CN113967067A - 用于消融针的适形消融模拟方法、装置、存储介质及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于消融针的适形消融模拟方法、装置、存储介质及设备，所述方法包括：根据目标消融组织模拟对应的目标消融区域；根据所述目标消融区域进行温度场模拟，获得温度分布值；根据所述温度分布值和所述目标消融区域对第一消融针进行冷消融模拟，获得第一施针参数集和第一消融区域；根据所述第一消融区域和所述目标消融区域对第二消融针进行热消融模拟，获得第二施针参数集和第二消融区域；根据所述第一消融区域和第二消融区域确定第一覆盖区域，应用本发明实施例提供的方法，能够实现完全适形消融目标组织的消融效果。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种用于消融针的适形消融模拟方法、装置、存储介质及设备。
背景技术
消融技术总体分为热消融和冷消融两大类技术，其原理都是将消融针插入目标组织内，利用消融针产局部物理性高温或低温使崩解细胞组织结构，造成组织细胞的直接坏死，从而达到局部消融的目的。
在进行组织消融过程中，组织往往具有不规则生长的特点，而单根消融针所产生的消融形状通常是固定的，会有目标组织无法被消融，难以达到完全适形消融的目的。
发明内容
本发明实施例为了解决上述现有技术中难以达到完全适形消融目标组织的技术问题，创造性地提供一种用于消融针的适形消融模拟方法、装置、存储介质及设备。
根据本发明第一方面，提供了一种用于消融针的适形消融模拟方法，所述方法包括：根据目标消融组织模拟对应的目标消融区域；根据所述目标消融区域进行温度场模拟，获得温度分布值；根据所述温度分布值和所述目标消融区域对第一消融针进行冷消融模拟，获得第一施针参数集和第一消融区域；根据所述第一消融区域和所述目标消融区域对第二消融针进行热消融模拟，获得第二施针参数集和第二消融区域；根据所述第一消融区域和第二消融区域确定第一覆盖区域。
根据本发明一实施方式，所述方法还包括：通过所述第一覆盖区域和目标消融区域确定第一残差区域；若所述第一残差区域的体积为零，根据所述第一施针参数集和第二施针参数集确定施针模拟方案；若所述第一残差区域的体积大于零，根据所述第一残差区域对其他消融针进行消融模拟，获得其他施针参数集、其他覆盖区域和其他残差区域。
根据本发明一实施方式，根据所述温度分布值和所述目标消融区域对第一消融针进行冷消融模拟，获得第一施针参数集和第一消融区域，包括：根据所述温度分布值对所述第一消融针进行参数模拟，获得第一模拟参数集和对应的第一模拟区域；根据所述目标消融区域对所述第一模拟区域进行筛选，确定区域覆盖值；将对应区域覆盖值数值最大的第一模拟区域确定为所述第一消融区域；将与所述第一消融区域对应的第一模拟参数集确定为第一施针参数集。
根据本发明一实施方式，所述方法还包括：确定目标保留组织；根据所述目标消融区域对所述目标保留组织进行模拟，获得目标保留区域；根据所述目标保留区域对所述第一模拟区域进行筛选，确定区域惩罚值；根据所述区域惩罚值对所述区域覆盖值进行修正，获得区域修正值；将对应所述区域修正值数值最大的第一模拟区域确定为所述第一消融区域。
根据本发明一实施方式，所述根据所述第一消融区域和所述目标消融区域对第二消融针进行热消融模拟，获得第二施针参数集和第二消融区域，包括：根据所述温度分布值对所述第二消融针进行参数模拟，获得第二模拟参数集和对应的第二模拟区域；根据所述目标消融区域和所述第一消融区域对第二模拟区域进行筛选，确定所述第二消融区域；将所述第二消融区域对应的第二模拟参数集确定为第二施针参数集。
根据本发明一实施方式，所述根据所述目标消融区域和所述第一消融区域对第二模拟区域进行筛选，确定所述第二消融区域，包括：根据所述目标消融区域确定目标消融边界；根据所述第一消融区域对所述目标消融边界进行筛选，确定第二消融边界；根据所述第二消融边界对第二消融针进行热消融模拟，确定第二消融区域。
根据本发明一实施方式，在根据所述第二消融边界对第二消融针进行热消融模拟，确定第二消融区域之前，所述方法还包括：确定所述第二消融边界是否凹面边界；若确定为所述第二消融边界为凹面边界，根据所述第二消融边界对第二消融针进行热消融模拟，确定第二消融区域。
根据本发明一实施方式，所述施针参数包括消融针功率、消融针尺寸、消融时间和消融针角度。
根据本发明第二方面，还提供了一种用于消融针的适形消融模拟装置，所述装置包括：区域模拟模块，用于根据目标消融组织模拟对应的目标消融区域；温度场模拟模块，用于根据所述目标消融区域进行温度场模拟，获得温度分布值；消融模拟模块，用于根据所述温度分布值和所述目标消融区域对第一消融针进行冷消融模拟，获得第一施针参数集和第一消融区域；所述消融模拟模块，还用于根据所述第一消融区域和所述目标消融区域对第二消融针进行热消融模拟，获得第二施针参数集和第二消融区域；确定模块，用于根据所述第一消融区域和第二消融区域确定第一覆盖区域。
根据本发明一实施方式，所述确定模块，还用于通过所述第一覆盖区域和目标消融区域确定第一残差区域；所述确定模块，还用于若所述第一残差区域的体积为零，根据所述第一施针参数集和第二施针参数集确定施针模拟方案；所述确定模块，还用于若所述第一残差区域的体积大于零，根据所述第一残差区域对其他消融针进行消融模拟，获得其他施针参数集、其他覆盖区域和其他残差区域。
根据本发明一实施方式，所述消融模拟模块，包括：模拟子模块，用于根据所述温度分布值对所述第一消融针进行参数模拟，获得第一模拟参数集和对应的第一模拟区域；筛选子模块，用于根据所述目标消融区域对所述第一模拟区域进行筛选，确定区域覆盖值；确定子模块，用于将对应区域覆盖值数值最大的第一模拟区域确定为所述第一消融区域；所述确定子模块，还用于将与所述第一消融区域对应的第一模拟参数集确定为第一施针参数集。
根据本发明一实施方式，所述确定模块，还用于确定目标保留组织；所述区域模拟模块，还用于根据所述目标消融区域对所述目标保留组织进行模拟，获得目标保留区域；所述装置还包括：筛选模块，用于根据所述目标保留区域对所述第一模拟区域进行筛选，确定区域惩罚值；修正模块，用于根据所述区域惩罚值对所述区域覆盖值进行修正，获得区域修正值；所述确定模块，还用于将对应所述区域修正值数值最大的第一模拟区域确定为所述第一消融区域。
根据本发明一实施方式，所述模拟子模块，还用于根据所述温度分布值对所述第二消融针进行参数模拟，获得第二模拟参数集和对应的第二模拟区域；所述筛选子模块，还用于根据所述目标消融区域和所述第一消融区域对第二模拟区域进行筛选，确定所述第二消融区域；所述确定子模块，还用于将所述第二消融区域对应的第二模拟参数集确定为第二施针参数集。
根据本发明一实施方式，所述筛选子模块，包括：根据所述目标消融区域确定目标消融边界；根据所述第一消融区域对所述目标消融边界进行筛选，确定第二消融边界；根据所述第二消融边界对第二消融针进行热消融模拟，确定第二消融区域。
根据本发明一实施方式，所述确定模块，还用于确定所述第二消融边界是否凹面边界；所述消融模拟模块，还用于若确定为所述第二消融边界为凹面边界，根据所述第二消融边界对第二消融针进行热消融模拟，确定第二消融区域。
根据本发明第三方面，又提供了一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任意所述的一种用于消融针的适形消融模拟方法。
根据本发明第四方面，又提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任意所述的一种用于消融针的适形消融模拟方法。
本发明实施例提供的一种用于消融针的适形消融模拟方法，通过模拟获得与目标消融组织对应的目标消融区域，通过对目标消融区域进行温度场模拟，获得温度分布值；通过第一消融针对目标消融区域进行冷消融模拟，并通过第二消融针对目标消融区域进行热消融模拟，能够使第一消融针和第二消融针的重叠部分的温度场互相抵消，从而使第一覆盖区域上形成凹面，使第一覆盖区域的形状更具多样性，不局限于椭球状，通过调控第一消融区域和第二消融区域之间的位置关系，能够实现完全适形消融目标消融区域的消融效果。
需要理解的是，本发明的教导并不需要实现上面所述的全部有益效果，而是特定的技术方案可以实现特定的技术效果，并且本发明的其他实施方式还能够实现上面未提到的有益效果。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：
在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。
图1示出了本发明实施例一种用于消融针的适形消融模拟方法的实现流程示意图一；
图2示出了本发明实施例一种用于消融针的适形消融模拟方法的实现流程示意图二；
图3示出了本发明实施例一种用于消融针的适形消融模拟方法的实现流程示意图三；
图4示出了本发明实施例一种用于消融针的适形消融模拟方法的实现流程示意图四；
图5示出了本发明实施例一种用于消融针的适形消融模拟方法的实施场景图一；
图6示出了本发明实施例一种用于消融针的适形消融模拟方法的实施场景图二；
图7示出了本发明实施例一种用于消融针的适形消融模拟装置的实现模块示意图。
图8示出了本发明实施例一种计算机设备的实现结构示意图。
具体实施方式
下面将参考若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。相反，提供这些实施方式是为使本发明更加透彻和完整，并能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。
图1示出了本发明实施例一种用于消融针的适形消融模拟方法的实现流程示意图一。
参见图1，根据本发明实施例第一方面，提供了一种用于消融针的适形消融模拟方法，方法包括：操作101，根据目标消融组织模拟对应的目标消融区域；操作102，根据目标消融区域进行温度场模拟，获得温度分布值；操作103，根据温度分布值和目标消融区域对第一消融针进行冷消融模拟，获得第一施针参数集和第一消融区域；操作104，根据第一消融区域和目标消融区域对第二消融针进行热消融模拟，获得第二施针参数集和第二消融区域；操作105，根据第一消融区域和第二消融区域确定第一覆盖区域。
本发明实施例提供的一种用于消融针的适形消融模拟方法，通过模拟获得与目标消融组织对应的目标消融区域，通过对目标消融区域进行温度场模拟，获得温度分布值；通过对第一消融针进行冷消融模拟，并通过第二消融针配合第一消融针进行热消融，能够使第一消融针和第二消融针的重叠部分互相抵消，从而使第一覆盖区域上形成凹面，使第一覆盖区域不仅仅局限于椭球形，而是能够形成多种具有凹面的形状，从而更加适应于目标消融区域进行消融的目的。本方法适用于具有消融功能的医疗设备，也可以适用于控制该医疗设备的控制装置或辅助装置。
在本方法操作101中，目标消融组织为生物体需要消融的组织，如肿瘤组织等。本方法可以根据目标消融组织的形状、尺寸中的至少之一为依据对目标消融组织进行模拟以获得目标消融区域。具体的，本方法可以通过电子设备在笛卡尔坐标系中对目标消融组织的形状和尺寸进行建模，获得目标消融区域。需要补充的是，本方法可以通过图像采集装置对目标消融组织进行三维图像采集，以获得目标消融组织的三维图像，通过对三维图像进行建模以获得目标消融区域。在一种具体实施方式中，当目标消融组织为肿瘤组织的情况下，可以通过对目标消融组织进行CT切片和三维重组获得目标消融组织的三维图像。
在本方法操作102中，通过对目标消融区域进行温度场模拟，能够了解目标消融区域的温度变化规律与目标消融区域对应的温度分布值。具体的，本方法基于消融针随时间变化在目标消融组织中的热转移过程进行温度场模拟，以了解在目标消融区域消融情况下对应的温度分布值。进一步的，根据实际情况，当本申请的消融过程以热传导方式传递时，温度分布值可以通过热传导方程进行模拟，通常可以采用数值解方法。当本申请的消融过程以对流传热方式传递时，若已知速度分布，则温度分布可以通过能量方程进行模拟。即根据目标消融区域的具体实施场景，本申请可以选择对应的温度场模拟方程对温度分布值进行模拟。
在本方法操作103中，在已知温度分布值和目标消融区域的情况下，需要对第一消融针的施针进行冷消融的模拟，以获得第一施针参数集，以确定第一消融针第一次消融对应的第一消融区域。其中，施针参数集用于表征与消融针相关且能够影响消融区域的多种施针参数信息，包括但不限于消融针功率、消融针尺寸、消融时间、消融针角度等。第一施针参数集用于表征第一消融针第一次施针的参数信息，包括但不限于第一消融针功率、第一消融针尺寸、第一消融时间、第一消融针角度等。第一消融区域为第一施针参数集通过温度模拟获得的温度场，用于表征与第一施针参数集形成的理论消融区域。
在一种实施情况下，施针参数集可以包括：消融针功率、消融针尺寸、消融时间和消融针角度，共四种施针参数。
在本方法操作104中，在目标消融区域和第一消融区域的情况下，通过对第二消融针的施针进行热消融的模拟，以获得第二施针参数集和第二消融区域。同理，第二施针参数集包括但不限于第二消融针功率、第二消融针尺寸、第二消融时间、第二消融针角度等。第二消融区域用于表征与第二施针参数集对应的理论消融区域。
在本方法操作105中，在第一消融区域和第二消融区域的交集部分，第二消融针产生的高温可以与第一消融针所产生的低温进行中和，形成温度场中和，从而使第一消融针对应的交集消融区域不会形成冰球，即第一消融针和第二消融针温度中和的消融区域不会对目标消融区域进行消融。第一覆盖区域为第一消融区域去除被第二消融区域温度中和区域后所得到的区域，该区域覆盖与目标消融区域的重合区域即为第一覆盖区域。第一覆盖区域用于表征第一消融针和第二消融针在目标消融区域中的实际消融区域。
需要补充的是，第一覆盖区域的尺寸可以超出目标消融区域，第一覆盖区域尺寸也可以小于目标消融区域。本方法通常设定第一覆盖区域的尺寸不超过目标消融区域。
通过操作105模拟第一消融区域和第二消融区域之间的温度中和，由于消融针对应的消融区域都为椭球形，两椭球形消融区域相交的情况下，重叠的那部分会被中和，由此剩余的消融区域会形成凹陷形状，即形成具有凹面的第一覆盖区域，该凹面可以更好地贴合目标消融区域的边界，达到适形消融目标消融区域边界的目的。
需要补充的是，本方法的操作102和操作103可以同时执行，可以独立执行，也可以互相结合执行。本方法在实际模拟中，通过调整第一消融针和第二消融针对应的施针参数，可以使第一覆盖区域包含在与第一消融针对应的第一消融区域中，也可以使第一覆盖区域包含在第二消融针所对应的第二消融区域中。
图2示出了本发明实施例一种用于消融针的适形消融模拟方法的实现流程示意图二。
参见图2，根据本发明一实施方式，在操作105之后，方法还包括：操作201，通过第一覆盖区域和目标消融区域确定第一残差区域；操作202，若第一残差区域的体积为零，根据第一施针参数集和第二施针参数集确定施针模拟方案；操作203，若第一残差区域的体积大于零，根据第一残差区域对其他消融针进行消融模拟，获得其他施针参数集、其他覆盖区域和其他残差区域。
在本方法操作201中，可以通过目标消融区域和第一覆盖区域之间的体积差值确定第一残差区域。第一残差区域可以用于表征目标消融区域中未被第一覆盖区域覆盖的区域。可以理解的是，通过第二消融针对第一消融针的温度场分布进行温度中和，能够使第一消融针在目标消融区域上的第一覆盖区域小于第一消融区域。
在一种实施场景中，本方法可以通过第一覆盖区域和目标消融区域的直接差值确定第一残差区域。在另一种实施场景中，本方法可以对第一覆盖区域和目标消融区域在笛卡尔坐标系中进行建模后，根据第一覆盖区域和目标消融区域在笛卡尔坐标系中的实际重叠范围确定第一残差区域。具体为，可以通过目标消融区域和第一覆盖区域相减后加上实际重叠范围，得到第一残差区域。本方法第一残差区域的具体确定方式根据实际场景可以进行适应性调整。本方法在确定第一残差区域之后，通过判断第一残差区域的面积以确定后续操作。
在本方法操作202和操作203中，通过第一残差区域确定是否完成对目标消融区域的完全消融模拟，如果实现对目标消融区域的完全消融模拟，本方法可以输出对应的施针模拟方案，以使设备根据施针模拟方案控制指定数量的消融针到达指定位置，并根据对应施针参数集执行消融处理。
在操作202中，根据目标消融区域的实际情况，当本方法操作102和操作103对应的两次消融模拟就可以完成对目标消融区域的完全消融时，即第一覆盖区域的尺寸等于目标消融区域且第一残差区域的尺寸为零。在该情况下，可以根据所模拟的施针参数确定施针模拟方案。具体的，根据模拟次数确定需要的施针参数，如本方法根据第一施针参数集和第二施针参数集确定对应的施针模拟方案。若在实际情况下，只存在第一施针参数集，则根据第一施针参数集确定对应的施针模拟方案。若存在第三施针参数，则需要根据第一施针参数集、第二施针参数集和第三施针参数确定对应的施针模拟方案。以下不做赘述。在后续操作中，医疗设备可以根据施针模拟方案输出对应的方案报告以提供给工作人员。具体的，施针模拟方案可以包括但不限于：与每根消融针对应的消融针功率、消融针尺寸、消融时间、消融针角度和消融针顶点等。
在操作203中，当第一残差区域的体积大于零的情况下，本方法需要继续模拟其他消融针的其他施针参数集，以指示其他消融针对第一残差区域进行消融。进一步的，本方法可以一次性对多根消融针进行消融模拟，在该情况下，其他施针参数集、其他覆盖区域和其他残差区域对应为多个施针参数集、多个覆盖区域和多个残差区域；也可以一次只模拟一根消融针的消融，在该情况下，其他施针参数集、其他覆盖区域和其他残差区域对应为一次施针参数集、一次覆盖区域和一次残差区域。以此类推，每一轮对第一残差区域的体积进行判断，以确定是否需要进行消融模拟或输出施针方案。进一步的，根据实际情况，本方法对其他消融针的消融模拟也可以采用操作103和操作104，由冷消融和热消融配合的消融针组合进行消融。根据残差区域的具体形状，本方法也可以单采用冷消融或单采用热消融对残差区域进行消融。
需要解释的是，本方法每次的消融模拟是针对目标消融区域的残差区域进行模拟的，即每一次模拟都需要重新确定残差区域，例如完成操作103和操作104的模拟后，得到第一残差区域，本方法将第一残差区域确定为目标消融区域进行第二轮模拟，在完成第二轮模拟得到第二残差区域后，需要将第二残差区域确定为目标消融区域，进行第三轮模拟。以此类推，以下不做赘述。
在另一种可实施方式下，本方法还可以将判断残差区域的体积是否为零替换为其他预设指标，如将预设指标替换为：判断当前覆盖区域是否完全覆盖目标消融区域；判断所有消融针的数量是否超过预设数量等。在其他实施场景中，本方法预设指标还可以替换为上述多种预设指标的结合。本方法预设指标的具体指标内容可以根据实际场景可以进行适应性调整。
需要补充的是，本方法操作202和操作203的设定是为了对每一个操作步骤进行区分，操作202和操作203之间无先后关联关系。
图3示出了本发明实施例一种用于消融针的适形消融模拟方法的实现流程示意图三。
参见图3，根据本发明一实施方式，操作103，根据温度分布值和目标消融区域对第一消融针进行冷消融模拟，获得第一施针参数集和第一消融区域，包括：操作1031，根据温度分布值对第一消融针进行参数模拟，获得第一模拟参数集和对应的第一模拟区域；操作1032，根据目标消融区域对第一模拟区域进行筛选，确定区域覆盖值；操作1033，将对应区域覆盖值数值最大的第一模拟区域确定为第一消融区域；操作1034，将与第一消融区域对应的第一模拟参数集确定为第一施针参数集。
需要补充的是，在本方法操作102中，温度分布值的获得方式具体包括：首先，根据生物热传导方程对目标消融区域进行热传导模拟，确定区域模拟热容、区域模拟导热率和消融热量值；然后，根据区域模拟热容、区域模拟导热率和消融热量值确定温度分布值。
本方法基于生物热传导方程模拟基于消融针随时间变化的生物热转移过程。从而获得消融针在不同时刻下在生物组织间热转移的温度场数值模拟。
具体的，本方法采用基于Pennes的生物热传导方程进行温度场模拟，生物热传导方程具体公式如下：
其中，C用于表征与目标消融组织对应的组织热容；T用于表征与目标消融组织对应的组织温度；t用于表征与消融针对应的时间；k用于表征与目标消融组织对应的导热系数；X用于表征是与目标消融组织上的每一点，可以通过在笛卡尔坐标系中对目标消融组织进行建模，以坐标(x,y,z)进行表征；T(X，t)可以用于表征每一个点每一时刻的温度。
Cb用于表征与目标消融组织对应的血液热容；ωb用于表征与目标消融组织对应的血流灌注量；Qm用于表征与目标消融组织对应的有效新陈代谢的热生成量，Ta用于表征与目标消融组织对应的动脉温度。
其中，与血液相关的参数Cb、ωb、Ta和与代谢相关的参数Qm难以即时获取，因此在本方法的模拟中，对生物热传导方程进行优化，具体的，优化方式可以为省略或用常量代替，那么优化后的热传导方程为：
其中，
可以表征目标消融区域每个点对应的消融所需热量；
可以表征与目标消融区域每个点对应的自身热量，Qr可以表征消融针与目标消融区域每个点对应所需要提供的热量。
当组织热容C、导热系数k和消融针热量Qr已知的情况下，通过热传导方程可以分析获得目标消融区域的温度分布值，即与目标消融区域每个坐标点对应的温度值的分布情况。
在操作1031，确定温度分布值之后，本方法可以根据温度分布值模拟第一消融针对应的第一模拟区域和第一模拟参数集。
原理如下，消融针的施针参数与消融针热量Qr可以进行关联。具体的，消融针热量Qr与消融针功率W、消融针尺寸d、消融时间t关联，由于消融针每一次消融对应的温度场形状是已知的，具体的，消融针对应的温度场形状为椭球形，可以获得椭球在笛卡尔坐标系中的标准体积公式：
其中，(x，y，z)用于表征椭球几何中心在原点时候的椭球边界坐标点，abc用于表征椭球的半径。
对应可知，与消融针对于的模拟区域为椭球内所有点的集合，消融针的顶点即为椭球的几何中心，由此可得，模拟区域所有点的集合可以表征为：
同上，其中，(x，y，z)用于表征模拟区域几何中心在原点时候的模拟区域所有的坐标点，abc用于表征模拟区域的半径。
通过施针参数映射到
中进行扩展，即通过消融针功率W、消融针尺寸d、消融时间t对
进行重新映射。
进一步考虑到，当目标消融区域在笛卡尔坐标系中模拟时，消融针同样需要在笛卡尔坐标系中模拟，消融针角度也可以对模拟区域的形状造成影响，可以通过消融针与距离x轴正方向的偏角θ1，和距离z轴正方向的偏角θ2进行表征。
结合消融针热量Qr对消融针功率W、消融针尺寸d、消融时间t的约束，可以构建对应的五阶多项式f1,f2,f3，从而对
进行重新映射。其中，五阶多项式在这里指代最高的阶数，实际根据数据拟合即可。
具体五阶多项式如下：
x2×f1(W,d,t,θ1)+y2×f2(W,d,t,θ1)+z2×f3(W,d,t,θ2)≤1
根据实际情况，对上述五阶多项式f1,f2,f3进行拟合，如根据实际情况下消融针在不同参数设置下，实际消融区域的坐标点集合，来对四阶多项式f1,f2,f3进行拟合，从而获得多项式的相应参数，以确定目标映射函数，具体的，消融针在静置状态下的模拟区域可以表征为：
S＝fa(W,d,t,θ1,θ2)
其中，S用于表征与消融针对应的模拟区域。
基于上述公式，通过对消融针在不同消融针功率W、消融针尺寸d、消融时间t下达到消融温度的区域，通过预设步进遍历消融针功率W、消融针尺寸d、消融时间t偏角θ1和偏角θ2，可以获得与消融针对应的多组模拟参数和对应的模拟区域，多组模拟参数和对应的模拟区域的整合即为模拟数据集。
将上述原理应用至第一消融针时，可以将与第一消融针冷消融对应的第一模拟区域可以表征为S1-1。对应的，与第一消融针第一次消融对应的第一消融区域可以表征为：
S1-1＝fa(W1-1,d1-1,t1-1,θa1-1,θa2-1)
其中，通过第一消融针进行冷消融模拟，获得第一消融针功率为W1-1、第一消融针尺寸为d1-1、第一消融时间为t1-1，第一偏角为θa1和第二偏角为θa2。通过预设步进依次遍历第一消融针功率、第一消融针尺寸、第一消融时间、第一偏角和第二偏角，可以获得与第一消融针对应的多组第一模拟参数集和第一模拟区域，多组第一模拟参数集和第一模拟区域的整合即为第一模拟数据集。
在操作1032中，通过目标消融区域对第一模拟数据集中的第一模拟区域进行筛选，从而确定满足筛选条件的第一消融区域。在一种具体实施情况下筛选条件可以为确定能够最大化覆盖目标消融区域的第一模拟区域。其中，是否最大化覆盖目标消融区域可以通过区域覆盖值进行体现。本方法可以通过确定每一个第一模拟区域和目标消融区域的交集确定区域覆盖值。具体可以表征为：
区域覆盖值＝SA∩S1-1
其中，SA用于表征目标消融区域，S1-1用于表征第一模拟区域。
在操作1033中，可以通过下述公式确定第一消融区域和第一施针参数集。
公式具体为：
S1-1＝fa(W1-1,d1-1,t1-1,θa1-1,θa2-1)＝argmax(SA∩S1-1)
其中，SA用于表征目标消融区域，S1-1用于表征第一模拟区域。SA∩S1-1用于表征区域覆盖值，argmax(SA∩S1-1)用于表征数值最大的区域覆盖值。在满足上述公式的条件下，本方法将对应的第一模拟参数集确定为第一施针参数集，对应的第一模拟区域确定为第一消融区域。
同操作1031的模拟方法，将上述原理应用至第二消融针时，可以将与第二一消融针热消融对应的第二模拟区域可以表征为S1-2。对应的，与第二消融针热消融对应的第二消融区域可以表征为：
S1-2＝fa(W1-2,d1-2,t1-2,θa1-2,θa2-2)
其中，通过第二消融针进行冷消融模拟，获得第二消融针功率为W1-2、第二消融针尺寸为d1-2、第二消融时间为t1-2、第一偏角为θa1-2和第二偏角为θa2-2。通过预设步进依次遍历第二消融针功率、第二消融针尺寸、第二消融时间、第一偏角和第二偏角，可以获得与第二消融针对应的多组第二模拟参数和第二模拟区域，多组第二模拟参数和第二模拟区域的整合即为第二模拟数据集。
根据本发明一实施方式，方法还包括：首先，确定目标保留组织；然后，根据目标消融区域对目标保留组织进行模拟，获得目标保留区域；再后，根据目标保留区域对第一模拟区域进行筛选，确定区域惩罚值；最后，根据区域惩罚值对区域覆盖值进行修正，获得区域修正值；将对应区域修正值数值最大的第一模拟区域确定为第一消融区域。
为了进一步提高消融过程的准确性，除了消融目标消融区域之外，还需要保证不消融目标保留区域。本方法在模拟的时候，先对目标消融组织进行模拟，然后对目标保留组织进行模拟，以确定目标消融区域和目标保留区域之间的相对位置，从而在对目标消融区域进行消融的同时，尽可能减少目标保留区域的影响。
本方法可以通过对目标保留区域进行耐受模拟，以确定与目标保留区域对于的耐受值，根据耐受值可以确定与区域惩罚值的惩罚权值，通过惩罚权值对区域惩罚值进行加权，以使区域惩罚值更适用于实际场景。其中，权值的取值范围可以为(0,+∞]。具体的，若耐受值较高，惩罚权值的取值可以设定为较大值，如大于1的任一正数。若耐受值较低，惩罚权值的取值可以设定为较小值，如小于1的任一正数。
具体的，在公式中加入惩罚权值后，可以表征为：
S1-1＝fa(W1-1,d1-1,t1-1,θa1-1,θa2-1)＝argmax((SA∩S1-1)-λ(SH∩S1-1))
其中，λ用于表征惩罚权值。
进一步的，在笛卡尔坐标系中对目标消融区域和目标保留区域进行建模的情况下，若目标消融区域和目标保留区域之间的相对位置较远，以使目标保留区域完全不可能和第一模拟区域产生交集，那么区域惩罚值为空集，即
在一种实施场景中，假设目标消融组织为肿瘤组织，在建立笛卡尔坐标系时，可以将X轴的正方向和生物体正面保持一致。通过坐标系可以确定目标消融区域和目标保留区域之间的相对位置。
在一种实施场景下，在获得模拟消融区域的情况下，可以通过模拟消融区域与目标保留区域进行重叠，以确定会被模拟消融区域消融的目标保留区域范围，即区域惩罚值，具体的，区域惩罚值可以通过目标保留区域与模拟消融区域的交集进行表征。
图4示出了本发明实施例一种用于消融针的适形消融模拟方法的实现流程示意图四。
参见图4，根据本发明一实施方式，操作104，根据第一消融区域和目标消融区域对第二消融针进行热消融模拟，获得第二施针参数集和第二消融区域，包括：操作1041，根据温度分布值对第二消融针进行参数模拟，获得第二模拟参数集和对应的第二模拟区域；操作1042，根据目标消融区域和第一消融区域对第二模拟区域进行筛选，确定第二消融区域；操作1043，将第二消融区域对应的第二模拟参数集确定为第二施针参数集。
当第一消融区域的边界超出目标消融边界情况下，第一消融区域超出边界的区域可能对其他组织区域造成损伤，基于此，本方法根据目标消融区域和第一消融区域对第二模拟区域进行筛选，获得满足要求的第二消融区域，使第二消融区域能够中和第一消融区域超出边界的区域，使第一消融区域的实际消融温度场限制于目标消融边界中，起到了保护其他组织区域的目的。
根据本发明一实施方式，根据目标消融区域和第一消融区域对第二模拟区域进行筛选，确定第二消融区域，包括：首先，根据目标消融区域确定目标消融边界；然后，根据第一消融区域对目标消融边界进行筛选，确定第二消融边界；再后，根据第二消融边界对第二消融针进行热消融模拟，确定第二消融区域。
具体的，本方法可以通过笛卡尔坐标系确定与目标消融边界对应的边界坐标点集，以实现对目标消融边界的模拟。然后，本方法在同样的笛卡尔坐标系确定第一消融区域对应的坐标点集，根据目标消融区域和边界坐标点集和第一消融区域的坐标点集，可以确定需要通过第二消融针进行温度中和的边界坐标点集，即与第二消融边界对应的坐标点集。之后，由于第二消融边界对应的坐标点集与第二消融区域的坐标点集是重合的，可以根据椭球公式对第二消融边界对应的坐标点集进行拟合，以确定需要的第二消融区域。之后根据需要的第二消融区域可以对第二消融针的第二模拟参数进行筛选，以确定能够形成第二消融区域的第二施针参数集。
可以理解的是，通过第一消融区域和第二消融区域重叠部分的温度中和，并确定第一消融区域、第二消融区域与目标消融区域的重叠区域，通过第一消融区域减去重叠区域，可以得到第一覆盖区域温度场分布情况。
在另一种实施场景中，可以同时考虑第一消融区域和第二消融区域对目标保留区域的影响，通过第一消融区域、第二消融区域与目标保留区域进行重叠，以确定会被第一消融区域和第二消融区域影响的目标保留区域，即区域惩罚值，具体的，区域惩罚值可以通过目标保留区域与模拟消融区域的交集进行表征。再又一种实施场景中，通过对第二消融针的第二施针参数集进行控制，使第二施针参数集被设定在一合理范围内，不会影响目标保留区域，在该情况下，可以只考虑第一消融区域对目标保留区域的影响。
进一步的，通过综合考虑区域惩罚值和区域覆盖值，以确定对应的第一覆盖区域。具体的，可以通过差值计算的方式使区域惩罚值对区域覆盖值进行修正，以确定最大化覆盖目标消融区域的模拟消融区域。当区域惩罚值与第一消融区关联的情况下，采用如下公式进行表征：
(S1-1-(S1-1∩S1-2)＝fa(W1-1,d1-1,t1-1,θa1-1,θa2-1,W1-2,d1-2,t1-2,θa1-2,θa2-2)＝argmax((SA∩(S1-1-(S1-1∩S1-2)))-(SH∩S1))
其中，SH用于表征目标保留区域。(SH∩S1-1)用于表征区域惩罚值。可以理解的是，当采用其他参数作为区域惩罚值的情况下，对区域惩罚值(SH∩S1-1)替换即可。其中，SA用于表征目标消融区域，S1-1用于表征第一模拟区域，S1-2用于表征第二模拟区域，S1-1∩S1-2用于表征第一重叠区域，(S1-1-(S1-1∩S1-2)用于表征模拟消融区域，(SA∩(S1-1-(S1-1∩S1-2))用于第二区域覆盖值，argmax(SA∩(S1-1-(S1-1∩S1-2)))用于表征数值最大的第二区域覆盖值。
根据本发明一实施方式，在操作104之前，根据第二消融边界对第二消融针进行热消融模拟，确定第二消融区域之前，方法还包括：首先，确定第二消融边界是否凹面边界；然后，若确定为第二消融边界为凹面边界，根据第二消融边界对第二消融针进行热消融模拟，确定第二消融区域。。
可以理解的是，由于与消融针对应的消融区域始终为形态各异的椭球形，本方法在确定是否需要使用冷消融和热消融结合的模拟方法对目标消融区域进行消融之前，可以先对目标消融区域对应的目标消融边界进行判断，当判断为目标消融边界为凹面边界，则认为本方法提供的方法能够实现对目标消融区域的适形消融。进一步的，本方法可以根据凹面边界的数量确定需要配合进行适形消融的消融针的数量。
需要补充的是，当本方法在笛卡尔坐标系中进行模拟的情况下，本方法的施针参数还包括与消融针对应的消融中心(x,y,z)。具体的，消融中心的确定方法包括：首先，根据目标消融区域对第一消融区域进行建模，获得与第一消融区域对应的坐标点集；然后，根据坐标点集确定与第一消融区域对应的第一消融中心。
在确定最大区域覆盖值的情况下，可以获得与第一消融针所对应的第一施针参数集和第一消融区域S1-1，通过计算第一消融区域S1-1的消融中心对应笛卡尔坐标系中的坐标点即为第一消融针产生温度源的点，通常为消融针的顶点。
具体的，消融中心(x,y,z)的寻找方法即在形成的第一消融区域S1-1点集(X,Y,Z)中，通过如下公式确定：
x＝(Xmax-Xmin)
y＝(Ymax-Ymin)
z＝(Zmax-Zmin)
其中，Xmax为最大X轴坐标，Xmin为最小X轴坐标；Ymax为最大Y轴坐标，Ymin为最小Y轴坐标；Zmax为最大Z轴坐标，Zmin为最小Z轴坐标。
同理，根据上述方法可以确定其他消融区域的消融中心。
为方便以上实施方式的进一步理解，以下提供几种具体实施场景进行补充解释。
图5示出了本发明实施例一种用于消融针的适形消融模拟方法的实施场景图一。
在第一种实施场景中，目标消融区域如图5所示，其主要呈椭球形，在侧边形成有向几何中心X11凹陷的一个凹面。通过第一消融针对该目标消融区域进行冷消融模拟，通过第二消融针对该目标消融区域的凹面进行热消融模拟，使第一消融针的第一消融区域与目标区域的非凹面的椭球形区域重合，根据第一消融区域对第一施针参数集进行筛选，此时，第一消融针的消融中心与X11重合。并通过第二消融针与凹面边界拟合，获得对应的第二消融区域。根据第二消融区域的需要范围对第二施针参数集进行筛选，第二消融针的消融中心与X12重合。控制筛选获得的第一施针参数集和第二施针参数集对目标消融区域进行消融。
图6示出了本发明实施例一种用于消融针的适形消融模拟方法的实施场景图二。
在第二种实施场景中，目标消融区域如图6所示，其主要呈椭球形，在侧边形成有向几何中心X21凹陷的两个凹面。通过第一消融针对该目标消融区域进行冷消融模拟，通过第二消融针和第三消融针分别对该目标消融区域的一个凹面进行热消融模拟，使第一消融针的第一消融区域与目标区域的非凹面的椭球形区域重合，根据第一消融区域对第一施针参数集进行筛选，此时，第一施针参数集的消融中心与X21重合。并通过第二消融针与其中一个凹面边界拟合，获得对应的第二消融区域，根据第二消融区域的需要范围对第二施针参数集进行筛选，第二消融针的消融中心与X22重合。同样的，通过第三消融针与另一个凹面边界拟合，获得对应的第三消融区域，根据第三消融区域的需要范围对第三施针参数进行筛选，第三消融针的消融中心与X23重合。控制筛选获得的第一施针参数集、第二施针参数集和第三施针参数集对目标消融区域进行消融。
图7示出了本发明实施例一种用于消融针的适形消融模拟装置的实现模块示意图。
参见图7，根据本发明第二方面，还提供了一种用于消融针的适形消融模拟装置，装置包括：区域模拟模块701，用于根据目标消融组织模拟对应的目标消融区域；温度场模拟模块702，用于根据目标消融区域进行温度场模拟，获得温度分布值；消融模拟模块703，用于根据温度分布值和目标消融区域对第一消融针进行冷消融模拟，获得第一施针参数集和第一消融区域；消融模拟模块703，还用于根据第一消融区域和目标消融区域对第二消融针进行热消融模拟，获得第二施针参数集和第二消融区域；确定模块704，用于根据第一消融区域和第二消融区域确定第一覆盖区域。
根据本发明一实施方式，确定模块704，还用于通过第一覆盖区域和目标消融区域确定第一残差区域；确定模块704，还用于若第一残差区域的体积为零，根据第一施针参数集和第二施针参数集确定施针模拟方案；确定模块704，还用于若第一残差区域的体积大于零，根据第一残差区域对其他消融针进行消融模拟，获得其他施针参数集、其他覆盖区域和其他残差区域。
根据本发明一实施方式，消融模拟模块703，包括：模拟子模块7031，用于根据温度分布值对第一消融针进行参数模拟，获得第一模拟参数集和对应的第一模拟区域；筛选子模块7032，用于根据目标消融区域对第一模拟区域进行筛选，确定区域覆盖值；确定子模块7033，用于将对应区域覆盖值数值最大的第一模拟区域确定为第一消融区域；确定子模块7033，还用于将与第一消融区域对应的第一模拟参数集确定为第一施针参数集。
根据本发明一实施方式，确定模块704，还用于确定目标保留组织；区域模拟模块701，还用于根据目标消融区域对目标保留组织进行模拟，获得目标保留区域；装置还包括：筛选模块705，用于根据目标保留区域对第一模拟区域进行筛选，确定区域惩罚值；修正模块706，用于根据区域惩罚值对区域覆盖值进行修正，获得区域修正值；确定模块704，还用于将对应区域修正值数值最大的第一模拟区域确定为第一消融区域。
根据本发明一实施方式，模拟子模块7031，还用于根据温度分布值对第二消融针进行参数模拟，获得第二模拟参数集和对应的第二模拟区域；筛选子模块7032，还用于根据目标消融区域和第一消融区域对第二模拟区域进行筛选，确定第二消融区域；确定子模块7033，还用于将第二消融区域对应的第二模拟参数集确定为第二施针参数集。
根据本发明一实施方式，筛选子模块7032，包括：根据目标消融区域确定目标消融边界；根据第一消融区域对目标消融边界进行筛选，确定第二消融边界；根据第二消融边界对第二消融针进行热消融模拟，确定第二消融区域。
根据本发明一实施方式，确定模块704，还用于确定第二消融边界是否凹面边界；消融模拟模块703，还用于若确定为第二消融边界为凹面边界，根据第二消融边界对第二消融针进行热消融模拟，确定第二消融区域。
这里需要指出的是：以上对针对一种用于消融针的适形消融模拟装置实施例的描述，与前述图1至6所示的方法实施例的描述是类似的，具有同前述图1至6所示的方法实施例相似的有益效果，因此不做赘述。对于本发明一种用于消融针的适形消融模拟装置实施例中未披露的技术细节，请参照本发明前述图1至6所示的方法实施例的描述而理解，为节约篇幅，因此不再赘述。
根据本发明实施例第三方面，又提供了一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现上述任意的一种用于消融针的适形消融模拟方法。
图8示出了本发明实施例一种计算机设备的实现结构示意图。
参见图8，根据本发明第三方面，又提供了一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现上述任意的一种用于消融针的适形消融模拟方法。
在硬件层面，该设备包括处理器801，可选地还包括内部总线803、网络接口804、存储器802。其中，存储器802可能包含内存，例如高速随机存取存储器(Random-AccessMemory，RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少1个磁盘存储器等。当然，该设备还可能包括其他业务所需要的硬件。
处理器801、网络接口804和存储器802可以通过内部总线803相互连接，该内部总线803可以是ISA(Industry Standard Architecture，工业标准体系结构)总线、PCI(Peripheral Component Interconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(ExtendedIndustry Standard Architecture，扩展工业标准结构)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
存储器802，用于存放执行指令。具体地，执行指令即可被执行的计算机程序。存储器802可以包括内存和非易失性存储器，并向处理器提供执行指令和数据。
在一种可能实现的方式中，处理器801从非易失性存储器中读取对应的执行指令到内存中然后运行，也可从其它设备上获取相应的执行指令，以在逻辑层面上形成用于消融针的适形消融模拟装置。处理器执行存储器所存放的执行指令，以通过执行的执行指令实现本发明任一实施例中提供的用于消融针的适形消融模拟方法。
上述如本发明图7所示实施例提供的用于消融针的适形消融模拟装置执行的方法可以应用于处理器801中，或者由处理器801实现。处理器801可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器801中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器801读取存储器802中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
根据本发明第四方面，又提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任意的一种用于消融针的适形消融模拟方法。
本发明实施例还提出了一种计算机可读存储介质，该可读存储介质存储有执行指令，存储的执行指令被电子设备的处理器执行时，能够使该电子设备执行本发明任一实施例中提供的用于消融针的动态模拟方法，并具体用于执行如图1～图6所示的方法。前述各个实施例中的电子设备可以为计算机。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例，或软件和硬件相结合的形式。
本发明中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (11)
1.一种用于消融针的适形消融模拟方法，其特征在于，所述方法包括：
根据目标消融组织模拟对应的目标消融区域；
根据所述目标消融区域进行温度场模拟，获得温度分布值；
根据所述温度分布值和所述目标消融区域对第一消融针进行冷消融模拟，获得第一施针参数集和第一消融区域；
根据所述第一消融区域和所述目标消融区域对第二消融针进行热消融模拟，获得第二施针参数集和第二消融区域；
根据所述第一消融区域和第二消融区域确定第一覆盖区域。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过所述第一覆盖区域和目标消融区域确定第一残差区域；
若所述第一残差区域的体积为零，根据所述第一施针参数集和第二施针参数集确定施针模拟方案；
若所述第一残差区域的体积大于零，根据所述第一残差区域对其他消融针进行消融模拟，获得其他施针参数集、其他覆盖区域和其他残差区域。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述温度分布值和所述目标消融区域对第一消融针进行冷消融模拟，获得第一施针参数集和第一消融区域，包括：
根据所述温度分布值对所述第一消融针进行参数模拟，获得第一模拟参数集和对应的第一模拟区域；
根据所述目标消融区域对所述第一模拟区域进行筛选，确定区域覆盖值；
将对应区域覆盖值数值最大的第一模拟区域确定为所述第一消融区域；
将与所述第一消融区域对应的第一模拟参数集确定为第一施针参数集。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
确定目标保留组织；
根据所述目标消融区域对所述目标保留组织进行模拟，获得目标保留区域；
根据所述目标保留区域对所述第一模拟区域进行筛选，确定区域惩罚值；
根据所述区域惩罚值对所述区域覆盖值进行修正，获得区域修正值；
将对应所述区域修正值数值最大的第一模拟区域确定为所述第一消融区域。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一消融区域和所述目标消融区域对第二消融针进行热消融模拟，获得第二施针参数集和第二消融区域，包括：
根据所述温度分布值对所述第二消融针进行参数模拟，获得第二模拟参数集和对应的第二模拟区域；
根据所述目标消融区域和所述第一消融区域对第二模拟区域进行筛选，确定所述第二消融区域；
将所述第二消融区域对应的第二模拟参数集确定为第二施针参数集。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标消融区域和所述第一消融区域对第二模拟区域进行筛选，确定所述第二消融区域，包括：
根据所述目标消融区域确定目标消融边界；
根据所述第一消融区域对所述目标消融边界进行筛选，确定第二消融边界；
根据所述第二消融边界对第二消融针进行热消融模拟，确定第二消融区域。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在根据所述第二消融边界对第二消融针进行热消融模拟，确定第二消融区域之前，所述方法还包括：
确定所述第二消融边界是否凹面边界；
若确定为所述第二消融边界为凹面边界，根据所述第二消融边界对第二消融针进行热消融模拟，确定第二消融区域。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述施针参数包括消融针功率、消融针尺寸、消融时间和消融针角度。
9.一种用于消融针的适形消融模拟装置，其特征在于，所述装置包括：
区域模拟模块，用于根据目标消融组织模拟对应的目标消融区域；
温度场模拟模块，用于根据所述目标消融区域进行温度场模拟，获得温度分布值；
消融模拟模块，用于根据所述温度分布值和所述目标消融区域对第一消融针进行冷消融模拟，获得第一施针参数集和第一消融区域；
所述消融模拟模块，还用于根据所述第一消融区域和所述目标消融区域对第二消融针进行热消融模拟，获得第二施针参数集和第二消融区域；
确定模块，用于根据所述第一消融区域和第二消融区域确定第一覆盖区域。
10.一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-8中任一项所述的方法。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的方法。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114469309A (zh) * | 2022-02-16 | 2022-05-13 | 上海睿刀医疗科技有限公司 | 布设及消融装置、策略获得方法、电子设备和存储介质 |
| CN115841873A (zh) * | 2022-11-21 | 2023-03-24 | 天津市鹰泰利安康医疗科技有限责任公司 | 一种消融模拟方法及系统 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060079867A1 (en) * | 2003-04-03 | 2006-04-13 | Nir Berzak | Apparatus and method for accurately delimited cryoablation |
| US20120010479A1 (en) * | 2010-07-09 | 2012-01-12 | Siemens Ag | Method, computer readable medium and device for determining the temperature distribution in a tissue |
| CN104783890A (zh) * | 2015-04-14 | 2015-07-22 | 上海交通大学 | 一种黑色素瘤冷热治疗装置 |
| CN105534593A (zh) * | 2014-10-29 | 2016-05-04 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 介入消融模拟系统及方法 |
| CN110151309A (zh) * | 2018-02-14 | 2019-08-23 | 上海交通大学 | 多模态消融治疗术前规划方法及其设备 |
| CN110882056A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-03-17 | 南京亿高微波系统工程有限公司 | Ct下精准肿瘤微波消融系统 |
| CN112998849A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-06-22 | 南京航空航天大学 | 一种基于多针组合的微波适形消融方法 |
-
2021
- 2021-09-10 CN CN202111064080.3A patent/CN113967067B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060079867A1 (en) * | 2003-04-03 | 2006-04-13 | Nir Berzak | Apparatus and method for accurately delimited cryoablation |
| US20120010479A1 (en) * | 2010-07-09 | 2012-01-12 | Siemens Ag | Method, computer readable medium and device for determining the temperature distribution in a tissue |
| CN105534593A (zh) * | 2014-10-29 | 2016-05-04 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 介入消融模拟系统及方法 |
| CN104783890A (zh) * | 2015-04-14 | 2015-07-22 | 上海交通大学 | 一种黑色素瘤冷热治疗装置 |
| CN110151309A (zh) * | 2018-02-14 | 2019-08-23 | 上海交通大学 | 多模态消融治疗术前规划方法及其设备 |
| CN110882056A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-03-17 | 南京亿高微波系统工程有限公司 | Ct下精准肿瘤微波消融系统 |
| CN112998849A (zh) * | 2021-02-08 | 2021-06-22 | 南京航空航天大学 | 一种基于多针组合的微波适形消融方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114469309A (zh) * | 2022-02-16 | 2022-05-13 | 上海睿刀医疗科技有限公司 | 布设及消融装置、策略获得方法、电子设备和存储介质 |
| CN114469309B (zh) * | 2022-02-16 | 2022-10-21 | 上海睿刀医疗科技有限公司 | 一种消融装置、电极针布设策略获得方法、电子设备和存储介质 |
| CN115841873A (zh) * | 2022-11-21 | 2023-03-24 | 天津市鹰泰利安康医疗科技有限责任公司 | 一种消融模拟方法及系统 |
| CN115841873B (zh) * | 2022-11-21 | 2024-01-16 | 天津市鹰泰利安康医疗科技有限责任公司 | 一种消融模拟方法及系统 |
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