[发明专利]用于肝脏肿瘤消融术的患者特定建模的系统和方法

权利要求书

1.一种基于患者特定模型对目标器官中的肿瘤消融术疗法进行规划和指导的方法，包括：

从患者的医学图像数据估计所述目标器官和所述目标器官的循环系统的患者特定解剖模型；

基于所述患者特定解剖模型仿真所述目标器官的有孔区域和血管中的血流；

考虑来自血管中的血流和有孔组织血液灌注二者的冷却效应、基于虚拟消融探针位置及工作参数和所述目标器官的有孔区域和血管中的仿真的血流仿真由于消融术所导致的热扩散；

基于仿真的热扩散仿真所述目标器官中的细胞坏死；以及

生成具有由于仿真所述细胞坏死而得到的仿真的坏死区域的患者特定解剖模型的可视图；

其中考虑来自血管中的血流和有孔组织血液灌注二者的冷却效应、基于虚拟消融探针位置及工作参数和所述目标器官的有孔区域和血管中的仿真的血流仿真由于消融术所导致的热扩散包括：

对于患者特定解剖模型中的多个点中的每一点：

在该点属于血管或动脉的情况下使用具有第一冷却项的第一生物热方程以及在该点属于有孔介质的情况下使用具有第二冷却项的第二生物热方程、在多个时间步长的每一个下来计算温度。

2.如权利要求1所述的方法，其中从患者的医学图像数据估计所述目标器官和所述目标器官的循环系统的患者特定解剖模型包括：

估计包括肝软组织、至少一个肿瘤、肝静脉、门静脉和至少一条动脉的肝脏的患者特定解剖模型。

3.如权利要求2所述的方法，其中估计包括肝软组织、至少一个肿瘤、肝静脉、门静脉和至少一条动脉的肝脏的患者特定解剖模型包括：

使用随机游走分割将医学图像中的肝软组织、所述至少一个肿瘤、肝静脉、门静脉和所述至少一条动脉中的每一个单独地分割；

将分割的肝软组织、所述至少一个肿瘤、肝静脉、门静脉和所述至少一条动脉合并成多标签掩膜图像；以及

基于所述多标签掩膜图像生成四面体网格。

4.如权利要求2所述的方法，其中基于所述患者特定解剖模型仿真目标器官的有孔区域和血管中的血流包括：

使用计算流体动力学(CFD)仿真在多个时间步长上计算肝静脉中的3D血流和入口压力；

基于肝静脉中的所述3D血流和入口压力在多个时间步长上计算门静脉和动脉上游压力；以及

使用CFD仿真基于所述门静脉上游压力在所述多个时间步长上计算门静脉和所述至少一条动脉中的3D血流。

5.如权利要求1所述的方法，其中第一生物热方程是Pennes型模型生物热方程，并且第二生物热方程是Wulff-Klinger型模型生物热方程。