[发明专利]治疗剂量规划方法及系统

说明书

本发明提供的治疗剂量规划方法及系统，基于采集的组织参数、超声头参数以及预定剂量参数计算获得等效热剂量分布，通过等效热计量分布判断组织内形成损伤的范围，进而在治疗前为医生展示预计治疗效果，从而指导临床治疗剂量的投放，避免因实时影像监控的读取不准确而影响医生的主观判断的问题。

技术领域

本发明涉及超声治疗领域，具体地，涉及一种治疗剂量规划方 法及系统。

背景技术

高强度聚焦超声(High Intensity Focused Ultrasound，简称HIFU) 是一种可精确聚焦治疗肿瘤却没有皮肤切口的无创治疗方式，其原理 是将体外超声波能量聚焦到体内，以形成一个能量高度集中的区域， 并利用热效应、空化效应及机械效应等的原理使该区域内的病变组织 产生不可逆的凝固性坏死，而对区域外的正常组织不产生影响，目前高强度聚焦超声治疗肿瘤已广泛应用于临床。

剂量的投放量影响着最终的治疗结果，如果治疗剂量投放过小， 会导致组织消融不完整，如果治疗剂量投放过大，会导致的病人不适 感和并发症风险的增大。

现有技术中对剂量的控制方法为，在治疗前，依赖医生的经验 主观判断设定治疗剂量，在治疗过程中，通过使用实时影像监控来调 节治疗剂量。目前，通常使用的影像监控包括超声监控以及核磁监控。 超声监控依赖靶区出现团块状高回声改变或整体灰度明显增加，但治 疗过程中可能会存在灰度变化不明显的情况，导致医生无法从超声监 控中准确判断组织的实际情况。核磁监控虽然具有图像组织对比度 高，且能在治疗过程中做无损温度监控的优点，但使用核磁监控来调 节治疗剂量的方式具有一定的滞后性，使得医生无法及时获知组织的 实际情况。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了 一种治疗剂量规划方法及系统，用于评估组织的在预定剂量下的等效 热计量分布。

为实现本发明的目的而提供一种治疗剂量规划方法，包括：

步骤S1，采集组织参数、超声头参数以及预定剂量参数；

步骤S2，基于组织参数、超声头参数以及预定剂量参数计算获 得等效热剂量分布。

其中，步骤S2具体包括：

步骤S21，根据组织参数、超声头参数以及预定剂量参数，计算 获得组织中的声场分布；

步骤S22，根据声场分布计算获得组织中的温度场分布；

步骤S23，根据温度场分布计算获得组织中的等效热剂量分布。

其中，在步骤S21中，根据组织参数、超声头参数以及预定剂 量参数，计算获得组织中的声场分布，具体包括：利用KZK方程来 计算组织中的声场分布。

其中，在步骤S22中，根据声场分布计算获得组织中的温度场 分布，具体包括：利用Pennes生物热传导方程来计算组织中的温度 场分布。

其中，治疗剂量规划方法还包括：

步骤S3，根据等效热计量分布判断组织内各个位置是否达到形 成损伤的标准，若是，则根据所有达到形成损伤标准的位置生成损伤 分布。

其中，组织参数包括：组织的声速、密度、声衰减、频率依赖 指数、非线性系数、比热容、导热系数、血流灌注参数、上皮肤层厚 度、脂肪层厚度、肌肉层厚度以及组织治疗深度。

其中，超声头参数包括超声头的内径、外径、工作频率以及焦 距。

其中，预定剂量参数包括辐照功率、辐照时间、间歇时间以及 辐照周期。

其中，血流灌注参数的获得方法包括：

采集组织体积以及组织处的平均血流速度；