生物体目标区域电场强度模的确定方法、装置及电子设备制造方法及图纸

本申请实施例提供了一种生物体目标区域电场强度模的确定方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，涉及神经系统影像学领域。该方法包括：获取生物体目标区域的影像，影像包括多层切片图像；从影像中确定目标切片图像，对目标切片图像进行图像分割，以确定各组织成分在目标切片图像中对应的像素点；确定电极片在目标切片图像中对应的电极像素点；对预先构建的场强计算模型的每个像素点的物电参数赋初值，在场强计算模型的边界条件的约束下，对赋初值后的场强计算模型进行迭代计算，确定出场强计算模型迭代计算的各像素点的电场强度模符合预设条件时，各像素点的电场强度模。本申请实施例可极大提升计算效率。申请实施例可极大提升计算效率。申请实施例可极大提升计算效率。

【技术实现步骤摘要】
生物体目标区域电场强度模的确定方法、装置及电子设备


[0001]本申请涉及神经系统影像学
，具体而言，本申请涉及一种生物体目标区域电场强度模的确定方法、装置、电子设备、计算机可读存储介质及计算机程序产品。

技术介绍

[0002]电场治疗是治疗脑胶质瘤的有效手段，具有安全便捷副作用小等优点。其主要是通过贴敷在头部的电极片在患者脑内产生电场分布，在有效电场强度下脑胶质瘤细胞的分裂将受到阻碍，由此达到治疗效果。因此，脑内的电场强度大小及分布是改善甚至达到治疗效果的决定性因数。
[0003]目前电场治疗的电场仿真技术主要依赖于商用有限元软件，例如COMSOL、Sim4life等，但通过商用有限元软件的方式存在建模过程复杂、计算时间久、计算平台占用资源巨大等问题。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种生物体目标区域电场强度模的确定方法、装置、电子设备、计算机可读存储介质及计算机程序产品，可以解决现有技术的上述问题。所述技术方案如下：根据本申请实施例的一个方面，提供了一种生物体目标区域电场强度模的确定方法，该方法包括：获取生物体目标区域的影像，所述影像包括多层切片图像；从所述影像中确定目标切片图像，对所述目标切片图像进行图像分割，以确定各组织成分在所述目标切片图像中对应的像素点；确定电极片在所述目标切片图像中对应的电极像素点；根据每个像素点对应的组织成分，对预先构建的场强计算模型的每个像素点的物电参数赋初值，在所述场强计算模型的边界条件的约束下，对赋初值后的场强计算模型进行迭代计算，确定出所述场强计算模型迭代计算的各像素点的电场强度模符合预设条件时，各像素点的电场强度模；其中，所述场强计算模型与各像素点的电场强度模相关，所述边界条件与各像素点中的参考像素点的电势相关，所述各像素点的电场强度模与各像素点的电势相关，所述参考像素点包括所述电极像素点和位于目标切片图像边缘的边缘像素点中的至少一种。
[0005]作为一种可选的实施方式，在所述场强计算模型的边界条件的约束下，对赋初值后的场强计算模型进行迭代计算，包括：对于每次迭代，根据边界条件确定参考像素点在本次迭代的电势，在所述边界条件的约束下，获得各像素点中除所述参考像素点之外的其他像素点在本次迭代的电势；对于每个像素点，确定所述像素点在本次迭代的至少两个方向的电势差，根据所述像素点对应的所述电势差，获得所述像素点在本次迭代的电场强度模。
[0006]作为一种可选的实施方式，物电参数包括电导率和电势；所述对预先构建的场强计算模型的每个像素点的物电参数赋初值，包括：根据预先获得的各组织成分的电导率，结合各像素点对应的组成成分，设置各像素点的电导率，将电极像素点的初始电势设置为电极片的电压峰值，将各像素点中除电极像素点以外的其他像素点的初始电势设置为预设数值；所述边界条件包括以下至少一种：电极像素点的电势在每次迭代时保持不变；边缘像素点在本次迭代的电势，与边缘像素点的邻域像素点的参考电势和电导率相关，对于首次迭代，所述邻域像素点的参考电势为所述邻域像素点的初始电势，对于非首次迭代，所述邻域像素点的参考电势为所述邻域像素点上一次迭代的电势。
[0007]作为一种可选的实施方式，在所述边界条件的约束下，获得各像素点中除所述参考像素点之外的其他像素点在本次迭代的电势，包括：对于任意一个其他像素点，根据所述其他像素点的邻域像素点的参考电势和电导率，获得所述其他像素点在本次迭代的电势；对于首次迭代，所述邻域像素点的参考电势为所述邻域像素点的初始电势，对于非首次迭代，所述邻域像素点的参考电势为所述邻域像素点上一次迭代的电势。
[0008]作为一种可选的实施方式，对于各像素点中除电极像素点之外的任意一个像素点，所述像素点在本次迭代的电势通过以下方式计算：对于所述像素点的任一个邻域像素点，根据所述邻域像素点的参考电势和电导率的乘积，获得所述参考邻域像素点的参考电场信息；根据所有邻域像素点的参考电场信息之和与电导率之和的商，获得所述像素点在本次迭代的电势。
[0009]作为一种可选的实施方式，预设条件包括：所述目标切片图像中所有像素点在本次迭代的电场强度模与上一次迭代的电场强度模的差值均小于预设阈值。
[0010]作为一种可选的实施方式，根据所述像素点对应的所述电势差，获得所述像素点在本次迭代的电场强度模，包括：对于每个像素点，根据所述像素点在本次迭代的至少两个方向的电势差，获得所述像素点在本次迭代的至少两个方向的电场强度；根据所述像素点在本次迭代的至少两个方向的电场强度，获得所述像素点在本次迭代的电场强度模。
[0011]根据本申请实施例的另一个方面，提供了一种生物体目标区域电场强度模的确定装置，该装置包括：影像获取模块，用于获取生物体目标区域的影像，所述影像包括多层切片图像；图像分割模块，用于从所述影像中确定目标切片图像，对所述目标切片图像进行图像分割，以确定各组织成分在所述目标切片图像中对应的像素点；电极像素点确定模块，用于确定电极片在所述目标切片图像中对应的电极像素点；电势确定模块，用于根据每个像素点对应的组织成分，对预先构建的场强计算模
型的每个像素点的物电参数赋初值，在所述场强计算模型的边界条件的约束下，对赋初值后的场强计算模型进行迭代计算，确定出所述场强计算模型迭代计算的各像素点的电场强度模符合预设条件时，各像素点的电场强度模；其中，所述边界条件与各像素点中的参考像素点的电势相关，所述场强计算模型与各像素点中除所述参考像素点之外的其他像素点的电势相关；所述参考像素点包括所述电极像素点和位于目标切片图像边缘的边缘像素点中的至少一种。
[0012]根据本申请实施例的另一个方面，提供了一种电子设备，该电子设备包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，处理器执行计算机程序以实现上述生物体目标区域电场强度模的确定方法的步骤。
[0013]根据本申请实施例的再一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述生物体目标区域电场强度模的确定方法的步骤。
[0014]本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过获得生物体目标区域的影像，从影像中获得目标切片图像，也即本申请是对特定层的切片图像进行处理（当然，这里的特定层可以是一层，也可以是多层，甚至影像中的全部层），来确定各组织成分对应的像素点，在对场强计算模型赋初值时，直接根据不同组织成分的像素点进行快速赋值，实现了几何空间向材料空间的转化，整个过程避免了实体几何建模的过程，由此简化了大量的工作。
[0015]并且，本申请实施例直接使用影像读取出的规整坐标位置代替了网格的划分，其优点是只有坐标点而没有网格面，不会存在网格畸变问题并且占用CPU内存大幅度减少。
[0016]对于坐标点的密度情况，本申请实施例可以直接保留影像所达到的像素精度。在电极片的建模中，所提出方法将电极片简化为对应头皮贴敷位置（二维图像中的电极像素点）的边界条件，省去了电极片实体三维几何的建模工作，只需确定贴敷了电极片的头本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物体目标区域电场强度模的确定方法，其特征在于，包括：获取生物体目标区域的影像，所述影像包括多层切片图像；从所述影像中确定目标切片图像，对所述目标切片图像进行图像分割，以确定各组织成分在所述目标切片图像中对应的像素点；确定电极片在所述目标切片图像中对应的电极像素点；根据每个像素点对应的组织成分，对预先构建的场强计算模型的每个像素点的物电参数赋初值，在所述场强计算模型的边界条件的约束下，对赋初值后的场强计算模型进行迭代计算，确定出所述场强计算模型迭代计算的各像素点的电场强度模符合预设条件时，各像素点的电场强度模；其中，所述场强计算模型与各像素点的电场强度模相关，所述边界条件与各像素点中的参考像素点的电势相关，所述各像素点的电场强度模与各像素点的电势相关，所述参考像素点包括所述电极像素点和位于目标切片图像边缘的边缘像素点中的至少一种。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述场强计算模型的边界条件的约束下，对赋初值后的场强计算模型进行迭代计算，包括：对于每次迭代，根据边界条件确定参考像素点在本次迭代的电势，在所述边界条件的约束下，获得各像素点中除所述参考像素点之外的其他像素点在本次迭代的电势；对于每个像素点，确定所述像素点在本次迭代的至少两个方向的电势差，根据所述像素点对应的所述电势差，获得所述像素点在本次迭代的电场强度模。3.根据权利要求2所述的方法，所述物电参数包括电导率和电势；所述对预先构建的场强计算模型的每个像素点的物电参数赋初值，包括：根据预先获得的各组织成分的电导率，结合各像素点对应的组成成分，设置各像素点的电导率，将电极像素点的初始电势设置为电极片的电压峰值，将各像素点中除电极像素点以外的其他像素点的初始电势设置为预设数值；所述边界条件包括以下至少一种：电极像素点的电势在每次迭代时保持不变；边缘像素点在本次迭代的电势，与边缘像素点的邻域像素点的参考电势和电导率相关，对于首次迭代，所述邻域像素点的参考电势为所述邻域像素点的初始电势，对于非首次迭代，所述邻域像素点的参考电势为所述邻域像素点上一次迭代的电势。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在所述边界条件的约束下，获得各像素点中除所述参考像素点之外的其他像素点在本次迭代的电势，包括：对于任意一个其他像素点，根据所述其他像素点的邻域像素点的参考电势和电导率，获得所述其他像素点在本次迭代的电势；对于首次迭代，所述邻域像素点的参考电势为所述邻域像素点的初始电势，对于非首次迭代，所述邻域像...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊凌志，王书禄，范胜，
申请(专利权)人：湖南安泰康成生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：