【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及醫療器械，具體地涉及一種電極針參數的確定方法及確定系統。
技術介紹
1、復合脈沖電場是一種不可逆電穿孔技術，也稱納米刀。其作用原理是當電場強度增大到毫伏級別時，細胞膜出現的納米級微孔在去除電場后不會自動閉合消失，細胞膜出現不可逆性破壞，在不使用化療藥物的前提下細胞即可凋亡。納米刀是一種非溫度依賴型的腫瘤局部消融技術，不引起蛋白質變性，不會對鄰近血管、膽管、膈肌、胃腸道等熱敏感性組織造成熱損傷，可實現對熱消融不能治療的特殊部位的消融治療。納米刀在2015年6月被中國食品藥品管理局批準用于臨床治療。
2、目前已有臨床實驗開展納米刀相關研究，主要圍繞肝癌、胰腺癌、腎臟腫瘤、骨腫瘤、腸腫瘤等疾病展開臨床治療和實驗研究。當前常見的消融途徑有外科開腹手術中超聲引導下消融或經皮穿刺ct引導下消融，前者對病人傷害較大，而后者在布針和計劃設計時多依賴于醫生的經驗，尚未有規范的術前手術規劃過程。因此亟需一種可以在術前輔助醫生規劃針道以及電極針的相關參數，以更好更快地獲取理想的消融范圍。
技術實現思路
1、本專利技術實施例的目的是提供一種電極針參數的確定方法及確定系統，該確定方法根據獲取的目標靶區的歷史影像，確定所述多個電極針的針道位置、狀態以及特征參數，根據所述多個電極針的針道位置、狀態以及特征參數確定消融場適形度目標函數，使目標靶區產生的消融場符合消融場適形度的數值最大時的目標數目個電極針的針道位置、狀態以及特征參數為電極針的參數，以此確定出相關電極針的參數。本專利技術解決
2、為了實現上述目的，本專利技術實施例提供一種電極針參數的確定方法及確定系統，所述確定方法包括：根據目標靶區的歷史影像，確定所述多個電極針的針道位置、狀態以及特征參數；根據所述多個電極針的針道位置、狀態、特征參數、目標靶區的覆蓋率和過消融率，構建關于不同數目個電極針對的消融場適形度目標函數，其中，所述電極針對是由多個電極針中的任兩個電極針組成；以及獲取所述消融場適形度目標函數的數值最大時的目標數目個電極針對的針道位置、狀態以及特征參數；以及將所述目標數目個電極針對的針道位置、狀態以及特征參數確定為所述目標數目個電極針對的針道位置、狀態以及特征參數。
3、可選地，所述確定方法還包括，根據目標靶區的歷史影像，確定所述多個電極針的針道的方向：根據所述目標靶區的歷史影像，構建包括目標靶區、目標靶區周圍的皮膚以及目標靶區周圍的危及器官的三維模型；根據所述目標靶區周圍的皮膚的三維模型，采集多個三維坐標點；根據所述目標靶區的三維模型，確定所述目標靶區的幾何中心；以及將與所述目標靶區的幾何中心位于同一橫斷面且與所述目標靶區的幾何中心距離最近的所述三維坐標點確定為一個電極針入針點，其中，所述述一個電極針為多個電極針中的電極針；以及將所述一個電極針的入針點與所述目標靶區的幾何中心的連線的方向確定為所述多個電極針的針道的方向。
4、可選地，根據目標靶區的歷史影像，確定所述多個電極針的針道位置包括：根據所述目標靶區的三維模型，構建包含所述目標靶區的三維正方體模型；在所述三維正方體模型上以特定間距采樣，以獲取多個電極針的駐留點；以及將所述多個電極針沿所述多個電極針的針道的方向且經過所述多個電極針的駐留點的位置確定為所述多個電極針的針道位置。
5、可選地，根據所述多個電極針的針道位置、多個電極針的狀態以及多個電極針的特征參數，構建關于不同數目個電極針對的消融場適形度目標函數包括：根據所述多個電極針的針道位置、狀態以及特征參數，構建消融場模型；以及根據所述消融場模型、目標靶區的覆蓋率和過消融率，構建關于不同數目個電極針對的電極針對的消融場適形度目標函數。
6、可選地，所述構建關于不同數目個電極針對的消融場適形度目標函數包括構建下式表示的關于s個電極針對的消融場適形度目標函數q，q＝λ1q1-λ2q2，其中，f表示消融場模型，q1(f)表示目標靶區的覆蓋率，q2(f)表示過消融率，vh(f)表示s個電極針對的消融場的總體積，vt表示目標靶區的體積，vo表示s個電極針對的消融場產生過消融時所包含的危及器官的體積，λ1表示目標靶區的覆蓋率的權重，λ2表示過消融率的權重。
7、可選地，在執行所述獲取所述消融場適形度目標函數的數值最大時的目標數目個電極針對的針道位置、狀態以及特征參數的步驟之前，所述確定方法還包括：通過模擬退火的方法優化所述消融場適形度目標函數；以及優化結束條件為在預設迭代輪次和/或退火溫度至設定溫度時的所述消融場適形度目標函數的數值最大時結束。
8、可選地，根據目標靶區的歷史影像，確定所述多個電極針的狀態以及多個電極針的特征參數包括：根據所述目標靶區的體積，確定所述多個電極針的狀態以及多個電極針的特征參數。
9、另一方面，本專利技術還包括一種電極針參數的確定系統，所述電極針參數的確定系統包括：第一確定裝置，用于根據所述目標靶區的歷史影像，確定所述多個電極針的針道位置、狀態以及特征參數；構建裝置，用于根據所述多個電極針的針道位置、狀態、特征參數、目標靶區的覆蓋率和過消融率，構建關于不同數目個電極針對的消融場適形度目標函數，其中，所述電極針對是由多個電極針中的任兩個電極針組成；以及獲取裝置，用于獲取所述消融場適形度目標函數的數值最大時的目標數目個電極針對的針道位置、狀態以及特征參數；以及第二確定裝置，將所述目標數目個電極針對的針道位置、狀態以及特征參數確定為所述目標數目個電極針對的針道位置、狀態以及特征參數。
10、可選地，所述第一確定裝置還用于根據目標靶區的歷史影像，確定所述多個電極針的針道的方向：根據所述目標靶區的歷史影像，構建包括目標靶區、目標靶區周圍的皮膚以及目標靶區周圍的危及器官的三維模型；根據所述目標靶區周圍的皮膚的三維模型，采集多個三維坐標點；根據所述目標靶區的三維模型，確定所述目標靶區的幾何中心；以及將與所述目標靶區的幾何中心位于同一橫斷面且與所述目標靶區的幾何中心距離最近的所述三維坐標點確定為一個電極針的入針點，其中，所述一個電極針為多個電極針中的一個電極針；以及將所述一個電極針的入針點與所述目標靶區的幾何中心的連線的方向確定為所述多個電極針的針道的方向。
11、可選的，所述確定裝置，根據目標靶區的歷史影像，確定所述多個電極針的針道位置包括：根據所述目標靶區的三維模型，構建包含所述目標靶區的三維正方體模型；在所述三維正方體模型上以特定間距采樣，以獲取多個電極針的駐留點；以及將所述多個電極針沿所述多個電極針的針道的方向且經過所述多個電極針的駐留點的位置確定為所述多個電極針的針道位置。
12、通過上述技術方案，通過獲取目標靶區的歷史影像，確定所述多個電極針的針道位置、狀態以及特征參數；根據所述多個電極針的針道位置、狀態、特征參數、目標靶區的覆蓋率和過消融率，構建關于不同數目個電極針對的消融場適形度目標函數；以及獲取所述消融場適形度目標函數的數值最大時的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種電極針參數的確定方法，其特征在于，所述確定方法包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定方法還包括，根據目標靶區的歷史影像，確定所述多個電極針的針道的方向：
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，根據目標靶區的歷史影像，確定所述多個電極針的針道位置包括：
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據所述多個電極針的針道位置、多個電極針的狀態以及多個電極針的特征參數，構建關于不同數目個電極針對的消融場適形度目標函數包括：
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述構建關于不同數目個電極針對的消融場適形度目標函數包括：
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，在執行所述獲取所述消融場適形度目標函數的數值最大時的目標數目個電極針對的針道位置、狀態以及特征參數的步驟之前，所述確定方法還包括：
7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，根據目標靶區的歷史影像，確定所述多個電極針的狀態以及多個電極針的特征參數包括：
8.一種電極針參數的確定系統，其特征在于，所述電極針參數的
9.根據權利要求8所述的電極針參數的確定系統，其特征在于，所述第一確定裝置還用于根據目標靶區的歷史影像，確定所述多個電極針的針道的方向：
10.根據權利要求8所述的電極針參數的確定系統，其特征在于，所述第一確定裝置，用于根據目標靶區的歷史影像，確定所述多個電極針的針道位置包括：
...【技術特征摘要】
1.一種電極針參數的確定方法，其特征在于，所述確定方法包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定方法還包括，根據目標靶區的歷史影像，確定所述多個電極針的針道的方向：
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，根據目標靶區的歷史影像，確定所述多個電極針的針道位置包括：
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據所述多個電極針的針道位置、多個電極針的狀態以及多個電極針的特征參數，構建關于不同數目個電極針對的消融場適形度目標函數包括：
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述構建關于不同數目個電極針對的消融場適形度目標函數包括：
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于...
【專利技術屬性】
技術研發人員：周丁華，
申請(專利權)人：北京三春暉醫療器械有限公司，
類型：發明
國別省市：
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