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申请/专利权人：应葵;清华大学

摘要：本发明公开了一种一站式椎骨肿瘤微波消融手术仿真方法及装置，涉及医疗器械及仿真技术领域，其中，方法包括以下步骤：获取病人手术前的磁共振图像，对磁共振图像进行图像分割，并基于分割图像建立病人的个体模型；采集仿体加热时的磁共振测温数据，根据磁共振测温数据计算热源项的分布，并基于热源项的分布建立微波探针模型；对微波探针模型位于个体模型的不同插针位置进行温度仿真，并对温度仿真结果进行热损伤评估，以确定最佳插针位置和加热时长，并生成待消融区域的手术仿真方案。该方法可以辅助医生快速准确的确定合适的插针位置和微波加热参数，有效降低对医生经验的高度依赖。

主权项：1.一种一站式椎骨肿瘤微波消融手术仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：获取病人手术前的磁共振图像，基于以Unet为基础的神经网络对所述磁共振图像进行图像分割，并基于分割图像建立所述病人的个体模型；采集仿体加热时的磁共振测温数据，根据所述磁共振测温数据计算热源项的分布，并基于所述热源项的分布建立微波探针模型，其中，将生物传热模型导热项离散化处理得到差分形式，根据所述差分形式代入磁共振测温数据获取温度在空间、时间上的分布，并通过Pennes方程反解得到所述热源项的分布，或是，获取多个测温点的光纤测温数据；根据所述光纤测温数据对所述磁共振测温数据进行时间上的平滑修正，以得到整个断面所有点的连续时间测温结果，根据所述连续时间测温结果计算所述热源项的分布；以及对所述微波探针模型位于所述个体模型的不同插针位置进行温度仿真，并对温度仿真结果进行热损伤评估，以确定最佳插针位置和加热时长，并生成待消融区域的手术仿真方案，其中，对温度仿真结果进行热损伤评估，以确定最佳插针位置和加热时长，包括：基于Arrhenius动力学模型确定所述温度仿真结果的消融边界；根据所述消融边界和边界损伤阈值计算所述待消融区域的消融比和dice，其中，所述消融比为肿瘤中坏死组织在所述待消融区域中的占比，所述dice为待消融区域和所有坏死组织区域的交集除以待消融区域和所有坏死组织区域的并集；根据消融比和dice确定热损伤区域和待消融区域的最佳匹配，以根据所述最佳匹配确定最佳插针位置和加热时长。

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