一种预估消融耗材及病灶对应信息的方法及装置

技术领域

本申请涉及到医疗软件领域，具体而言，涉及一种预估消融耗材及病灶对应信息的方法及装置。

背景技术

MRgLITT是磁共振成像引导来进行的激光间质热疗，其利用激光释放的热量对病变或结构进行选择性消融。激光消融在实时磁共振成像引导下进行，以治疗几种颅内病变。

当激光照射肿瘤时，肿瘤组织通过吸收激光光子进行相互作用，然后激光光子转化为肿瘤组织内部的热能。可以让肿瘤组织坏死。从而达到治疗的目的，在使用这种方式进行消融时，术中操作监控软件可以生成热图，以可视化热变化和监测肿瘤坏死。

因此，在消融过程中监测病变的热变化对于确保病变完全消融至关重要。在消融的过程中，患者需要在磁共振室内进行激光消融，而医生需要在磁共振室外通过MRI成像实时监控。

激光消融需要设备的支持，也需要一个复杂的操作过程。因此，费用是比较高。对于患者来说，如果能在手术前得到费用的预估是比较贴心的。但是，目前均是在治疗之后给出相关的费用。

发明内容

本申请实施例提供了一种预估消融耗材及病灶对应信息的方法及装置，以至少解决无法预估待消融的病灶以及耗材所导致的费用无法预估的问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种预估消融耗材及病灶对应信息的方法，其特征在于，包括：对待消融的病灶进行预估，得到所述病灶对应的病灶信息，其中，所述病灶信息包括：所述病灶的大小、所述病灶的数量和所述病灶的位置；根据所述病灶信息确定的消融策略；根据所述消融策略确定在执行所述消融策略中所消耗的耗材，其中，所述耗材至少包括光纤；至少根据所述病灶信息和所述耗材确定对所述病灶进行消融对应的预估费用。

进一步地，根据所述消融策略确定在执行所述消融策略中所消耗的耗材包括：根据所述消融策略确定在所述消融策略中所消耗的光纤的类型和光纤的数量；和/或，根据所述消融策略确定所消耗的光纤的类型和数量、光纤跳线以及颅骨钉的数量，其中，所述颅骨钉的数量是根据所述光纤的使用数量确定的。

进一步地，至少根据所述病灶信息和所述耗材确定对所述病灶进行消融对应的费用包括：根据所述病灶的数量以及每个病灶对应的大小确定光纤的数量以及每个光纤的出光时间和功率；根据所述光纤的类型和数量以及所述每个光纤的出光时间和功率确定对所述病灶进行消融对应的预估费用。

进一步地，在进行所述消融之后，所述方法还包括：获取实际被消融的病灶的大小以及实际所使用的光纤的信息；至少根据实际被消融的病灶的大小以及实际所使用的光纤的信息确定实际费用。

进一步地，至少根据实际被消融的病灶的大小以及实际所使用的光纤的信息确定实际费用包括：根据所述实际被消融的病灶的大小、实际所使用的光纤的信息以及每个光纤的出光时间和功率确定所述实际费用。

根据本申请的另一个方面，提供了一种预估消融耗材及病灶对应信息的装置，包括：预估模块，用于对待消融的病灶进行预估，得到所述病灶对应的病灶信息，其中，所述病灶信息包括：所述病灶的大小、所述病灶的数量和所述病灶的位置；第一确定模块，用于根据所述病灶信息确定的消融策略；第二确定模块，用于根据所述消融策略确定在执行所述消融策略中所消耗的耗材，其中，所述耗材至少包括光纤；第三确定模块，用于至少根据所述病灶信息和所述耗材确定对所述病灶进行消融对应的预估费用。

进一步地，所述第二确定模块用于：根据所述消融策略确定在所述消融策略中所消耗的光纤的类型和光纤的数量；和/或，根据所述消融策略确定所消耗的光纤的数量和类型、光纤跳线以及颅骨钉的数量，其中，所述颅骨钉的数量是根据所述光纤的使用数量确定的。

进一步地，所述第三确定模块用于：根据所述病灶的数量以及每个病灶对应的大小确定光纤的数量以及每个光纤的出光时间和功率；根据所述光纤的数量和类型以及所述每个光纤的出光时间和功率确定对所述病灶进行消融对应的预估费用。

进一步地，在进行所述消融之后，还包括：获取模块，用于获取实际被消融的病灶的大小以及实际所使用的光纤的信息；第四确定模块，用于至少根据实际被消融的病灶的大小以及实际所使用的光纤的信息确定实际费用。

进一步地，第四确定模块用于：根据所述实际被消融的病灶的大小、实际所使用的光纤的信息以及每个光纤的出光时间和功率确定所述实际费用。

在本申请实施例中，采用了对待消融的病灶进行预估，得到所述病灶对应的病灶信息，其中，所述病灶信息包括：所述病灶的大小、所述病灶的数量和所述病灶的位置；根据所述病灶信息确定的消融策略；根据所述消融策略确定在执行所述消融策略中所消耗的耗材，其中，所述耗材至少包括光纤；至少根据所述病灶信息和所述耗材确定对所述病灶进行消融对应的预估费用。通过本申请解决了无法预估待消融的病灶以及耗材所导致的费用无法预估的问题，从而可以根据对病灶和耗材的预估来进行费用的预估。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的预估消融耗材及病灶对应信息的流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

需要说明的是，在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系统中执行，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。

在本实施例中提供了一种预估消融耗材及病灶对应信息的方法，图1是根据本申请实施例的预估消融耗材及病灶对应信息的流程图，如图1所示，该流程包括如下步骤：

步骤S102，对待消融的病灶进行预估，得到病灶对应的病灶信息，其中，病灶信息包括：病灶的大小、病灶的数量和病灶的位置；

步骤S104，根据病灶信息确定的消融策略；

步骤S106，根据消融策略确定在执行消融策略中所消耗的耗材，其中，耗材至少包括光纤；

步骤S108，至少根据病灶信息和耗材确定对病灶进行消融对应的预估费用。

通过上述步骤，对病灶信息和消融策略中的耗材进行了预估，从而解决了无法预估待消融的病灶以及耗材所导致的费用无法预估的问题，通过上述步骤可以根据对病灶和耗材的预估来进行费用的预估。

耗材中费用比较高的是光纤，光纤一般情况下是每个患者单独使用的，因此，光纤的价格在总费用中占据了比较的大部分。在一个可选的实施方式中，可以根据消融策略确定在消融策略中所消耗的光纤的类型和光纤的数量。除此之外，还可以考虑光纤跳线和颅骨钉的价格，即，可以根据所述消融策略确定所消耗的光纤的数量和类型、光纤跳线以及颅骨钉的数量，其中，颅骨钉的数量是根据所述光纤的使用数量确定的。

在另一个实施方式中，还可以将治疗的时间作为费用估计的一个根据。治疗的时间可以使用激光的出光时间来进行客观的评估，考虑到激光设备的使用也是需要费用的，在一个可选的实施方式中，还可以根据病灶的数量以及每个病灶对应的大小确定光纤的数量以及每个光纤的出光时间和功率；根据光纤的数量和类型以及每个光纤的出光时间和功率确定对病灶进行消融对应的预估费用。在该可选实施方式中，将激光的使用也考虑在费用预估中，从而可以更加精确的进行估计。

病灶的大小也是预估费用的可以考虑的一个因素，因为病灶的大小以及病灶的位置信息取决于手术的难度，即使使用的光纤是一样的，如果病灶的位置不同，也会导致手术的难度提高。可选地，作为另一个可选的实施方式，可以根据病灶的大小和位置信息确定一个权值，该权值大于等于1，小于等于2。然后将上述预估的费用跟该权值相乘得到使用该权值修正过的费用。

预估的费用和实际的费用可能是不一样的，因此，可以在手术之后获取实际的消融病灶和实际使用的耗材来获取实质的费用。例如，可以至少根据实际被消融的病灶的大小以及实际所使用的光纤的信息确定实际费用。作为一个可选的实施方式，也可以根据病灶的位置信息来确定上述的权值，将实际的费用乘以该权值之后得到修正过的费用。

在获取实际的费用的时候，还可以考虑激光的使用情况，即根据实际被消融的病灶的大小、实际所使用的光纤的信息以及每个光纤的出光时间和功率确定实际费用。需要说明的是，病灶的大小可以用于计算实际费用，而病灶的位置信息可以作为权值确定的依据。或者，实际费用可以仅仅根据使用的光纤的信息和/或每个光纤的出光时间和功率来确定的，然后病灶的大小和/或病灶的位置信息可以用来确定权值，该权值可以用于对实际费用进行修正。

作为另一个可以选择增加的实施方式，可以获取实际费用和预估费用的差距，如果差距大于阈值的情况下，保存预估的消融策略和实际执行的消融策略，获取两个消融策略中的不同之后，并将两个策略中的不同之处进行对比显示。这样可以通过费用的差距查找策略的制定和执行差距比较大的案例，将该案例作为数据进行保存，该案例可以作为后续调整软件预估策略的根据。

进行预估的方式有多种，例如，在本实施例中提供了两种可选的预估模式。

阶段一：术前消融面积预估以及参数预估：

方案一、仿真能量扩散模型预估，具体为：

预估模块建立仿真能量扩散模型，确认所需消融区域的组织类型，组织类型包括一种或两种以上，对消融区域和周边区域进行三维建模，附加材料属性；仿真能量扩散模型包括蒙特卡洛仿真模型和麦克斯韦模拟仿真模型；结合包括比热容，热扩散系数在内的组织材料特性和组织区域的血流灌注率因素进行组织区域温度实时变化模拟；

基于对组织区域温度实时变化模拟，使用热消融计算模型对组织去进行消融模拟，热消融计算模型包括阿伦尼乌斯(Arrhenius)方程和/或CEM43(Sapareto-Deweymodel)模型，结合组织的激活能和阿里纽斯常数，进行动态的热消融仿真评估。

其中，蒙特卡洛仿真模型带入各项材料属性，材料属性包括各向异性、组织吸收率、反射率以及折射率，进行的光子扩散模拟仿真，依据光子扩散模拟仿真结果设置能量分布，即消融区域大小；

由此可见，在该模型中需要使用材料的属性，此时就可以获取光纤的类型以及使用的数量等信息。

其中，麦克斯韦模拟仿真模型进行能量扩散仿真，或者进行电磁和热联合的能量扩散仿真，依据能量扩散模拟仿真结果设置能量分布，即消融区域大小；

消融区域的大小及为病灶的大小，或者病灶的大小根据消融区域的大小的比例可以理解为消融区域的大小是病灶大小的90％到110％。

其中，通过血流灌注、组织热传递、热传导模型以及比热在内的材料参数设置模拟条件，预估模块使用包括ANSYS，Abaqus，MATLAB在内的仿真平台进行物理场耦合计算，得到动态的温度分布结果；

阿伦尼乌斯方程模型反映化学反应速率系数随温度变化关系的经验公式，具体为：

其中，阿伦尼乌斯方程模型用于术中的实时消融反馈，R：是通用气体常数，为8.314J/(mol·K)，T：为温度(k)，A：是速率常数(阿里纽斯常数)，单位为s

通过点击某一个已经完成消融的点后，可以实时的读取消融百分比。

其中，CEM43模型为简化的阿伦尼乌斯方程，为累计当量，等效为组织在43℃下的等效分钟数。

方案二、拟合函数预估，具体为：

预估模块基于实验数据进行动态消融面积变化拟合，通过大量的消融实验，获得大量磁共振温度成像实时消融的模拟结果，在不同的激光输出功率的情况下，进行消融时间和消融面积拟合，得到拟合函数，使用拟合函数进行路径规划，进行预估消融区建模，计算出大致的消融时间、次数以及消融功率和冷却速率，实现消融预估；

基于大量的实际测量数据，在一定的出光功率下，光纤法向中心截面消融面积与时间的拟合函数在前期为线性，之后由于血流灌注以及冷却系统因素的共同作用下，拟合函数趋于收敛，由于980nm或1064nm激光的物理特性限制，存在最大消融面积的限制，最大消融面积的限制形成拟合函数的边界，拟合函数表示为三段式分段函数，第1段为消融面积线性增长阶段，第2段为相同功率下温度收敛阶段，第3段为物理特性限制下的最大消融面积，如下所示：

其中，Area(t)为分段函数，用以表示在消融时间t时的消融面积；D

基于Area(t)为分段函数，本发明的创作者使用弥散光纤，在激光功率为6W，激光波长为980nm，连续出光的条件下，对猪肝进行了大量消融实验，并实时记录了组织类型、组织特性、消融时间、消融面积等实验数据，并将数据归纳为如下：

其中，Area(t)为分段函数，用以表示在消融时间t时的消融面积/mm

在考虑到费用的情况下，可以根据消融面积来进行收费，例如，可以按照平方毫米来进行收费，在上述公式中，Area(t)得到的就是消融的面积，该面积以平方毫米为单位。

阶段二、术中实时消融监测，

监测模块对消融区域以及周边区域进行三维勾画，并附加相应的材料属性，存储组织材料属性清单，如果消融区域存在两种组织或以上，进行精细分割，使得消融参数在组织交界处出现变化；如果消融区域存在肿瘤，肿瘤以外的区域，默认为同一种组织，或者分别进行勾画生成指定的消融区，磁共振温度成像仪测温时，选取三层或以上的互相垂直或平行的扫描平面，在相应的视角切片上，相应的二维的消融区会被提取出来作为消融分析的基础，使用术前消融预估软件进行预估，得到相应的消融参数，消融参数包含冷却速率、激光功率以及出光时间。

将消融探针插入到相应位置，设定磁共振温度成像仪的包括磁共振扫描的FOV(视场角)在内的扫描参数，磁共振温度成像仪可兼容各种尺寸的像素点大小，监测模块会自动识别判断每个像素点的大小，并使用每个像素点作为一个消融单元进行计算。

在使用磁共振温度成像仪的磁共振无创测温下，结合术前的预计消融区的分割以及赋值，即消融参数和材料属性，使用阿伦尼乌斯模型和CEM43模型进行消融预估。

如果实际的消融面积大于预计消融面积，监测模块将自动提出弹框提示是否停止消融，如消融覆盖面积超过110％所述监测模块将自动切断能量输出。

在实际消融之后，可以得到实际消融的病灶的大小，即实际的消融面积的大小。或者也可以称为实际消融的病灶的大小。此时也可以获取到实际使用的光纤以及使用的激光的出光时间以及出光功率等参数。这些均可以作为计算实际费用的依据。

阶段三：术后消融影像评估

评估模块对预估消融区域进行三维立体的虚拟建模，自动拟合成一个近似的消融区域，或者实现术前结构相(或其他多模态图像)与术后的相同序列图像的配准，使用对比差法，对于发生改变的区域进行高亮标识，或者使用三维的快速勾画法重建出术后消融区域，与术前预估的消融区域进行对比，如果计算出消融的百分比如百分比超过110％，则认为消融过度；如果低于90％可认为消融不足，同时需要考虑预计消融区域被重叠的范围和预计消融区域以外的范围。

评估模块不只可以观察消融区域的大小。同时可以观察消融区域是否产生了皱缩或膨胀、水肿，可让医生进行合理的判断，是否需要进行组织抽吸或其他操作。

作为另一种可以选择增加的实施方式，还可以在术后影响评估周，判断消融情况，如果存在消融过度或者消融不足，则可以对此次实际产生的费用进行折扣，例如，根据消融过度和消融不足的情况产生一个第二权值，该权值的取值范围为0.5到1。将该权值与实际产生测费用进行相乘，得到的费用就是实际需要患者支付的费用。

在本实施例中，提供一种电子装置，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行以上实施例中的方法。

上述程序可以运行在处理器中，或者也可以存储在存储器中(或称为计算机可读介质)，计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

这些计算机程序也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤，对应与不同的步骤可以通过不同的模块来实现。在本实施例中就提供了这样的一种装置，该装置可以被称为预估消融耗材及病灶对应信息的装置，该装置包括：预估模块，用于对待消融的病灶进行预估，得到病灶对应的病灶信息，其中，病灶信息包括：病灶的大小、病灶的数量和病灶的位置；第一确定模块，用于根据病灶信息确定的消融策略；第二确定模块，用于根据消融策略确定在执行消融策略中所消耗的耗材，其中，耗材至少包括光纤；第三确定模块，用于至少根据病灶信息和耗材确定对病灶进行消融对应的预估费用。

该装置中的模块对应于上述的方法实施例中的步骤，已经进行过说明的，在此不再赘述。例如，第二确定模块用于：根据消融策略确定在消融策略中所消耗的光纤的类型和光纤的数量；和/或，根据所述消融策略确定所消耗的光纤的数量和类型、光纤跳线以及颅骨钉的数量，其中，颅骨钉的数量是根据光纤的使用数量确定的。

或者，第三确定模块用于：根据病灶的数量以及每个病灶对应的大小确定光纤的数量以及每个光纤的出光时间和功率；根据光纤的数量和类型以及每个光纤的出光时间和功率确定对病灶进行消融对应的预估费用。

又例如，在进行消融之后，还包括：获取模块，用于获取实际被消融的病灶的大小以及实际所使用的光纤的信息；第四确定模块，用于至少根据实际被消融的病灶的大小以及实际所使用的光纤的信息确定实际费用。或者，第四确定模块用于：根据实际被消融的病灶的大小、实际所使用的光纤的信息以及每个光纤的出光时间和功率确定实际费用。

通过本实施例，对病灶信息和消融策略中的耗材进行了预估，从而解决了无法预估待消融的病灶以及耗材所导致的费用无法预估的问题，通过上述步骤可以根据对病灶和耗材的预估来进行费用的预估。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理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权利要求范围之内。