[发明专利]消融模拟方法及设备

说明书

本发明实施例提供一种消融模拟方法及设备，包括：通过超声探头向包含病灶的目标组织发射超声波，并根据接收到的超声回波数据生成目标组织的超声图像；获取目标组织的三维图像数据；确定超声图像所在的超声图像空间与三维图像数据所在的三维图像空间之间的空间变换矩阵；根据空间变换矩阵在目标空间中确定模拟消融针的位置信息和模拟病灶的位置信息，目标空间为超声图像空间或者三维图像空间；根据模拟消融针的位置信息和模拟病灶的位置信息，实时计算并显示模拟消融针与模拟病灶之间的相对位置。通过模拟消融针与模拟病灶之间的相对位置可以实现对插针位置的定量化评价，直观地引导医生进行插针。

技术领域

本发明实施例涉及医用超声技术领域，具体涉及一种消融模拟方法及设备。

背景技术

肿瘤是由机体的局部组织细胞增生所形成的新生物，易引发各种疾病，对于肿瘤的治疗具有重要的临床意义。随着医学技术的不断发展，通过射频、微波、冷冻、高频电灼、激光、高能聚焦超声等物理方法直接毁损肿瘤的肿瘤消融治疗方法，因具有疗效高、侵袭小、术后恢复快等诸多优点，在临床中获得了广泛应用。

目前无论是在肿瘤消融的术前规划阶段，还是在肿瘤消融的手术阶段，常借助于超声成像设备对肿瘤消融进行模拟。通过超声成像设备对肿瘤和消融针的消融范围进行模拟，计算模拟病灶被模拟消融范围覆盖的比例，以便引导医生进行肿瘤消融。消融针的插入位置直接决定了肿瘤消融的效果，模拟病灶被模拟消融范围覆盖的比例虽然可以对病灶消融的效果进行定量化评价，但是并不能直观地引导医生进行插针。

发明内容

本发明实施例提供一种消融模拟方法及设备，用于对消融针的插针位置进行定量化评价，以便直观地引导医生进行插针。

第一方面，本发明实施例提供一种消融模拟方法，包括：

通过超声探头向包含病灶的目标组织发射超声波，并根据接收到的超声回波数据生成目标组织的超声图像；

获取目标组织的三维图像数据；

确定超声图像所在的超声图像空间与三维图像数据所在的三维图像空间之间的空间变换矩阵；

根据空间变换矩阵在目标空间中确定模拟消融针的位置信息和模拟病灶的位置信息，目标空间为超声图像空间或者三维图像空间；

根据模拟消融针的位置信息和模拟病灶的位置信息，实时计算并显示模拟消融针与模拟病灶之间的相对位置。

一种实施例中，确定超声图像所在的超声图像空间与三维图像数据所在的三维图像空间之间的空间变换矩阵，包括：

获取超声图像空间到位置传感器空间的第一变换矩阵；

获取位置传感器空间到世界坐标空间的第二变换矩阵；

确定世界坐标空间到三维图像空间的第三变换矩阵；

根据第一变换矩阵、第二变换矩阵和第三变换矩阵确定空间变换矩阵。

一种实施例中，确定世界坐标空间到三维图像空间的第三变换矩阵包括：

基于体外标志物或者基于图像信息对超声图像和三维图像数据进行配准，得到配准矩阵；

根据配准矩阵确定第三变换矩阵。

一种实施例中，若模拟消融针为多个且类型相同时，确定模拟消融针的位置信息包括：确定多个模拟消融针的中心位置的位置信息；若模拟消融针为多个且类型不完全相同时，确定模拟消融针的位置信息包括：根据各个模拟消融针的模拟消融范围确定多个模拟消融针的消融中心，确定多个模拟消融针的消融中心的位置信息。

一种实施例中，根据空间变换矩阵在目标空间中确定模拟消融针的位置信息和模拟病灶中心的位置信息，包括：

获取模拟消融针的插针角度和插针深度；