【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種基于神經網絡的微波消融熱場仿真方法及微波消融系統，屬于微波消融。
技術介紹
1、微波消融技術廣泛應用于各種實體腫瘤的治療，在制定消融計劃時，醫生無法準確評估出消融參數，如消融時間、消融功率以及最佳的消融針，因此為了避免消融不完全、過消融范圍過大以及損傷安全器官，在術中會多次通過ct影像評估消融狀態。為了保證消融結果符合預期，一般會通過增加ct拍攝的次數，提高判斷的準確性，因而會增加患者暴露在輻射中的風險，同時會增加患者的經濟負擔，也增加了醫生手術流程的復雜度。
2、據申請人了解，目前的微波消融系統根據腫瘤的醫學影像自動選擇消融參數，并通過術前模擬的消融熱場影像預估術中的消融效果，但由于模擬的消融熱場是在相對比較理論的情況下得到的，沒有考慮腫瘤周邊環境參數（包括血管尺寸、氣管尺寸、腫瘤與血管的距離、腫瘤與氣管的距離、腫瘤與最近臟器的距離等），通常與實際的消融效果存在較大差異。
3、申請人檢索發現，公開號為cn115607269a的中國專利文獻公了一種微波消融熱場仿真方法及系統，考慮了血液流動帶走的熱量對消融結果的影響，但是，對比文件1仍然沒有考慮腫瘤周邊環境參數對消融電磁場的影響，因此模擬的消融熱場仍然與實際的消融熱場不相符，而不準確的模擬消融熱場最終也影響了實際手術中消融參數的準確選擇，存在消融不充分或者消融過度影響其他正常組織的缺陷，給患者造成不必要的傷害。
技術實現思路
1、本專利技術要解決的技術問題是：提出一種準確選擇消融參數避免消融
2、為了解決上述技術問題，一方面，本專利技術提供了一種基于神經網絡的微波消融熱場仿真方法，包括以下步驟：
3、采集臨床數據，所述臨床數據包括腫瘤的模型、腫瘤對應的臟器模型、血管模型、氣管模型、消融參數和實際消融范圍，其中所述血管和氣管位于腫瘤預設范圍內；
4、對臨床數據進行預處理，得到每個腫瘤的腫瘤信息、腫瘤周邊環境信息、消融參數和實際消融范圍作為訓練集，所述腫瘤信息包括腫瘤的尺寸、腫瘤對應的臟器類型和腫瘤對應的臟器尺寸，所述腫瘤周邊環境信息包括血管尺寸、氣管尺寸、腫瘤距離血管的距離和腫瘤距離氣管的距離；
5、構建用于選擇消融參數的神經網絡模型，并通過所述訓練集進行訓練；
6、對患者病灶利用醫學影像重建為三維模型，找出病灶的腫瘤靶組織分割模型和病灶處的臟器模型，得到病灶的腫瘤信息和腫瘤周邊環境信息；將剛好包絡所述病灶的范圍記為病灶的理論消融范圍；
7、將所述病灶的腫瘤信息、腫瘤周邊環境信息和理論消融范圍輸入神經網絡模型，得到所需的消融參數，完成微波消融熱場的仿真。
8、另一方面，本專利技術還提供了一種微波消融仿真系統，包括醫學影像三維重建模塊、病灶及周邊環境信息提取模塊、消融熱場推薦模塊和消融模塊；
9、所述醫學影像三維重建模塊被配置為將患者病灶處的醫學影像重建為三維模型；
10、所述病灶及周邊環境信息提取模塊被配置為從三維模型中提取出病灶的腫瘤靶組織分割模型和病灶處的臟器模型，得到病灶的腫瘤信息和腫瘤周邊環境信息，所述腫瘤信息包括腫瘤的尺寸、腫瘤對應的臟器類型和腫瘤對應的臟器尺寸，所述腫瘤周邊環境信息包括血管尺寸、氣管尺寸、腫瘤距離血管的距離和腫瘤距離氣管的距離；
11、所述消融熱場推薦模塊被配置為采用上述微波消融熱場仿真方法推薦消融熱場；
12、所述消融模塊被配置為采用所述消融熱場推薦模塊選擇的消融熱場進行手術方案規劃。
13、本專利技術帶來的有益效果是：本專利技術利用神經網絡模型通過腫瘤信息、腫瘤周邊環境信息選擇合適的消融參數，包括消融針的針型、消融時間及消融功率等，從而使消融熱場正好包絡病灶，因此，能夠避免消融不充分或者消融過度，減少了對患者的傷害。
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1.一種基于神經網絡的微波消融熱場仿真方法，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于神經網絡的微波消融熱場仿真方法，其特征在于：所述腫瘤周邊環境信息還包括腫瘤與最近臟器的距離。
3.根據權利要求1所述的基于神經網絡的微波消融熱場仿真方法，其特征在于：在提取所述腫瘤周邊環境信息時，提取的最小范圍為腫瘤邊緣向外2cm。
4.根據權利要求1所述的基于神經網絡的微波消融熱場仿真方法，其特征在于：所述神經網絡模型為UNet或nnUNet模型，其訓練框架為TensorFlow、PyTorch或Keras框架。
5.根據權利要求1所述的基于神經網絡的微波消融熱場仿真方法，其特征在于：術后根據臨床數據得到的病灶的實際消融范圍與病灶的理論消融范圍進行比較，如精度不符合預設要求，則將該病灶的腫瘤信息、腫瘤周邊環境信息、實際消融范圍和消融參數作為訓練樣本對神經網絡模型進一步訓練。
6.一種基于神經網絡的微波消融仿真系統，其特征在于：包括醫學影像三維重建模塊、病灶及周邊環境信息提取模塊、消融熱場推薦模塊和消融模塊；
【技術特征摘要】
1.一種基于神經網絡的微波消融熱場仿真方法，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于神經網絡的微波消融熱場仿真方法，其特征在于：所述腫瘤周邊環境信息還包括腫瘤與最近臟器的距離。
3.根據權利要求1所述的基于神經網絡的微波消融熱場仿真方法，其特征在于：在提取所述腫瘤周邊環境信息時，提取的最小范圍為腫瘤邊緣向外2cm。
4.根據權利要求1所述的基于神經網絡的微波消融熱場仿真方法，其特征在于：所述神經網絡模型為unet或nnunet模型，其訓練框...
【專利技術屬性】
技術研發人員：徐其成，趙子云，武晶，
申請(專利權)人：南京億高醫療科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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