[发明专利]一种射频电极进针路径和消融位置的规划方法及装置

权利要求书

1.一种射频电极进针路径和消融位置的规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

进针方向初始化：从皮肤上的进针点区域向肿瘤质心附近的点连线，选取最接近肿瘤长轴方向的连线方向为初始进针方向D₀；

进针路径规划：将肿瘤区域沿D₀方向投影得到二维图像I_T2D，用数量最少的、椭球形射频电极的最大圆形横截面S完全覆盖I_T2D，以每个S为横截面作圆柱体区域，求解每个圆柱体位于肿瘤区域部分的中心，作横截面为S、轴线过所述中心且方向与肿瘤长轴近似平行的圆柱体，得到多条圆柱体进针路径；

消融位置规划：将每条圆柱体进针路径沿其径向投影得到路径内肿瘤的二维图像I_P2D，以数量最少的、长轴为a短轴为b的椭圆完全覆盖I_P2D，所述多个椭圆的位置即为消融位置；a、b分别为射频电极的长轴和短轴。

2.根据权利要求1所述的射频电极进针路径和消融位置的规划方法，其特征在于，肿瘤长轴方向的确定方法包括：

假设肿瘤长轴和短轴所在直线的方程分别为：

y＝k₁x+b₁

z＝k₂x+b₂

基于最小二乘法按下式计算直线参数k₁、b₁、k₂、b₂，得到肿瘤长轴方向：

式中，(x_i,y_i,z_i)是肿瘤上的第i个像素点的坐标，N为像素点数量。

3.根据权利要求2所述的射频电极进针路径和消融位置的规划方法，其特征在于，所述进针方向初始化步骤具体包括：

在皮肤上选取进针点区域，在肿瘤质心周围3mm范围内，由内而外寻找初始消融中心：如果所述范围内的像素点A到所述进针点区域的某个像素点的连线不触碰所有不可触及的解剖结构，且经过正常肝脏组织的距离大于d_liver，则A点为初始消融中心；

从初始消融中心向进针点区域的所有像素点连线，在不触碰所有不可触及的解剖结构，且经过正常肝脏组织距离大于d_liver的连线中，与肿瘤长轴方向夹角最小的连线方向为初始进针方向D₀。

4.根据权利要求3所述的射频电极进针路径和消融位置的规划方法，其特征在于，所述路径规划步骤具体包括：

将肿瘤区域沿D₀方向投影得到二维图像I_T2D；

在I_T2D上生成I_T2D的最小外接矩形，用个直径为的圆对所述矩形进行等距覆盖，L_a、L_b分别为所述矩形的长和宽，表示向上取整；

在保持全覆盖情况下，将每个圆最大限度地向所述矩形的中心逐像素移动，移除对覆盖没有贡献的圆；

以每个圆为横截面作圆柱体区域，将每个圆柱体位于肿瘤区域部分的中心作为消融中心，从每个消融中心向进针点区域的所有像素点连线，在不触碰所有不可触及的解剖结构，且经过正常肝脏组织距离大于d_liver的连线中，求解与肿瘤长轴方向夹角最小的连线，以所述连线为轴线、以直径为d_p的圆为横截面作圆柱体区域，得到多条圆柱体进针路径。

5.根据权利要求4所述的射频电极进针路径和消融位置的规划方法，其特征在于，所述消融位置规划步骤具体包括：

将每条圆柱体进针路径沿其径向投影得到路径内肿瘤的二维图像I_P2D；

用个长轴为a、短轴为b的椭圆等距覆盖I_P2D，L_p为位于肿瘤区域的圆柱体路径的长；

在保持对I_P2D全覆盖并不触碰所有不可触及的解剖结构的情况下，将每个椭圆最大限度地向I_P2D的中心逐像素移动，移除对覆盖没有贡献的椭圆，剩余椭圆的位置即为对应路径的消融位置。