消融模拟方法及设备技术

本发明专利技术实施例提供一种消融模拟方法及设备，包括：通过超声探头向包含病灶的目标组织发射超声波，并根据接收到的超声回波数据生成目标组织的超声图像；获取目标组织的三维图像数据；确定超声图像所在的超声图像空间与三维图像数据所在的三维图像空间之间的空间变换矩阵；根据空间变换矩阵在目标空间中确定模拟消融针的位置信息和模拟病灶的位置信息，目标空间为超声图像空间或者三维图像空间；根据模拟消融针的位置信息和模拟病灶的位置信息，实时计算并显示模拟消融针与模拟病灶之间的相对位置。通过模拟消融针与模拟病灶之间的相对位置可以实现对插针位置的定量化评价，直观地引导医生进行插针。引导医生进行插针。引导医生进行插针。

【技术实现步骤摘要】
消融模拟方法及设备


[0001]本专利技术实施例涉及医用超声
，具体涉及一种消融模拟方法及设备。

技术介绍

[0002]肿瘤是由机体的局部组织细胞增生所形成的新生物，易引发各种疾病，对于肿瘤的治疗具有重要的临床意义。随着医学技术的不断发展，通过射频、微波、冷冻、高频电灼、激光、高能聚焦超声等物理方法直接毁损肿瘤的肿瘤消融治疗方法，因具有疗效高、侵袭小、术后恢复快等诸多优点，在临床中获得了广泛应用。
[0003]目前无论是在肿瘤消融的术前规划阶段，还是在肿瘤消融的手术阶段，常借助于超声成像设备对肿瘤消融进行模拟。通过超声成像设备对肿瘤和消融针的消融范围进行模拟，计算模拟病灶被模拟消融范围覆盖的比例，以便引导医生进行肿瘤消融。消融针的插入位置直接决定了肿瘤消融的效果，模拟病灶被模拟消融范围覆盖的比例虽然可以对病灶消融的效果进行定量化评价，但是并不能直观地引导医生进行插针。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种消融模拟方法及设备，用于对消融针的插针位置进行定量化评价，以便直观地引导医生进行插针。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供一种消融模拟方法，包括：
[0006]通过超声探头向包含病灶的目标组织发射超声波，并根据接收到的超声回波数据生成目标组织的超声图像；
[0007]获取目标组织的三维图像数据；
[0008]确定超声图像所在的超声图像空间与三维图像数据所在的三维图像空间之间的空间变换矩阵；
[0009]根据空间变换矩阵在目标空间中确定模拟消融针的位置信息和模拟病灶的位置信息，目标空间为超声图像空间或者三维图像空间；
[0010]根据模拟消融针的位置信息和模拟病灶的位置信息，实时计算并显示模拟消融针与模拟病灶之间的相对位置。
[0011]一种实施例中，确定超声图像所在的超声图像空间与三维图像数据所在的三维图像空间之间的空间变换矩阵，包括：
[0012]获取超声图像空间到位置传感器空间的第一变换矩阵；
[0013]获取位置传感器空间到世界坐标空间的第二变换矩阵；
[0014]确定世界坐标空间到三维图像空间的第三变换矩阵；
[0015]根据第一变换矩阵、第二变换矩阵和第三变换矩阵确定空间变换矩阵。
[0016]一种实施例中，确定世界坐标空间到三维图像空间的第三变换矩阵包括：
[0017]基于体外标志物或者基于图像信息对超声图像和三维图像数据进行配准，得到配准矩阵；
[0018]根据配准矩阵确定第三变换矩阵。
[0019]一种实施例中，若模拟消融针为多个且类型相同时，确定模拟消融针的位置信息包括：确定多个模拟消融针的中心位置的位置信息；若模拟消融针为多个且类型不完全相同时，确定模拟消融针的位置信息包括：根据各个模拟消融针的模拟消融范围确定多个模拟消融针的消融中心，确定多个模拟消融针的消融中心的位置信息。
[0020]一种实施例中，根据空间变换矩阵在目标空间中确定模拟消融针的位置信息和模拟病灶中心的位置信息，包括：
[0021]获取模拟消融针的插针角度和插针深度；
[0022]根据插针角度和插针深度确定模拟消融针在超声图像空间中的位置信息；
[0023]获取模拟病灶中心在三维图像空间中的位置信息；
[0024]当目标空间为超声图像空间时，根据空间变换矩阵将模拟病灶中心在三维图像空间中的位置信息转换为模拟病灶中心在超声图像空间中的位置信息，
[0025]或者，
[0026]当目标空间为三维图像空间时，根据空间变换矩阵将模拟消融针在超声图像空间中的位置信息转换为模拟消融针在三维图像空间中的位置信息。
[0027]一种实施例中，获取目标组织的三维图像数据，包括：
[0028]获取目标组织的电子计算机断层扫描数据、磁共振成像数据和三维超声数据中的至少一种，
[0029]或者，
[0030]通过对超声探头所采集的目标组织的超声图像进行三维重建，以获取目标组织的三维图像数据。
[0031]一种实施例中，所述方法还包括：
[0032]对超声图像和三维图像数据进行融合显示；
[0033]在融合显示的三维图像中对模拟消融针和模拟病灶进行三维可视化显示。
[0034]一种实施例中，对模拟消融针和模拟病灶进行三维可视化显示，包括：
[0035]通过一个窗口从目标角度对模拟消融针和模拟病灶进行三维可视化显示，目标角度是根据用户输入的操作信息进行确定和/或调整的；
[0036]或者，
[0037]通过多个窗口从不同的角度对模拟消融针和模拟病灶进行三维可视化显示，每个窗口中所显示的角度是根据用户输入的操作信息进行确定和/或调整的。
[0038]一种实施例中，所述方法还包括：
[0039]确定模拟消融针的模拟消融范围；
[0040]根据模拟消融针的位置信息和模拟消融范围以及模拟病灶的位置信息和大小，实时计算并显示模拟病灶被模拟消融范围覆盖的比例。
[0041]一种实施例中，确定模拟消融针的模拟消融范围，包括：
[0042]获取模拟消融针的消融参数，消融参数包括能量辐射范围和热源位置；
[0043]根据消融参数确定模拟消融针的模拟消融范围。
[0044]一种实施例中，若模拟消融针为多个时，根据消融参数确定模拟消融针的模拟消融范围，包括：
[0045]根据每个模拟消融针对应的消融参数，确定每个模拟消融针对应的模拟能量分布，得到多个模拟消融针对应的多个模拟能量分布；
[0046]基于多个模拟能量分布，确定多个模拟消融针对应的联合模拟能量分布范围内的组合能量值；
[0047]从联合模拟能量分布范围中确定组合能量值大于第一能量阈值的能量分布区域；
[0048]根据组合能量值大于第一能量阈值的能量分布区域确定多个模拟消融针对应的模拟消融范围。
[0049]一种实施例中，根据每个模拟消融针对应的消融参数，确定每个模拟消融针对应的模拟能量分布，包括：
[0050]根据每个模拟消融针的能量辐射范围和每一个模拟消融针的热源位置，确定能量辐射范围内的三维坐标点；
[0051]计算三维坐标点的能量值并从中确定出能量值大于第二能量阈值的目标三维坐标点；
[0052]将目标三维坐标点确定为每个模拟消融针的模拟消融范围；
[0053]根据每个模拟消融针的模拟消融范围和目标三维坐标点的能量值，确定每个模拟消融针对应的模拟能量分布。
[0054]一种实施例中，所述方法还包括：
[0055]确定并在显示界面上显示模拟消融范围的边界与危险组织的边界之间的距离。
[0056]一种实施例中，所述方法还包括：
[0057]当模拟消融范围与危险组织相交时，输出警示信息，警示信息用于提示用户触及了危险组织。
[0058]第二方面，本专利技术实施例提供一种超声成像设备，包括：<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种消融模拟方法，其特征在于，包括：通过超声探头向包含病灶的目标组织发射超声波，并根据接收到的超声回波数据生成所述目标组织的超声图像；获取所述目标组织的三维图像数据；确定所述超声图像所在的超声图像空间与所述三维图像数据所在的三维图像空间之间的空间变换矩阵；根据所述空间变换矩阵在目标空间中确定模拟消融针的位置信息和模拟病灶的位置信息，所述目标空间为所述超声图像空间或者所述三维图像空间；根据所述模拟消融针的位置信息和所述模拟病灶的位置信息，实时计算并显示所述模拟消融针与所述模拟病灶之间的相对位置；确定所述模拟消融针的模拟消融范围；根据所述模拟消融针的位置信息和模拟消融范围以及所述模拟病灶的位置信息和大小，实时计算并显示所述模拟病灶被所述模拟消融范围覆盖的比例；其中，所述确定所述模拟消融针的模拟消融范围，包括：获取所述模拟消融针的消融参数，所述消融参数包括能量辐射范围和热源位置；根据所述消融参数确定所述模拟消融针的模拟消融范围；其中，若模拟消融针为多个时，所述根据所述消融参数确定所述模拟消融针的模拟消融范围，包括：根据每个模拟消融针对应的消融参数，确定每个模拟消融针对应的模拟能量分布，得到多个模拟消融针对应的多个模拟能量分布；基于所述多个模拟能量分布，确定所述多个模拟消融针对应的联合模拟能量分布范围内的组合能量值；从所述联合模拟能量分布范围中确定组合能量值大于第一能量阈值的能量分布区域；根据所述组合能量值大于第一能量阈值的能量分布区域确定所述多个模拟消融针对应的模拟消融范围。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述超声图像所在的超声图像空间与所述三维图像数据所在的三维图像空间之间的空间变换矩阵，包括：获取所述超声图像空间到位置传感器空间的第一变换矩阵；获取所述位置传感器空间到世界坐标空间的第二变换矩阵；确定所述世界坐标空间到所述三维图像空间的第三变换矩阵；根据所述第一变换矩阵、所述第二变换矩阵和所述第三变换矩阵确定所述空间变换矩阵。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述世界坐标空间到所述三维图像空间的第三变换矩阵包括：基于体外标志物或者基于图像信息对所述超声图像和所述三维图像数据进行配准，得到配准矩阵；根据所述配准矩阵确定所述第三变换矩阵。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若模拟消融针为多个且类型相同时，所述确定模拟消融针的位置信息包括：确定多个模拟消融针的中心位置的位置信息；若模拟消融针为多个且类型不完全相同时，所述确定模拟消融针的位置信息包括：根据各个模拟消融针的模拟消融范围确定多个模拟消融针的消融中心，确定所述多个模拟消融针的消融中心的位置信息。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述空间变换矩阵在目标空间中确定模拟消融针的位置信息和模拟病灶中心的位置信息，包括：获取所述模拟消融针的插针角度和插针深度；根据所述插针角度和所述插针深度确定所述模拟消融针在所述超声图像空间中的位置信息；...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄光亮，张晓儿，谢晓燕，于开欣，韩晓涛，丛龙飞，
申请(专利权)人：深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：