温度场信息的温场路穿刺径图和热损穿刺路径图。
[0011]进一步地，所述S2步骤中，实时穿刺路径由各时刻下的穿刺路径图组合获取，所述穿刺路径图通过如下公式获取：
[0012]R(i)＝S(i)+w
f
·
f(i)
[0013]式中，R(i)为i时刻的穿刺路径图，f(i)为i时刻的实时造影成像，S(i)为以i时刻的实时造影成像为蒙片，与底层造影成像进行减影后的减影图像，w
f
为实时造影成像的权重系数。
[0014]进一步地，所述S4步骤中，温度场通过如下公式获取：
[0015][0016]式中，ρ为目标组织的密度，c为目标组织的比热，τ为时间，λ为目标组织的热导率，T为所求的温度场，ρ
b
为动脉血的密度，c
b
为动脉血的比热，T
b
为动脉血的温度，ω
b
为血液灌流率，Q
r
为热消融设备产生的单位体积热量率。
[0017]进一步地，所述S4步骤中，热损伤场通过如下公式获取：
[0018][0019]式中，Ω为无量纲热损伤函数，T为温度，τ为时间，A为指前引子，ΔE为活化能，R为通用气体函数。
[0020]进一步地，所述S5步骤中，温场路穿刺径图和热损穿刺路径图分别通过如下公式表示：
[0021]R
T
(i)＝S(i)+w
f
·
f(i)+w
T
·
T(i)
[0022]R
Ω
(i)＝S(i)+w
f
·
f(i)+w
Ω
·
Ω(i)
[0023]式中，R
T
(i)为温场路穿刺径图，R
Ω
(i)为热损穿刺路径图，w
T
为温度场成像权重系数，T(i)为i时刻的温度场成像，w
Ω
为热损伤场成像权重系数，Ω(i)为i时刻的热损伤场成像。
[0024]本专利技术还提出了一种基于DSA的微创消融路径获取系统，包括：
[0025]造影成像单元，用于获取目标组织未进针前的底层造影成像以及进针后的实时造影成像；
[0026]路径获取单元，用于根据底层造影成像和实时造影成像获取针头在目标组织中的实时穿刺路径；
[0027]热消融成像单元，用于在目标组织开始热消融后获取其温度场和热损伤场；
[0028]成像融合单元，用于根据温度场和热损伤场分别获取含有温度场信息的温场路穿刺径图和热损穿刺路径图。
[0029]进一步地，所述路径获取单元中，实时穿刺路径由各时刻下的穿刺路径图组合获取，所述穿刺路径图通过如下公式获取：
[0030]R(i)＝S(i)+w
f
·
f(i)
[0031]式中，R(i)为i时刻的穿刺路径图，f(i)为i时刻的实时造影成像，S(i)为以i时刻的实时造影成像为蒙片，与底层造影成像进行减影后的减影图像，w
f
为实时造影成像的权重系数。
[0032]进一步地，所述热消融成像单元中，温度场通过如下公式获取：
[0033][0034]式中，ρ为目标组织的密度，c为目标组织的比热，τ为时间，λ为目标组织的热导率，T为所求的温度场，ρ
b
为动脉血的密度，c
b
为动脉血的比热，T
b
为动脉血的温度，ω
b
为血液灌流率，Q
r
为热消融设备产生的单位体积热量率。
[0035]进一步地，所述热消融成像单元中，热损伤场通过如下公式获取：
[0036][0037]式中，Ω为无量纲热损伤函数，T为温度，τ为时间，A为指前引子，ΔE为活化能，R为通用气体函数。
[0038]进一步地，所述成像融合单元中，温场路穿刺径图和热损穿刺路径图分别通过如下公式表示：
[0039]R
T
(i)＝S(i)+w
f
·
f(i)+w
T
·
T(i)
[0040]R
Ω
(i)＝S(i)+w
f
·
f(i)+w
Ω
·
Ω(i)
[0041]式中，R
T
(i)为温场路穿刺径图，R
Ω
(i)为热损穿刺路径图，w
T
为温度场成像权重系数，T(i)为i时刻的温度场成像，w
Ω
为热损伤场成像权重系数，Ω(i)为i时刻的热损伤场成像。
[0042]与现有技术相比，本专利技术至少含有以下有益效果：
[0043](1)本专利技术所述的一种基于DSA的微创消融路径获取方法与系统，在传统路径图技术上，通过微创消融手术模拟并进行成像融合，可以提供更多地、多模态融合的微创消融手术过程参数；
[0044](2)通过多模态融合后的，为手术提供更好的方向性指导，降低手术难度和对手术操作医生经验本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于DSA的微创消融路径获取方法，其特征在于，包括步骤：S1：获取目标组织未进针前的底层造影成像以及进针后的实时造影成像；S2：根据底层造影成像和实时造影成像获取针头在目标组织中的实时穿刺路径；S3：判断是否获取热消融开始信号，若是，进入S4步骤，若否，返回S2步骤；S4：获取目标组织的温度场和热损伤场；S5：根据温度场和热损伤场分别获取含有温度场信息的温场路穿刺径图和热损穿刺路径图。2.如权利要求1所述的一种基于DSA的微创消融路径获取方法，其特征在于，所述S2步骤中，实时穿刺路径由各时刻下的穿刺路径图组合获取，所述穿刺路径图通过如下公式获取：R(i)＝S(i)+w
f
·
f(i)式中，R(i)为i时刻的穿刺路径图，f(i)为i时刻的实时造影成像，S(i)为以i时刻的实时造影成像为蒙片，与底层造影成像进行减影后的减影图像，w
f
为实时造影成像的权重系数。3.如权利要求1所述的一种基于DSA的微创消融路径获取方法，其特征在于，所述S4步骤中，温度场通过如下公式获取：式中，ρ为目标组织的密度，c为目标组织的比热，τ为时间，λ为目标组织的热导率，T为所求的温度场，ρ
b
为动脉血的密度，c
b
为动脉血的比热，T
b
为动脉血的温度，ω
b
为血液灌流率，Q
r
为热消融设备产生的单位体积热量率。4.如权利要求1所述的一种基于DSA的微创消融路径获取方法，其特征在于，所述S4步骤中，热损伤场通过如下公式获取：式中，Ω为无量纲热损伤函数，T为温度，τ为时间，A为指前引子，ΔE为活化能，R为通用气体函数。5.如权利要求2所述的一种基于DSA的微创消融路径获取方法，其特征在于，所述S5步骤中，温场路穿刺径图和热损穿刺路径图分别通过如下公式表示：R
T
(i)＝S(i)+w
f
·
f(i)+w
T
·
T(i)R
Ω
(i)＝S(i)+w
f
·
f(i)+w
Ω
·
Ω(i)式中，R
T
(i)为温场路穿刺径图，R
Ω
(i)为热损穿刺路径图，w
T
为温度场成像权重系数，T(i)为i时刻的温度场成像，w
Ω
为热损伤场成像权重系数，Ω(i)为i时刻的热损伤场成像。6.一种基于DSA...

【专利技术属性】
技术研发人员：张纪庄，郭咏梅，郭咏阳，
申请(专利权)人：康达洲际医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：