CN111743626A - 肿瘤穿刺路径获得方法、存储介质及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种肿瘤穿刺路径获得方法、存储介质及电子设备，方法包括：获取体表数据、肿瘤数据和组织结构数据，根据肿瘤数据得到肿瘤中心点，根据肿瘤数据从体表数据中选取进针区域，根据进针区域和肿瘤中心点得到与组织结构数据对应的组织结构不相交的多条穿刺路径，根据肿瘤数据中的肿瘤体积、在每条穿刺路径进行肿瘤的冷冻消融手术过程中的多个冰球生长时长和与每个冰球生长时长对应的冰球体积、被冰球覆盖的肿瘤冰球体积和非肿瘤区域被冰球覆盖的非肿瘤冰球体积从多条穿刺路径中选取目标穿刺路径作为肿瘤穿刺路径。从而使得肿瘤穿刺路径的选取更合理，从而有效避免现有技术中存在的肿瘤穿刺路径选取不合理从而影响手术效果的情况。
Description
技术领域
本发明涉及医学技术领域，具体涉及一种肿瘤穿刺路径获得方法、存储介 质及电子设备。
背景技术
手术路径规划是数字化技术与医学相融合的一项新兴医疗科技手段，运用数 字化技术实现患者病灶区的三维可视化，帮助医生完成数据精准测量、术前分析、 手术模拟推演以及术后效果分析。
目前，一些手术路径规划的方法是半自动的，需要由外科医生交互进行。但 是这些多目标多约束路径优化的方法常常需要按照某种策略确定多目标之间的 权衡方式，将多目标问题转换为多个不同的单目标问题，并用这些单目标优化问 题的最优解构成的解集去近似多目标问题的最优解。而多个目标的权衡方式均由 医生主观设定，因此，采用不同的权衡方式，路径计算的结果可能会完全不同， 受主观因素影响较大。因而可能存在手术路径规划不合理的问题，进而可能会影 响手术效果的问题。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足提供了一种肿瘤穿刺路径获得方法、存储介质 及电子设备，以用于克服现有技术中存在的穿刺路径规划不合理的问题
第一方面，本发明提供了一种肿瘤穿刺路径获得方法，所述方法包括：
获取体表数据和对医学影像图像处理得到的肿瘤数据和组织结构数据；
根据所述肿瘤数据得到肿瘤中心点，根据所述肿瘤数据从所述体表数据中选 取进针区域；
根据所述进针区域和所述肿瘤中心点得到与所述组织结构数据对应的组织 结构不相交的多条穿刺路径；
针对每条穿刺路径，获得在该穿刺路径上模拟肿瘤的冷冻消融手术过程中的 多个冰球生长时长和与每个冰球生长时长分别对应的冰球体积、被冰球覆盖的肿 瘤冰球体积和非肿瘤区域被冰球覆盖的非肿瘤冰球体积；
根据所述肿瘤数据中的肿瘤体积、每条穿刺路径分别对应的多个冰球生长时 长和与每个冰球生长时长对应的冰球体积、肿瘤冰球体积以及非肿瘤冰球体积从 所述多条穿刺路径中选取目标穿刺路径作为肿瘤穿刺路径。
可选的，在上述肿瘤穿刺路径获得方法中，根据所述肿瘤数据中的肿瘤体 积、每条穿刺路径分别对应的多个冰球生长时长和与每个冰球生长时长对应的冰 球体积、肿瘤冰球体积以及非肿瘤冰球体积从所述多条穿刺路径中选取目标穿刺 路径作为肿瘤穿刺路径，包括：
将所述肿瘤体积与每条穿刺路径上的每个冰球生长时长对应的肿瘤冰球体 积相比，得到每条穿刺路径上的每个冰球生长时长对应的肿瘤覆盖比例；
对每条穿刺路径中的每个冰球生长时长和与该冰球生长时长对应的肿瘤冰 球体积、非肿瘤冰球体积以及肿瘤覆盖比例分别进行权重计算，得到每条穿刺路 径中的每个冰球生长时长对应的评分，并根据每条穿刺路径上各冰球的生长时长 对应的评分选取目标穿刺路径作为肿瘤穿刺路径。
可选的，在上述肿瘤穿刺路径获得方法中，对每条穿刺路径中的每个冰球 生长时长和与该冰球生长时长对应的肿瘤冰球体积、非肿瘤冰球体积以及肿瘤覆 盖比例分别进行权重计算，得到每条穿刺路径中的每个冰球生长时长对应的评分 包括：
获取每个冰球生长时长对应的低于设定温度值的体积；
利用穿刺方案评分计算式、每条穿刺路径对应的多个冰球生长时长和与每 个冰球生长时长对应的冰球体积、低于设定温度值的体积、非肿瘤冰球体积以及 肿瘤覆盖比例计算每条穿刺路径在每个冰球生长时长下的穿刺方案评分，其中， 所述穿刺方案评分计算式为：f＝aV1+bR+cT1+eV3-dV2，f为穿刺方案评分，T1为 冰球生长时长，R为肿瘤覆盖比例，V1为冰球体积，V2为非肿瘤冰球体积，V3为 低于设定温度值的体积，a、b、c、d和e分别为各参数的权重系数。
可选的，在上述肿瘤穿刺路径获得方法中，在执行根据所述肿瘤数据中的 肿瘤体积、每条穿刺路径分别对应的多个冰球生长时长和与每个冰球生长时长对 应的冰球体积、肿瘤冰球体积以及非肿瘤冰球体积从所述多条穿刺路径中选取目 标穿刺路径作为肿瘤穿刺路径之前，所述方法还包括：
检测每条穿刺路径中每个冰球生长时长对应的非肿瘤冰球体积中是否存在 所述组织结构数据对应的组织结构；
当存在非肿瘤冰球体积中存在组织结构时，将包括该非肿瘤冰球体积及该 非肿瘤冰球体积对应的冰球生长时长和与该冰球生长时长对应的冰球体积和肿 瘤冰球体积的穿刺方案删除。
可选的，在上述肿瘤穿刺路径获得方法中，针对每条穿刺路径，获得在该 穿刺路径上进行肿瘤的冷冻消融手术过程中的多个冰球生长时长和与每个冰球 生长时长分别对应的冰球体积、肿瘤冰球体积和非肿瘤冰球体积的体积，包括：
针对每条穿刺路径，利用冰球的生长过程中以肿瘤中心为坐标原点的坐标 系中的任意坐标点的温度与冰球生长时长之间的对应关系，及在该穿刺路径上执 行冷冻消融手术时的冷源点与所述肿瘤中心点的位置关系，得到该穿刺路径下每 个冰球生长时长下温度小于设定温度的所有坐标点，并根据所述每个冰球生长时 长下温度小于设定温度的所有坐标点得到每个冰球生长时长对应的冰球体积，其 中，所述设定温度包括273K，所述坐标点的温度与冰球生长时长之间的对应关 系为：
且
所述冰球在形成的起始时刻具有一初始 温度，ρ为肿瘤密度，c为肿瘤比热，T(X,t)为非肿瘤区域温度，t为冰球生长时 长，K(X)为肿瘤灌注的空间依赖性热导率，ρb为非肿瘤区域的密度，cb为非肿 瘤区域的比热，ωb(X)为非肿瘤灌注的空间依赖性热导率，Ta动脉温度，Qm(X,t) 为代谢热产生率，Q1为潜热，X为以肿瘤中心为坐标原点的坐标系中的任意坐标 点的坐标；
根据所述肿瘤数据和与各所述冰球生长时长对应的温度小于设定温度的所 有坐标点得到每条穿刺路径下的各所述冰球生长时长对应的肿瘤冰球体积和非 肿瘤冰球体积。
可选的，在上述肿瘤穿刺路径获得方法中，根据所述进针区域和所述肿瘤 中心点得到与所述组织结构数据对应的组织结构不相交的多条穿刺路径，包括：
从所述进针区域中选取多个进针点，并将所述多个进针点分别与所述肿瘤 中心点连接以得到多条初始路径；
将所述多条初始路径中与所述组织结构数据对应的组织结构相交的路径删 除，以得到与所述组织结构不相交的多条穿刺路径。
可选的，在上述肿瘤穿刺路径获得方法中，所述组织结构数据包括血管、 肺、心脏、胃、肾、胆囊和骨骼的数据。
可选的，在上述肿瘤穿刺路径获得方法中，根据所述肿瘤数据从所述体表 数据中选取进针区域包括：
根据所述肿瘤数据中的肿瘤轮廓在主要进针方向设置锥形区域，并将该锥 形区域与体表数据中的皮肤相交围合形成的区域作为的进针区域。
可选的，在上述肿瘤穿刺路径获得方法中，对医学影像图像处理得到肿瘤 数据和组织结构数据包括：
利用训练的神经网络分割模型对所述医学影像图像进行图像分割处理以得 到肿瘤数据和组织结构数据。
第二方面，本发明还提供一种存储介质，该存储介质存储有计算机程序，所 述计算机程序被一个或多个处理器执行时实现如上述的肿瘤穿刺路径获得方法。
第三方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器 上存储有计算机程序，该计算机程序被所述处理器执行时，执行如上述的肿瘤穿 刺路径获得方法。
本发明提供的一种肿瘤穿刺路径获得方法、存储介质及电子设备，方法包括： 获取体表数据和对医学影像图像处理得到的肿瘤数据和组织结构数据，根据所述 肿瘤数据得到肿瘤中心点，根据所述肿瘤数据从所述体表数据中选取进针区域， 根据所述进针区域和所述肿瘤中心点得到与所述组织结构数据对应的组织结构 不相交的多条穿刺路径，针对每条穿刺路径，获得在该穿刺路径上进行肿瘤的冷 冻消融手术过程中的多个冰球生长时长和与每个冰球生长时长分别对应的冰球 体积、被冰球覆盖的肿瘤体积和非肿瘤区域被冰球覆盖的体积，根据所述肿瘤数 据中的肿瘤体积、在每条穿刺路径进行肿瘤的冷冻消融手术过程中的多个冰球生 长时长和与每个冰球生长时长对应的冰球体积、被冰球覆盖的肿瘤冰球体积以及 非肿瘤区域被冰球覆盖的体积从所述多条穿刺路径中选取目标穿刺路径作为肿 瘤穿刺路径。通过上述方法使得所述肿瘤穿刺路径的选取更合理，从而有效避免 现有技术中存在的肿瘤穿刺路径选取不合理从而影响手术效果的情况。
附图说明
附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说 明书的一部分。其中，表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解 释本申请的技术方案，但并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为本发明实施例提供的一种肿瘤穿刺路径获得方法的流程示意图。
图2为本发明实施例中冰球和肿瘤的示意图。
图3为图1中步骤S140的流程示意图。
图4为图1中步骤S150的流程示意图。
图5为本发明实施例提供的一种肿瘤穿刺路径获得方法的另一流程示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如 何应用技术手段来解决技术问题，并达到相应技术效果的实现过程能充分理解 并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以 相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
另外，附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算 机中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以 以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
第一实施例
请参阅图1，本实施例提供了一种肿瘤穿刺路径获得方法，该方法应用于电 子设备时，执行步骤S110至步骤S150。
步骤S110：获取体表数据和对医学影像图像处理得到的肿瘤数据和组织结 构数据。
步骤S120：根据所述肿瘤数据得到肿瘤中心点，根据所述肿瘤数据从所述 体表数据中选取进针区域。
步骤S130：根据所述进针区域和所述肿瘤中心点得到与所述组织结构数据 对应的组织结构不相交的多条穿刺路径。
步骤S140：针对每条穿刺路径，获得在该穿刺路径上模拟肿瘤的冷冻消融 手术过程中的多个冰球生长时长和与每个冰球生长时长分别对应的冰球体积、被 冰球覆盖的肿瘤冰球体积和非肿瘤区域被冰球覆盖的非肿瘤冰球体积。
步骤S150：根据所述肿瘤数据中的肿瘤体积、在每条穿刺路径进行肿瘤的 冷冻消融手术过程中的多个冰球生长时长和与每个冰球生长时长对应的冰球体 积、肿瘤冰球体积以及非肿瘤冰球体积从所述多条穿刺路径中选取目标穿刺路径 作为肿瘤穿刺路径。
通过采用上述步骤S110至步骤S150，以实现根据每条穿刺路径上不同冰球 生长时长和与每个冰球生长时长对应的冰球体积、肿瘤冰球体积以及非肿瘤冰球 体积从所述多条穿刺路径中选取目标穿刺路径作为肿瘤穿刺路径，以使选取的肿 瘤穿刺路径能够尽量减小对正常组织的伤害，并达到肿瘤最大化消融的效果，从 而达到最佳的治疗效果。
进一步的，在选取穿刺路径的同时还可以选取冰球生长时长，以达到最佳 的治疗效果。
在步骤S110中，获取的体表数据可以是皮肤的三维结构数据。
医学影像图像处理得到的肿瘤数据和组织结构数据的方式可以是，对医学 影像图像进行标记以得到肿瘤数据和组织结构数据，也可以是利用训练的神经网 络分割模型对医学影像图像进行处理以得到肿瘤数据和组织结构数据。
其中，肿瘤数据可以包括肿瘤轮廓、肿瘤的三维结构以及肿瘤的三维坐标 点数据，所述组织结构数据包括血管、肺、心脏、胃、肾、胆囊和骨骼的数据， 且该数据可以是三维坐标点数据。可以理解，所述血管可以包括大血管，也可以 包括动脉血管以及静脉血管。
其中，所述医学影像图像包括超声波图像、核磁共振图像以及CT序列图像 等。
在步骤S120中，根据所述肿瘤数据得到肿瘤中心点可以是，根据肿瘤数据 中的肿瘤三维结构进行分割以得到多个肿瘤面片数据，并将各肿瘤面片数据中所 有的点数据进行均值计算来得到肿瘤中心点；也可以是根据肿瘤的三维坐标点数 据利用穿刺路径的终点计算准则计算穿刺路径的终点，并将计算得到的终点作为 所述肿瘤中心点。
根据所述肿瘤数据从所述体表数据中选取进针区域的方式可以是，根据所 述肿瘤数据中的肿瘤轮廓在主要进针方向设置锥形区域，并将该锥形区域与体表 数据中的皮肤相交围合形成的区域作为的进针区域；也可以是，从所述体表数据 中选取到所述肿瘤中心点最近的体表数据点，并将该体表数据点预设距离范围内 在皮肤上围合形成的区域作为进针区域。
所述步骤S130包括：从进针区域上选取多个进针点，并将每个进针点与所 述肿瘤中心之间的连线作为初始路径，并将所述多条初始路径中与所述组织结构 数据对应的组织结构相交的路径删除，以得到与所述组织结构不相交的多条穿刺 路径。
其中，从进针区域上选取多个点的方式可以是，将所述进针区域以网格的 形式划分以得到多个形状大小相同的网格，并从每个网格上分别选取一个点作为 进针点，并将每个进针点与所述肿瘤中心之间的连线作为穿刺路径，其中，在网 格上选取的点可以是网格上任意一点，也可以是网格的中心点，在此不做具体限 定，根据实际需求进行设置即可。
请结合参阅图2，在步骤S140中：需要说明的是，在进行冷冻消融过程中， 通常是利用穿刺针将冷源注入到肿瘤中心，且穿刺针在注入冷源时，由于针具有 导热性，为避免在穿刺时会冷冻靠近皮肤部分(人体正常组织)，因此，穿刺针 通常仅在靠近针尖部分具有热传导效果，且在穿刺时，针尖位置应穿刺至肿瘤中 心点的位置，且穿刺针在沿穿刺路径进行穿刺时离穿刺针针尖最远处具有导热效 果的位置为冷源点，且在冷源点与肿瘤中心点之间的连线上均具有良好的冷却效 果，因此在冷冻消融过程中形成以穿刺路径为长轴线趋于椭球状的冰球(如图2 中的f指向的区域)，即，在冷冻过程中，冰球会以肿瘤中心点和冷源点之间的 连线外延伸逐渐冷冻肿瘤(如图2中g指向的区域)及与肿瘤相邻的非肿瘤区域， 从而得到被冰球覆盖的肿瘤区域(如图2中h对应的区域)，以及被冰球覆盖的 非肿瘤区域(如图2中i对应的区域)。
上述步骤S140可以是利用冰球生长体积与生长时长之间对应关系、肿瘤数 据、冷源点和肿瘤中心点得到与多个冰球生长时长对应的冰球生长体积的三维体 积数据、肿瘤冰球体积数据和非肿瘤冰球体积数据；也可以是利用冰球生长时长 与肿瘤及其相邻位置的不同位置点处的温度，得到温度值小于预设值的位置点的 坐标，从而根据位置小于预设值的位置点的坐标得到冰球体积，以及根据温度值 小于预设值的位置点的坐标和肿瘤的三维坐标得到肿瘤冰球体积和非肿瘤冰球 体积。
请结合参阅图3，在本实施例中，所述步骤S140包括：
步骤S142：针对每条穿刺路径，利用冰球的生长过程中以肿瘤中心为原点 的坐标系中的任意坐标点的温度与冰球生长时长之间的对应关系，及在该穿刺路 径上执行冷冻消融手术时的冷源点与所述肿瘤中心点的位置关系，得到该穿刺路 径下每个冰球生长时长下温度小于设定温度的所有坐标点，并根据所述每个冰球 生长时长下温度小于设定温度的所有坐标点得到每个冰球生长时长对应的冰球 体积。
其中，所述设定温度包括但不限于273K、277K或者273K到277K之间的 任意开氏温度。在本实施例中，所述设定温度包括273K，所述坐标点的温度与 冰球生长时长之间的对应关系为： 
且
所述冰球在形成的起始时刻具有一初始 温度，ρ为肿瘤密度，c为肿瘤比热，T(X,t)为非肿瘤区域温度，t为冰球生长时 长，K(X)为肿瘤灌注的空间依赖性热导率，ρb为非肿瘤区域的密度，cb为非肿 瘤区域的比热，ωb(X)为非肿瘤灌注的空间依赖性热导率，Ta动脉温度，Qm(X,t) 为代谢热产生率，Q1为潜热，X为以肿瘤中心为坐标原点的坐标系中的任意坐标 点的坐标。
在冷却消融手术中，通常利用冷源进行冷冻消融手术，且在利用冷源进行 冷冻消融手术以形成冰球的起始时刻具有一初始温度，当所述冷源为液氮时，该 初始温度可以为77K。
步骤S144：根据所述肿瘤数据和与各所述冰球生长时长对应的温度小于设 定温度的所有坐标点得到每条穿刺路径下的各所述冰球生长时长对应的肿瘤冰 球体积和非肿瘤冰球体积。
其中，上述步骤S144具体可以是，将肿瘤数据的三维坐标点转换到以肿瘤 中心为坐标原点的坐标系中，得到转换后的肿瘤数据的三维坐标点，根据转换后 的肿瘤数据的三维坐标点和各所述冰球生长时长对应的温度小于设定温度的所 有坐标点得到每条穿刺路径下的各所述冰球生长时长对应的肿瘤冰球体积和非 肿瘤冰球体积。
需要说明的是，肿瘤冰球体积是根据转换后的肿瘤数据的三维坐标点与温 度小于设定温度的所有坐标点的交集计算得到。
步骤S150可以是，对所述肿瘤数据中的肿瘤体积、在每条穿刺路径进行肿 瘤的冷冻消融手术过程中的多个冰球生长时长和与每个冰球生长时长对应的冰 球体积、肿瘤冰球体积以及非肿瘤冰球体积进行权重计算，以得到在每条穿刺路 径进行肿瘤的冷冻消融手术过程中多个冰球生长时长分别对应的权值，其中，所 述权值用于表征对每条穿刺路径在不同生长时长下的评分，从而根据每条穿刺路 径进行肿瘤的冷冻消融手术过程中多个冰球生长时长分别对应的权值(评分)选 取前设定数量的权值对应的冰球生长时长及穿刺路径，并将选取的穿刺路径作为 肿瘤穿刺路径，并将选取的冰球生长时长作为实际手术过程中的冰球生长时长， 其中，所述前设定数量的权值是根据对每条穿刺路径进行肿瘤的冷冻消融手术过 程中多个冰球生长时长分别对应的权值按照从大到小的顺序排列后选取得到。
请结合参阅图4，在本实施例中，所述步骤S150包括：
步骤S152：将所述肿瘤体积与每条穿刺路径上的每个冰球生长时长对应肿 瘤冰球体积相比，得到每条穿刺路径上的每个冰球生长时长对应的肿瘤覆盖比例。
步骤S154：对每条穿刺路径中的每个冰球生长时长和与该冰球生长时长对 应的肿瘤冰球体积、非肿瘤冰球体积以及肿瘤覆盖比例分别进行权重计算，得到 每条穿刺路径中的每个冰球生长时长对应的评分，并根据每条穿刺路径上各冰球 的生长时长对应的评分选取目标穿刺路径作为肿瘤穿刺路径。
其中，上述步骤S154具体可以是利用权重计算公式对每条穿刺路径中的每 个冰球生长时长和与该冰球生长时长对应的肿瘤冰球体积、非肿瘤冰球体积以及 肿瘤覆盖比例进行计算，以得到每条穿刺路径在每个冰球生长时长下的权值，其 中，所述权重计算式为：f＝aV1+bR+cT1-dV2，f为权重，a、b、c和d分别为 常数表示且用于各参数的权重系数，T1为冰球生长时长，R为肿瘤覆盖比例，V1为冰球体积，V2为非肿瘤冰球体积。
由于冰球的温度也会影响肿瘤的穿刺效果，为使得获得的穿刺路径的评分 更准确，在本实施例中，上述步骤S154还可以是：
获取每个冰球生长时长对应的低于设定温度值的体积；利用穿刺方案评分 计算式、每条穿刺路径对应的多个冰球生长时长和与每个冰球生长时长对应的冰 球体积、低于设定温度值的体积、非肿瘤冰球体积以及肿瘤覆盖比例计算每条穿 刺路径在每个冰球生长时长下的穿刺方案评分，其中，所述穿刺方案评分计算式 为：f＝aV1+bR+cT1+eV3-dV2，f为穿刺方案评分，T1为冰球生长时长，R为肿 瘤覆盖比例，V1为冰球体积，V2为非肿瘤冰球体积，V3为低于设定温度值的体 积，a、b、c、d和e分别为各参数的权重系数。
其中，低于设定温度值的体积可以是对冰球内的所有坐标点中低于设定温 度值的所有坐标点的集合，且各冰球内各坐标点的温度的获取方式可以参照步骤 S140中的具体描述，在此不作一一赘述。其中，所述设定温度值可以是零下60 摄氏度到零下15摄氏度之间的任意温度值，如，零下40摄氏度或零下20摄氏 度，在此不做具体限定，根据实际需求进行设置即可。
根据每条穿刺路径上各冰球的生长时长对应的评分选取目标穿刺路径作为 肿瘤穿刺路径的方式具体可以是，对各条穿刺路径上的各冰球生长时长对应的评 分按照从打到小的顺序进行排序，并选取评分最高对应的冰球生长时长和穿刺路 径以在手术中使用。
通过上述设置，以实现利用所述不同穿刺路径下各冰球生长时长及与个冰 球生长时长对应的冰球体积、非肿瘤冰球体积以及肿瘤覆盖评价各个穿刺路径和 穿刺时长对应的穿刺效果，并选取评价的各穿刺路径的效果为最佳的穿刺路径作 为肿瘤穿刺路径，从而在利用肿瘤穿刺路径进行冷冻消融穿刺手术时，能够尽量 减少对正常组织的伤害，并能达到肿瘤最大化的消融效果，从而有效确保手术效 果。
请结合图参阅图5，为避免冰球覆盖组织结构数据对应的组织结构造成组织 结构在消融过程中受损的问题，在本实施例中，在执行步骤S150之前，所述方 法还包括：
步骤S160：检测每条穿刺路径中每个冰球生长时长对应的非肿瘤区域被冰 覆盖的体积中是否存在所述组织结构数据对应的组织结构。
步骤S170：当存在被冰球覆盖的体积中存在组织结构时，将包括该被覆盖 的体积对应的冰球生长时长和与该冰球生长时长对应的冰球体积、肿瘤冰球体积 以及非肿瘤冰球体积的穿刺方案删除。
通过上述设置，以使步骤S150中选取的肿瘤穿刺路径在进行冰球生长时， 不会对组织结构数据对应的组织结构进行冷冻，进而可以有效确保获得的肿瘤穿 刺路径的准确性和可靠性，从而进一步提高手术效果。
第二实施例
本实施例提供一种存储介质，如闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如， SD或DX存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、 只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存 储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘、服务器、App应用商城等等，其上 存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时可以实现实施例一中的肿瘤 穿刺路径获得方法。
上述肿瘤穿刺路径获得方法步骤的具体实施例过程可参见实施例一，本实施 例在此不再重复赘述。
第三实施例
本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备可以是手机、电脑、平板电 脑或执行肿瘤穿刺的设备等，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算器 程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一实施例中所述的物品补给时间预 测方法和第二实施例所述加油时间预测方法。可以理解，电子设备还可以包括， 多媒体组件，输入/输出(I/O)接口，以及通信组件。
其中，处理器用于执行如第一实施例中所述的肿瘤穿刺路径获得方法中的全 部或部分步骤。存储器用于存储各种类型的数据，这些数据例如可以包括电子设 备中的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据。
所述处理器可以是专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简 称ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、数字信号处 理设备(Digital Signal Processing Device，简称DSPD)、可编程逻辑器件 (ProgrammableLogic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现， 用于执行上述实施例一中的肿瘤穿刺路径获得方法。
所述存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合 实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，简称SRAM)， 电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-OnlyMemory，简称ROM)，磁存 储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
综上，本发明提供的一种肿瘤穿刺路径获得方法、存储介质及电子设备， 通过获取体表数据和对医学影像图像处理得到的肿瘤数据和组织结构数据，根据 所述肿瘤数据得到肿瘤中心点，根据所述肿瘤数据从所述体表数据中选取进针区 域，根据所述进针区域和所述肿瘤中心点得到与所述组织结构数据对应的组织结 构不相交的多条穿刺路径，针对每条穿刺路径，获得在该穿刺路径上进行肿瘤的 冷冻消融手术过程中的多个冰球生长时长和与每个冰球生长时长分别对应的冰 球体积、被冰球覆盖的肿瘤冰球体积和非肿瘤区域被冰球覆盖的非肿瘤冰球体积， 根据所述肿瘤数据中的肿瘤体积、在每条穿刺路径进行肿瘤的冷冻消融手术过程 中的多个冰球生长时长和与每个冰球生长时长对应的冰球体积、肿瘤冰球体积以 及非肿瘤冰球体积从所述多条穿刺路径中选取目标穿刺路径作为肿瘤穿刺路径。 通过上述设置，以实现对多条穿刺路径进行评估以选取肿瘤穿刺路径，从而使得 所述肿瘤穿刺路径的选取更合理，且在利用该肿瘤穿刺路径执行冷冻消融过程中 形成冰球之后，能尽可能最大覆盖肿瘤区域，并尽可能最小造成非肿瘤区组织的 冻伤。从而有效避免现有技术中存在的肿瘤穿刺路径选取不合理从而影响手术效 果的情况。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法，也可以通过 其它的方式实现。以上所描述的实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图 和框图显示了根据本申请的多个实施例的方法和计算机程序产品的可能实现的 体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模 块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个 用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方 式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两 个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行， 这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框 图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件 的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于 本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原 则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之 内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一 项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
还需要说明的是，以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但所述的内容只 是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何熟悉本技 术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，在不脱离本发明所公开的精神和 范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，以及可轻易 想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围 应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (11)
1.一种肿瘤穿刺路径获得方法，其特征在于，所述方法包括：
获取体表数据和对医学影像图像处理得到的肿瘤数据和组织结构数据；
根据所述肿瘤数据得到肿瘤中心点，根据所述肿瘤数据从所述体表数据中选取进针区域；
根据所述进针区域和所述肿瘤中心点得到与所述组织结构数据对应的组织结构不相交的多条穿刺路径；
针对每条穿刺路径，获得在该穿刺路径上模拟肿瘤的冷冻消融手术过程中的多个冰球生长时长和与每个冰球生长时长分别对应的冰球体积、被冰球覆盖的肿瘤冰球体积和非肿瘤区域被冰球覆盖的非肿瘤冰球体积；
根据所述肿瘤数据中的肿瘤体积、每条穿刺路径分别对应的多个冰球生长时长和与每个冰球生长时长对应的冰球体积、肿瘤冰球体积以及非肿瘤冰球体积从所述多条穿刺路径中选取目标穿刺路径作为肿瘤穿刺路径。
2.根据权利要求1所述的肿瘤穿刺路径获得方法，其特征在于，根据所述肿瘤数据中的肿瘤体积、每条穿刺路径分别对应的多个冰球生长时长和与每个冰球生长时长对应的冰球体积、肿瘤冰球体积以及非肿瘤冰球体积从所述多条穿刺路径中选取目标穿刺路径作为肿瘤穿刺路径，包括：
将所述肿瘤体积与每条穿刺路径上的每个冰球生长时长对应的肿瘤冰球体积相比，得到每条穿刺路径上的每个冰球生长时长对应的肿瘤覆盖比例；
对每条穿刺路径中的每个冰球生长时长和与该冰球生长时长对应的肿瘤冰球体积、非肿瘤冰球体积以及肿瘤覆盖比例分别进行权重计算，得到每条穿刺路径中的每个冰球生长时长对应的评分，并根据每条穿刺路径上各冰球的生长时长对应的评分选取目标穿刺路径作为肿瘤穿刺路径。
3.根据权利要求2所述的肿瘤穿刺路径获得方法，其特征在于，对每条穿刺路径中的每个冰球生长时长和与该冰球生长时长对应的肿瘤冰球体积、非肿瘤冰球体积以及肿瘤覆盖比例分别进行权重计算，得到每条穿刺路径中的每个冰球生长时长对应的评分包括：
获取每个冰球生长时长对应的低于设定温度值的体积；
利用穿刺方案评分计算式、每条穿刺路径对应的多个冰球生长时长和与每个冰球生长时长对应的冰球体积、低于设定温度值的体积、非肿瘤冰球体积以及肿瘤覆盖比例计算每条穿刺路径在每个冰球生长时长下的穿刺方案评分，其中，所述穿刺方案评分计算式为：f＝aV1+bR+cT1+eV3-dV2，f为穿刺方案评分，T1为冰球生长时长，R为肿瘤覆盖比例，V1为冰球体积，V2为非肿瘤冰球体积，V3为低于设定温度值的体积，a、b、c、d和e分别为各参数的权重系数。
4.根据权利要求1所述的肿瘤穿刺路径获得方法，其特征在于，在执行根据所述肿瘤数据中的肿瘤体积、每条穿刺路径分别对应的多个冰球生长时长和与每个冰球生长时长对应的冰球体积、肿瘤冰球体积以及非肿瘤冰球体积从所述多条穿刺路径中选取目标穿刺路径作为肿瘤穿刺路径之前，所述方法还包括：
检测每条穿刺路径中每个冰球生长时长对应的非肿瘤冰球体积中是否存在所述组织结构数据对应的组织结构；
当存在非肿瘤冰球体积中存在组织结构时，将包括该非肿瘤冰球体积及该非肿瘤冰球体积对应的冰球生长时长和与该冰球生长时长对应的冰球体积和肿瘤冰球体积的穿刺方案删除。
5.根据权利要求1所述的肿瘤穿刺路径获得方法，其特征在于，针对每条穿刺路径，获得在该穿刺路径上进行肿瘤的冷冻消融手术过程中的多个冰球生长时长和与每个冰球生长时长分别对应的冰球体积、肿瘤冰球体积和非肿瘤冰球体积的体积，包括：
针对每条穿刺路径，利用冰球的生长过程中以肿瘤中心为坐标原点的坐标系中的任意坐标点的温度与冰球生长时长之间的对应关系，及在该穿刺路径上执行冷冻消融手术时的冷源点与所述肿瘤中心点的位置关系，得到该穿刺路径下每个冰球生长时长下温度小于设定温度的所有坐标点，并根据所述每个冰球生长时长下温度小于设定温度的所有坐标点得到每个冰球生长时长对应的冰球体积，其中，所述设定温度包括273K，所述坐标点的温度与冰球生长时长之间的对应关系为：
且
所述冰球在形成的起始时刻具有一初始温度，ρ为肿瘤密度，c为肿瘤比热，T(X,t)为非肿瘤区域温度，t为冰球生长时长，K(X)为肿瘤灌注的空间依赖性热导率，ρb为非肿瘤区域的密度，cb为非肿瘤区域的比热，ωb(X)为非肿瘤灌注的空间依赖性热导率，Ta动脉温度，Qm(X,t)为代谢热产生率，Q1为潜热，X为以肿瘤中心为坐标原点的坐标系中的任意坐标点的坐标；
根据所述肿瘤数据和与各所述冰球生长时长对应的温度小于设定温度的所有坐标点得到每条穿刺路径下的各所述冰球生长时长对应的肿瘤冰球体积和非肿瘤冰球体积。
6.根据权利要求1所述的肿瘤穿刺路径获得方法，其特征在于，根据所述进针区域和所述肿瘤中心点得到与所述组织结构数据对应的组织结构不相交的多条穿刺路径，包括：
从所述进针区域中选取多个进针点，并将所述多个进针点分别与所述肿瘤中心点连接以得到多条初始路径；
将所述多条初始路径中与所述组织结构数据对应的组织结构相交的路径删除，以得到与所述组织结构不相交的多条穿刺路径。
7.根据权利要求1所述的肿瘤穿刺路径获得方法，其特征在于，所述组织结构数据包括血管、肺、心脏、胃、肾、胆囊和骨骼的数据。
8.根据权利要求1所述的肿瘤穿刺路径获得方法，其特征在于，根据所述肿瘤数据从所述体表数据中选取进针区域包括：
根据所述肿瘤数据中的肿瘤轮廓在主要进针方向设置锥形区域，并将该锥形区域与体表数据中的皮肤相交围合形成的区域作为的进针区域。
9.根据权利要求1所述的肿瘤穿刺路径获得方法，其特征在于，对医学影像图像处理得到肿瘤数据和组织结构数据包括：
利用训练的神经网络分割模型对所述医学影像图像进行图像分割处理以得到肿瘤数据和组织结构数据。
10.一种存储介质，该存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被一个或多个处理器执行时实现如权利要求1-9中任意一项所述的肿瘤穿刺路径获得方法。
11.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，该计算机程序被所述处理器执行时，执行如权利要求1-9任意一项所述的肿瘤穿刺路径获得方法。
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