[发明专利]CT任意切面超声视野模拟辅助消融路径规划方法及系统

说明书

CT任意切面超声视野模拟辅助消融路径规划方法与系统，方法包括：(1)获取CT图像，重建骨骼、体表、肝脏、肿瘤、血管数据；(2)平行右季肋间隙选择超声探头位置，生成通过肿瘤中心的CT截面，确保截面不与肋骨相交；(3)将CT截面进行剪裁变换，模拟实际腹部超声视野范围；(4)在超声视野平面内，生成进针路径，该路径需满足与血管不相交的约束条件；(5)生成模拟热场；判断热场与肿瘤空间覆盖关系，若没有完全覆盖，则沿冠状位肿瘤长轴方向获取该平面的平行截面，执行步骤(3)，直至热场完全覆盖肿瘤。

技术领域

本发明涉及医学图像处理的技术领域，尤其涉及一种CT任意切面超声视野模拟辅助消融路径规划方法，以及CT任意切面超声视野模拟辅助消融路径规划系统。

背景技术

超声引导微波、射频等消融治疗相比手术是一种新的肝癌局部治疗手段，该技术通过超声引导，经由微波或射频针，将电磁波转化成热能，并将能量传递至肿瘤区域，实现肿瘤局部完全凝固性坏死，已被NCCN、BCLC等多个国际指南推荐为小肝癌的一线治疗方法。然而，肝癌的超声引导消融是一个涉及多种知识和技术环节的综合过程，该技术虽然应用广泛，仍然存在一些重要的基础科学问题有待研究解决。

精准是肿瘤消融治疗追求的最终目标。个体化三维空间进针路径规划是实现精准消融的必备手段。目前三维消融路径规划是以患者术前CT或MR影像为基础，建立三维模型，以便规划人员在三维空间可以清晰观察肿瘤周边毗邻关系，设计精准进针路径避开血管等重要结构，以最低损伤、最少进针次数实现最优治疗效果。但基于CT影像的术前规划往往与超声引导下的术中穿刺路径具有较大偏差，该缺陷已成为精准消融的挑战之一。

三维空间显示是三维空间进针规划的优势，但也同时存在较大局限性，具体是CT观察视野范围与术中实时超声视野范围差别较大，导致仅通过CT影像的路径规划与实际超声引导下进针可操作性不相符，最终导致手术规划与实际执行过程脱节。目前，基于磁定位技术的多模态影像融合术中导航技术可实现CT与超声图像融合，但需要联合磁定位装置，并且术中进针过程依然需要依赖术前的进针路径规划。此外，仿真超声方法可依据感兴趣区的真实超声采集建立三维容积超声，根据虚拟探头位置显示断层图像，但容积超声采集过程较为复杂，不易获得，导致其实用性较差。近年来，基于CT数据的超声图像模拟方法，如超声反射模型法等，均侧重于图成像模式及图像分辨率的模拟。因此，基于以上问题亟需一种以CT为基础，在三维空间可综合CT与术中超声图像视野显示特征的可视化术前规划系统，提高术前规划的可执行性及精准性。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供了一种CT任意切面超声视野模拟辅助消融路径规划方法，其更侧重于同时具有CT图像分辨率和超声成像视野的模拟，使得术前三维规划过程中基于CT影像同时参照医生术中实际视角规划进针，以利于非超声专业的影像医生进行手术的合理规划，提高术前规划的可执行性及精准性。

本发明的技术方案是：这种CT任意切面超声视野模拟辅助消融路径规划方法，其包括以下步骤：

(1)获取CT图像，重建骨骼、体表、肝脏、肿瘤、血管数据；

(2)平行右季肋间隙选择超声探头位置，生成通过肿瘤中心的CT截面，确保截面不与肋骨相交；

(3)将CT截面进行剪裁变换，模拟实际腹部超声视野范围；

(4)在超声视野平面内，生成进针路径，该路径需满足与血管不相交的约束条件；

(5)生成模拟热场；判断热场与肿瘤空间覆盖关系，若没有完全覆盖，则沿冠状位肿瘤长轴方向获取该平面的平行截面，执行步骤(3)，直至热场完全覆盖肿瘤。