[发明专利]一种基于医学影像的消融结果分析方法和系统

说明书

本发明提供了一种基于医学影像的消融结果分析方法和系统。该方法包括：先分别对术前、术后影像进行图像修复以得到第一术前影像和第一术后影像；然后将两者进行配准以得到弹性形变场；再根据弹性形变场计算肿瘤区域的收缩量并进行补偿，以得到第二术后影像；最后根据第一术前影像和第二术后影像进行分析，得到消融结果；该方法无需获取术中消融针的位置信息且补偿了肿瘤在消融过程中的热收缩，提高了分析的便利性和结果的准确性。本发明提供的分析系统包括：图像模块、配准模块、补偿模块、分析模块和显示模块，该系统能够自动提取肿瘤收缩中心点并进行补偿、及消融结果的可视化显示，使得对消融结果的分析过程更加科学、客观和便捷。

技术领域

本发明涉及微波消融技术领域，具体涉及一种基于医学影像和肿瘤热收缩补偿的消融结果分析方法和系统。

背景技术

微波消融手术是一种低侵略性的肝癌治疗手段。通过高温加热肿瘤，使得消融区域完全包裹住肿瘤，实现肿瘤的灭活。微波消融手术的术后评估通过对比肿瘤和消融区域的包裹关系来评估手术疗效。由于肿瘤和消融区域分别存在于术前影像和术后影像中，需要通过配准术前和术后影像，使消融区域映射到术前影像上，来比较肿瘤和消融区域的位置和大小信息，得到二者的包裹关系，实现微波消融手术的评估。

目前，有很多基于配准的消融手术评估算法被提出，代表的算法有：消除肿瘤和消融区域误匹配，消除呼吸运动影响，维持肝脏特殊力学性质等。上述算法旨在通过配准的方法将术前肿瘤和术后消融区域在空间位置上对齐，并在此基础上分析二者位置和大小关系，来实现消融术后评估。而临床研究发现在微波消融手术中，肿瘤会在高温的影响发生不可逆的收缩。在传统的消融术后评估方法中，医生需要掌握术中消融针位置信息，进而估计由高温造成的肿瘤的收缩情况，以到达精准评估手术疗效的目的。但对于一些缺乏临床经验的医生，或消融针位置信息出现误差的情况下，可能会出现因肿瘤收缩情况的估计出现偏差而引起消融手术评估出现错误的情况。

近年来，在掌握术中消融针位置信息的基础上，模拟肿瘤在术中发生的受热收缩运动的肿瘤收缩模型被广泛的研究，肿瘤的收缩情况可以被很精确地预测。然而，在消融手术评估时，通常只有术前和术后的影像信息，而没有术中的消融针位置信息，导致无法预测肿瘤的收缩情况。仅通过术前术后影像信息分析出肿瘤在术中实际发生的收缩情况，精确地提取出肿瘤收缩点，是具有挑战性的。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出了一种基于医学影像和肿瘤热收缩补偿分析消融结果的技术方案。

本发明的目的可通过以下技术措施来实现：

本发明第一方面提供了一种基于医学影像的消融结果分析方法，所述方法包括：

分别对术前影像中的肿瘤区域和术后影像中的消融区域进行图像修复，以得到第一术前影像和第一术后影像；

将所述第一术前影像与所述第一术后影像进行配准，以得到弹性形变场；

根据所述弹性形变场计算肿瘤区域的收缩量、并根据所述收缩量对所述第一术后影像进行补偿，以得到第二术后影像；

对所述第一术前影像和所述第二术后影像进行对比分析，得到消融结果。

优选地，所述方法还包括：

对分析所得的消融结果进行可视化展示，所述消融结果包括肿瘤区域与消融区域的位置信息、大小信息、消融率或安全消融占比中的一种或多种。

优选地，所述“分别对术前影像中的肿瘤区域和术后影像中的消融区域进行图像修复”的步骤包括：

分别按照式(1)计算所述肿瘤区域的邻域中和所述消融区域的邻域中的灰度值的加权和，以得到第一灰度值I_pre和第二灰度值I_post；然后将所述肿瘤区域的灰度值替换为所述第一灰度值I_pre，将所述消融区域的灰度值替换为所述第二灰度值I_post；