[发明专利]肝癌局部消融方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及手术局部消融技术领域，更具体地说，本发明涉及一种肝癌局部消融方法及系统。

背景技术

我国是肝癌高发国家，每年发病及死亡人数都占全球一半以上，严重威胁着我国人民的健康和生命。手术切除是肝癌的首选治疗措施。但对于巨块型肝癌、肿瘤数目多、存在门静脉及肝静脉等血管侵犯、肝外转移以及肝储备力差的患者，无法进行手术切除治疗。随着医学影像学及介入治疗学的进步，局部肿瘤微创治疗得到快速发展，其中包括经皮无水乙醇和乙酸注入、微波消融治疗、射频消融治疗及氩氦刀消融治疗等方法，这些简单、安全和有效的治疗方式大大提高了肝癌患者的生存率，尤其是针对具有肝硬化基础的患者，其高重复性对于控制肝内复发有很高的治疗价值。

相比于其他治疗技术，微波消融具有以下技术优势：(1)微波消融具有非常宽广的而不依赖组织导电性的主动加热区域，微波能量在活组织中的传输不受组织干燥及炭化的限制。因此，肿瘤内温度可以达到足够的高度从而保证创造一个足够大的消融区域，用较短的治疗时间更彻底的灭活肿瘤；(2)微波消融较少受灌注介质的“热降”效应的影响，这样它可以更好地灭活靠近血管的肿瘤；(3)在射频消融中存在的电子干涉现象不会在多个微波能量协同作用时出现，微波可以在短时间内通过协同作用扩大肿瘤的消融范围。

肿瘤消融是否精准对于监测肿瘤复发意义重大。但是，有时超声、CT、及MRI等检查结果并不一致，要求临床医生熟识肿瘤消融后各种影像学表现的情况，这样才能准确地评价治疗效果，探测有无新发及复发灶。并且，影像引导下经皮热消融治疗肝癌的实施不仅需要在术前根据影像学检查进行手术规划，选择合适的穿刺入路，而且在术中需要依靠影像学的引导将消融针按照术前的规划植入肿瘤内部，术后也需要根据影像学来评价疗效。因此，术前科学规划、术中精确定位、术后准确评估是整个肝脏局部消融治疗过程中必不可少的三个关键步骤。解决局部热消融治疗的术前科学规划、术中精确定位、术后准确评估的问题，使得经皮局部热消融治疗更加科学、客观、精确，个体化，是目前面临的主要问题之一。

发明内容

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种肝癌局部消融方法及系统，在术前规划、术中定位以及术后评估过程中加入多模态影像配准，实现术前对肿瘤热消融的科学规划、术中治疗时的信息直观与有效显示以及术后疗效的科学评估与治疗经验反馈以指导术前规划。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，本发明通过以下技术方案实现：

本发明提供一种肝癌局部消融方法，其包括步骤：

术前规划：对配准后的术前影像，依次进行包括肝脏、肿瘤病灶、血管以及肝脏周围组织的模块分割、穿刺路径规划以及穿刺热场规划；

术中定位：对术前影像和术中影像进行多模态影像配准，输出术前影像的肿瘤病灶融合显示在术中影像的术中联动影像；

术后评估：对术前影像和术后影像进行多模态影像配准，输出术前影像中肿瘤病灶融合显示在术后影像上；

其中，所述术前影像和所述术后影像分别包括时间序列的CT图像和/或MR图像；所述术中影像包括CT图像。

优选的是，所述模块分割包括步骤：

对术前影像做基于体素灰度值的阈值分割，分割出骨骼；

将先验影像与待分割的术前影像进行配准，分割出肝脏；

以交互方式获取肿瘤的初始轮廓，在初始轮廓选取初始控制点，初始化基于区域灰度一致性以及闭合3次B样条构造的水平集模型，构建基于最小均方误差的最小化外力变形模型，分割出样条函数逼近真实边界的肝脏肿瘤；

选择一个或若干个增长的种子点，分割出具有连通性的血管；基于区域增长的血管模板，删除多余的假阳性目标，对血管表面进行平滑处理；获取血管中心线，点集配准不同序列的影像，分割出血管。

优选的是，所述穿刺路径规划包括步骤：

分别生成所述肝脏、所述肿瘤病灶、所述血管以及所述肝脏周围组织的表面模型，并对各表面模型进行可视化面渲染；

计算各个所述表面模型的体积、表面积、最大直径；

计算所述肿瘤病灶分别与肝脏、血管以及肝脏周围组织的最短距离。

优选的是，所述穿刺热场规划包括步骤：

选择单个消融针的消融范围或消融温度，并将所述消融范围或所述消融温度以面渲染方式叠加显示在渲染窗口；

将所述肿瘤病灶划分成不同颜色编码显示的完全消融区域、安全边界和未消融区域。

优选的是，所述术中定位的多模态影像配准，包括步骤：