[发明专利]一种预测电脉冲消融区域的系统

说明书

本发明涉及一种预测电脉冲消融区域的系统，包括：集合获取模块，用于基于第一约束条件，从电场强度数据库中获取电场强度等值线集合；以及，目标获取模块，用于基于第二约束条件，从所述获取的电场强度等值线集合中获取目标电场强度等值线，所述获取的目标电场强度等值线内的区域作为预测电脉冲消融区域。本发明提出的预测电脉冲消融区域的系统能够适应不同患者的个体差异，并且能够在治疗前快速有效地预测电脉冲消融区域，有助于治疗过程中的合理有效布针，保证治疗计划的顺利实施，最大限度地确保治疗效果，以及减少正常组织消融与损伤。

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种预测电脉冲消融区域的系统。

背景技术

癌症是危害人类健康的主要疾病。传统的癌症治疗方法和新近发展起来的以微创消融为特征的热消融疗法，由于受适应症、禁忌症、治疗副作用、热效应等因素的限制，使得其临床应用受到一定的局限性。近年来，随着脉冲生物电学的不断发展，电场脉冲以其非热、微创的生物医学效用受到广泛关注，并逐渐应用于肿瘤的临床治疗。电穿孔是一种利用电脉冲来克服细胞膜这一屏障的过程，即在电场作用下，细胞壁组成和结构发生一定的变化，细胞膜脂双层上形成瞬时孔洞，细胞膜的通透性和膜电导瞬时增大，在正常情况下不能通过细胞膜的病毒颗粒、DNA、蛋白质以及染料颗粒等得以进出细胞的一个生物物理过程。电场造成细胞的穿孔有两种形式：可逆电穿孔和不可逆电穿孔。如果脉冲条件不超过某一临界限度，细胞膜的通透性是可逆的，属于可逆电穿孔；如果脉冲条件超过某一临界限度，细胞会遭到不可逆的损伤甚至死亡，属于不可逆电穿孔。在不可逆电穿孔技术应用于肿瘤的临床治疗方法中，利用电脉冲消融生物组织，是通过对靶区细胞发送电场脉冲，使细胞内外的离子运动并聚集在外膜两侧，引起跨膜电位的急剧变化，细胞发生不可逆电穿孔，打破细胞内外平衡，最终引起细胞死亡。

为了保证治疗方法的顺利实施，最大限度地确保治疗效果以及减少对正常组织的消融与损伤，在治疗前对电脉冲消融生物组织区域进行预测是必要的。由于生物组织电学特性的差异，使得对于不同的组织，需要电脉冲消融的肿瘤区域各不相同，可见，在治疗前对电脉冲消融区域进行预测也一直是该治疗方法实施前的难点。目前电脉冲消融区域的预测主要是依靠研究人员的经验，一方面通过动物实验、切片对比等方法来预测消融区域的大小，另一方面通过对术后的核磁影响等方法来判断消融的效果。由于每位患者病情各不相同，病灶各异，治疗方法也各不相同，单纯依靠经验来预测消融区域，而缺乏适用于不同患者的通用预测手段，因此难以在治疗前针对患者的个体情况制定出合理有效的治疗计划。

发明内容

为了解决上述缺乏适用于不同患者的通用预测手段的技术问题，本发明实施例提出了一种预测电脉冲消融区域的系统，能够适用于不同的患者，在治疗前快速有效地预测电脉冲消融区域，对于治疗过程中的布针，保证治疗计划的顺利实施，最大限度地确保治疗效果，以及减少正常组织消融与损伤至关重要。

本发明提出的预测电脉冲消融区域的系统，包括：

集合获取模块，用于基于第一约束条件，从电场强度数据库中获取电场强度等值线集合；以及，

目标获取模块，用于基于第二约束条件，从所述获取的电场强度等值线集合中获取目标电场强度等值线，所述获取的目标电场强度等值线内的区域作为预测电脉冲消融区域。

在某些实施例中，所述第一约束条件包括电场强度消融阈值。

在某些实施例中，所述电场强度消融阈值通过拟合函数或神经网络模型确定。

在某些实施例中，所述拟合函数的变量包括用来表示所述拟合函数的表达式的拟合变量，所述拟合变量出现在拟合函数的表达式中。

在某些实施例中，所述拟合函数的拟合变量包括电脉冲的电场强度、电脉冲中包括的脉冲串个数和消融区域的电导率比率。

在某些实施例中，所述拟合函数的表达式为：