(19)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局(12)發(fā)明專利田)A61B34/10(2016.01)A61B34/20(2016.01)A61B34/00(2016.01)所(普通合伙)32288本發(fā)明提供一種甲狀腺消融術(shù)中監(jiān)測(cè)方法、分割區(qū)域和病灶區(qū)域，基于病灶區(qū)域的空間信像體數(shù)據(jù)與術(shù)中獲取的超聲圖像序列進(jìn)行實(shí)時(shí)2數(shù)據(jù)獲取單元，用于獲取甲狀腺器官的術(shù)前影像體數(shù)據(jù)；圖像分割單元，用于對(duì)所述術(shù)前影像體數(shù)據(jù)進(jìn)行器官分割，獲得甲狀腺器官分割區(qū)域三維重建單元，用于根據(jù)甲狀腺器官分割區(qū)域、病灶區(qū)域以及消融安全區(qū)域進(jìn)行三維動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)單元，用于將術(shù)前影像體數(shù)據(jù)與術(shù)中獲取的超聲圖像序列進(jìn)行實(shí)時(shí)配準(zhǔn)以觀測(cè)病灶的位置，獲取甲狀腺形變和病灶消融狀態(tài)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)病灶區(qū)域的消融過程以及消融完成情況；所述動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)單元包括：術(shù)中超聲數(shù)據(jù)處理模塊，用于獲取術(shù)中超聲影像數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行分割得到待配準(zhǔn)超聲影像序列和器官分割掩膜序列；2.5D-3D彈性配準(zhǔn)模塊，用于將術(shù)前影像體數(shù)據(jù)、甲狀腺器官分割區(qū)域和待配準(zhǔn)超聲影像序列、器官分割掩膜序列作為形變配準(zhǔn)算法的輸入，進(jìn)行一次彈性配準(zhǔn)，得到剛性變換矩陣RT和三維彈性形變場(chǎng)DDF,并將三維彈性形變場(chǎng)作用于術(shù)前影像體數(shù)據(jù)和消融安全區(qū)域，得到形變后的體數(shù)據(jù)和安全區(qū)域；實(shí)時(shí)二次配準(zhǔn)模塊，用于在消融過程中定時(shí)進(jìn)行二次彈性配準(zhǔn)，將緩存中的術(shù)中超聲影像數(shù)據(jù)與術(shù)前影像體數(shù)據(jù)、甲狀腺器官分割區(qū)域執(zhí)行2.5D-3D彈性配準(zhǔn)模塊中的所述形變配準(zhǔn)算法，得到剛性變換矩陣RT和三維彈性形變場(chǎng)DDF,并將三維彈性形變場(chǎng)作用于術(shù)前影像體數(shù)據(jù)和消融安全區(qū)域，得到形變后的體數(shù)據(jù)和安全區(qū)域；消融完成確認(rèn)模塊，用于將實(shí)時(shí)超聲影像與形變后的體數(shù)據(jù)、安全區(qū)域融合，基于融合結(jié)果確認(rèn)病灶及安全區(qū)域消融完成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲狀腺消融術(shù)中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)獲取單元中，獲取甲狀腺器官的術(shù)前影像體數(shù)據(jù)包括：接收實(shí)時(shí)的超聲影像數(shù)據(jù)，所述超聲影像數(shù)據(jù)為通過綁定在超聲探頭上的電磁傳感器采集，按照預(yù)設(shè)路徑連續(xù)掃描甲狀腺整體覆蓋區(qū)域獲取的帶有空間坐標(biāo)信息的二維超聲影像序列；查找二維超聲影像序列的空間信息確定序列的邊界，通過空間插值算法構(gòu)建邊界內(nèi)的像素點(diǎn)形成術(shù)前影像體數(shù)據(jù)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲狀腺消融術(shù)中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)獲取單元中，獲取甲狀腺器官的術(shù)前影像體數(shù)據(jù)，包括：導(dǎo)入現(xiàn)有醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)，所述醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)的類型至少包括超聲圖像、CT圖像、MRI圖像和PET圖像中的一種；所述醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)具有多層切片圖像，每個(gè)切片圖像具有在三維空間中的位置信息；將切片圖像結(jié)合形成術(shù)前影像體數(shù)據(jù)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲狀腺消融術(shù)中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述圖像分割單元中，對(duì)所述術(shù)前影像體數(shù)據(jù)進(jìn)行器官分割，獲得甲狀腺器官分割區(qū)域和病灶區(qū)域，包括：基于AI進(jìn)行甲狀腺器官的自動(dòng)分割或者手動(dòng)勾勒，得到甲狀腺器官的分割數(shù)據(jù)，瀏覽橫斷面、矢狀面和冠狀面數(shù)據(jù)，找到有病灶區(qū)域的幀并勾勒出病灶區(qū)域。35.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲狀腺消融術(shù)中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述圖像分割單元中，基于病灶區(qū)域的空間信息，生成消融安全區(qū)域，包括：遍歷病灶區(qū)域，提取各幀中的病灶輪廓點(diǎn)；將病灶輪廓點(diǎn)變換到物理空間，得到物理空間病灶輪廓點(diǎn)；搜索物理空間病灶輪廓點(diǎn)周圍的相鄰點(diǎn)，擬合出曲面，記錄該點(diǎn)的法向量；將物理空間病灶輪廓點(diǎn)沿法向量方向移動(dòng)預(yù)設(shè)單位，得到相應(yīng)的安全區(qū)域輪廓點(diǎn)；遍歷物理空間病灶輪廓點(diǎn)，得到各輪廓點(diǎn)拓展的安全區(qū)域輪廓點(diǎn)，形成消融安全區(qū)域。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲狀腺消融術(shù)中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述三維重建單元具體執(zhí)行以下步驟：利用nifty格式數(shù)據(jù)中含有的空間信息，通過Marchingcube移動(dòng)立方體算法計(jì)算出分割數(shù)據(jù)的表面頂點(diǎn)物理坐標(biāo)，形成重建的器官網(wǎng)格，獲取3D可視化圖像。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲狀腺消融術(shù)中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)單元還包括：造影后再次配準(zhǔn)模塊，用于在造影劑注射完成后，在超聲造影圖像中若還存在未消融完成的部分，再次由2.5D-3D彈性配準(zhǔn)模塊和實(shí)時(shí)二次配準(zhǔn)模塊執(zhí)行配準(zhǔn)，直到消融完成。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲狀腺消融術(shù)中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述2.5D-3D彈性配準(zhǔn)模塊中，將三維彈性形變場(chǎng)作用于術(shù)前影像體數(shù)據(jù)和消融安全區(qū)域，得到形變后的體數(shù)據(jù)和安全區(qū)域，包括：首先對(duì)原有的數(shù)據(jù)進(jìn)行剛性旋轉(zhuǎn)和平移，然后使用彈性形變場(chǎng)計(jì)算每個(gè)點(diǎn)變化之后的位置，最后重新計(jì)算體數(shù)據(jù)和安全區(qū)域每個(gè)位置的像素值。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲狀腺消融術(shù)中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述實(shí)時(shí)二次配準(zhǔn)模塊中，定時(shí)進(jìn)行二次彈性配準(zhǔn)，包括：設(shè)置一個(gè)隊(duì)列屬性的緩存，保存n幀甲狀腺的超聲影像數(shù)據(jù)與甲狀腺外輪廓分割的掩膜數(shù)據(jù)，當(dāng)緩存中的數(shù)據(jù)大于n幀時(shí)，刪除第一幀，加入最新一幀到最后的位置，將緩存中的數(shù)據(jù)和術(shù)前體數(shù)據(jù)執(zhí)行形變配準(zhǔn)過程。10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，其上存有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)甲狀腺消融術(shù)中監(jiān)測(cè)方法，包括：S1、獲取甲狀腺器官的術(shù)前影像體數(shù)據(jù)；S2、對(duì)所述術(shù)前影像體數(shù)據(jù)進(jìn)行器官分割，獲得甲狀腺器官分割區(qū)域和病灶區(qū)域，基于病灶區(qū)域的空間信息，生成消融安全區(qū)域；S3、基于甲狀腺器官分割區(qū)域、病灶區(qū)域以及消融安全區(qū)域進(jìn)行三維重建及可視化，獲取重建器官體數(shù)據(jù)；S4、將術(shù)前影像體數(shù)據(jù)與術(shù)中獲取的超聲圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)配準(zhǔn)以觀測(cè)病灶的位置；并基于術(shù)中影像序列、器官分割掩膜序列以及術(shù)前影像體數(shù)據(jù)進(jìn)行彈性配準(zhǔn)，獲取甲狀腺形變和病灶消融狀態(tài)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)病灶區(qū)域的消融過程以及消融完成情況，具體包括以下步驟：獲取術(shù)中超聲影像數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行分割得到待配準(zhǔn)超聲影像序列和器官分割掩膜序?qū)⑿g(shù)前影像體數(shù)據(jù)、甲狀腺器官分割區(qū)域和待配準(zhǔn)超聲影像序列、器官分割掩膜序列作為形變配準(zhǔn)算法的輸入，進(jìn)行一次彈性配準(zhǔn)，得到剛性變換矩陣RT和三維彈性形變場(chǎng)4DDF,并將三維彈性形變場(chǎng)作用于術(shù)前影像體數(shù)據(jù)和消融安全區(qū)域，得到形變后的體數(shù)據(jù)和安全區(qū)域；在消融過程中定時(shí)進(jìn)行二次彈性配準(zhǔn)，將緩存中的術(shù)中超聲影像數(shù)據(jù)與術(shù)前影像體數(shù)據(jù)、甲狀腺器官分割區(qū)域執(zhí)行2.5D-3D彈性配準(zhǔn)模塊中的所述形變配準(zhǔn)算法，得到剛性變換矩陣RT和三維彈性形變場(chǎng)DDF,并將三維彈性形變場(chǎng)作用于術(shù)前影像體數(shù)據(jù)和消融安全區(qū)域，得到形變后的體數(shù)據(jù)和安全區(qū)域；將實(shí)時(shí)超聲影像與形變后的體數(shù)據(jù)、安全區(qū)域融合，基于融合結(jié)果確認(rèn)病灶及安全區(qū)域消融完成。11.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：一個(gè)或多個(gè)處理器；所述處理器，用于存儲(chǔ)一個(gè)或多個(gè)程序；當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)程序被所述一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)甲狀腺消融術(shù)S1、獲取甲狀腺器官的術(shù)前影像體數(shù)據(jù)；S2、對(duì)所述術(shù)前影像體數(shù)據(jù)進(jìn)行器官分割，獲得甲狀腺器官分割區(qū)域和病灶區(qū)域，基于病灶區(qū)域的空間信息，生成消融安全區(qū)域；S3、基于甲狀腺器官分割區(qū)域、病灶區(qū)域以及消融安全區(qū)域進(jìn)行三維重建及可視化，獲取重建器官體數(shù)據(jù)；S4、將術(shù)前影像體數(shù)據(jù)與術(shù)中獲取的超聲圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)配準(zhǔn)以觀測(cè)病灶的位置；并基于術(shù)中影像序列、器官分割掩膜序列以及術(shù)前影像體數(shù)據(jù)進(jìn)行彈性配準(zhǔn)，獲取甲狀腺形變和病灶消融狀態(tài)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)病灶區(qū)域的消融過程以及消融完成情況，具體包括以下步驟：獲取術(shù)中超聲影像數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行分割得到待配準(zhǔn)超聲影像序列和器官分割掩膜序?qū)⑿g(shù)前影像體數(shù)據(jù)、甲狀腺器官分割區(qū)域和待配準(zhǔn)超聲影像序列、器官分割掩膜序列作為形變配準(zhǔn)算法的輸入，進(jìn)行一次彈性配準(zhǔn)，得到剛性變換矩陣RT和三維彈性形變場(chǎng)DDF,并將三維彈性形變場(chǎng)作用于術(shù)前影像體數(shù)據(jù)和消融安全區(qū)域，得到形變后的體數(shù)據(jù)和安全區(qū)域；在消融過程中定時(shí)進(jìn)行二次彈性配準(zhǔn)，將緩存中的術(shù)中超聲影像數(shù)據(jù)與術(shù)前影像體數(shù)據(jù)、甲狀腺器官分割區(qū)域執(zhí)行2.5D-3D彈性配準(zhǔn)模塊中的所述形變配準(zhǔn)算法，得到剛性變換矩陣RT和三維彈性形變場(chǎng)DDF,并將三維彈性形變場(chǎng)作用于術(shù)前影像體數(shù)據(jù)和消融安全區(qū)域，得到形變后的體數(shù)據(jù)和安全區(qū)域；將實(shí)時(shí)超聲影像與形變后的體數(shù)據(jù)、安全區(qū)域融合，基于融合結(jié)果確認(rèn)病灶及安全區(qū)域消融完成。5一種甲狀腺消融術(shù)中監(jiān)測(cè)方法、系統(tǒng)、存儲(chǔ)介質(zhì)和電子設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種甲狀腺消融術(shù)中監(jiān)測(cè)方背景技術(shù)[0002]甲狀腺消融術(shù)是一種用于治療甲狀腺結(jié)節(jié)、甲狀腺功能亢進(jìn)和甲狀腺癌的微創(chuàng)手[0003]但是，由于消融過程中甲狀腺形變、水隔離技術(shù)引起腺體位移和熱消融過程中氣化等原因，超聲影像難以在消融的全過程中全程監(jiān)測(cè)病灶的消融狀態(tài)，特別是對(duì)于甲狀腺結(jié)節(jié)消融術(shù)后結(jié)節(jié)輪廓顯示不清，導(dǎo)致超聲無(wú)法判斷消融的范圍是否完全覆蓋腫瘤和是否達(dá)到消融安全邊界。[0004]目前，更多的是依靠醫(yī)生根據(jù)肉眼觀察和臨床經(jīng)驗(yàn)來(lái)完成這一步的工作，可能存[0005]因此，開發(fā)出一種術(shù)中實(shí)時(shí)定位監(jiān)測(cè)病灶以及術(shù)后精準(zhǔn)評(píng)估消融效果的標(biāo)準(zhǔn)化評(píng)估系統(tǒng)，在甲狀腺消融術(shù)式中至關(guān)重要。發(fā)明內(nèi)容[0006]本發(fā)明的目的是針對(duì)甲狀腺消融術(shù)式中的監(jiān)測(cè)問題，提出一種甲狀腺消融術(shù)中監(jiān)測(cè)方法、系統(tǒng)、存儲(chǔ)介質(zhì)和電子設(shè)備。通過對(duì)術(shù)前能看清病灶的甲狀腺影像數(shù)據(jù)進(jìn)行器官分割，標(biāo)記病灶，確定消融范圍及安全邊界，并且消融術(shù)中超聲影像與術(shù)前三維影像實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)與快速配準(zhǔn)，可以有效觀察病灶區(qū)域在實(shí)時(shí)消融中的變化，確保消融效果，減少?gòu)?fù)發(fā)率。[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是：[0009]數(shù)據(jù)獲取單元，用于獲取甲狀腺器官的術(shù)前影像體數(shù)據(jù)；[0010]圖像分割單元，用于對(duì)所述術(shù)前影像體數(shù)據(jù)進(jìn)行器官分割，獲得甲狀腺器官分割區(qū)域和病灶區(qū)域，基于病灶區(qū)域的空間信息，生成消融安全區(qū)域；[0011]三維重建單元，用于根據(jù)甲狀腺器官分割區(qū)域、病灶區(qū)域以及消融安全區(qū)域進(jìn)行三維重建及可視化，獲取重建器官體數(shù)據(jù)；[0012]動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)單元，用于將術(shù)前影像體數(shù)據(jù)與術(shù)中獲取的超聲圖像序列進(jìn)行實(shí)時(shí)配準(zhǔn)以觀測(cè)病灶的位置，獲取甲狀腺形變和病灶消融狀態(tài)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)病灶區(qū)域的消融過程以及消融完成情況。[0014]接收實(shí)時(shí)的超聲影像數(shù)據(jù)，所述超聲影像數(shù)據(jù)為通過綁定在超聲探頭上的電磁傳感器采集，按照預(yù)設(shè)路徑連續(xù)掃描甲狀腺整體覆蓋區(qū)域獲取的帶有空間坐標(biāo)信息的二維超聲影像序列；[0015]查找二維超聲影像序列的空間信息確定序列的邊界，通過空間插值算法構(gòu)建邊界6內(nèi)的像素點(diǎn)形成術(shù)前影像體數(shù)據(jù)；[0016]其中，預(yù)設(shè)路徑沿著矢狀面或者橫斷面橫推，或者以一個(gè)固定的位置做扇形掃描。[0018]導(dǎo)入現(xiàn)有醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)，所述醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)的類型至少包括超聲圖像、CT圖像、MRI圖像和PET圖像中的一種；所述醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)具有多層切片圖像，每個(gè)切片圖像具有在三維空間中的位置信息；[0019]將切片圖像結(jié)合形成術(shù)前影像體數(shù)據(jù)。[0020]進(jìn)一步地，所述圖像分割單元中，對(duì)所述術(shù)前影像體數(shù)據(jù)進(jìn)行器官分割，獲得甲狀腺器官分割區(qū)域和病灶區(qū)域，包括：[0021]對(duì)所述術(shù)前影像體數(shù)據(jù)進(jìn)行器官分割，獲得甲狀腺器官分割區(qū)域和病灶區(qū)域包括：基于AI進(jìn)行甲狀腺器官的自動(dòng)分割或者手動(dòng)勾勒，得到甲狀腺器官的分割數(shù)據(jù)，從橫斷面，矢狀面，冠狀面瀏覽找到有病灶區(qū)域的幀并用勾勒出病灶區(qū)域。[0022]進(jìn)一步地，所述圖像分割單元中，基于病灶區(qū)域的空間信息，生成消融安全區(qū)域，[0023]遍歷病灶區(qū)域，提取各幀中的病灶輪廓點(diǎn)；[0024]將病灶輪廓點(diǎn)變換到物理空間，得到物理空間病灶輪廓點(diǎn)；[0025]搜索物理空間病灶輪廓點(diǎn)周圍的相鄰點(diǎn)，擬合出曲面，記錄該點(diǎn)的法向量；[0026]將物理空間病灶輪廓點(diǎn)沿法向量方向移動(dòng)預(yù)設(shè)單位，得到相應(yīng)的安全區(qū)域輪廓[0027]遍歷物理空間病灶輪廓點(diǎn)，得到各輪廓點(diǎn)拓展的安全區(qū)域輪廓點(diǎn)，形成消融安全[0029]利用nifty格式數(shù)據(jù)中含有的空間信息，通過Marchingcube移動(dòng)立方體算法計(jì)算出分割數(shù)據(jù)的表面頂點(diǎn)物理坐標(biāo)，形成重建的器官網(wǎng)格，獲取3D可視化圖像。[0031]術(shù)中超聲數(shù)據(jù)處理模塊，用于獲取術(shù)中超聲影像數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行分割得到待配準(zhǔn)超聲影像序列和器官分割掩膜序列；[0032]2.5D-3D彈性配準(zhǔn)模塊，用于將術(shù)前影像體數(shù)據(jù)、甲狀腺器官分割區(qū)域和待配準(zhǔn)超聲影像序列、器官分割掩膜序列作為形變配準(zhǔn)算法的輸入，進(jìn)行一次彈性配準(zhǔn)，得到剛性變換矩陣RT和三維彈性形變場(chǎng)DDF,并將三維彈性形變場(chǎng)作用于術(shù)前影像體數(shù)據(jù)和消融安全區(qū)域，得到形變后的體數(shù)據(jù)和安全區(qū)域；[0033]實(shí)時(shí)二次配準(zhǔn)模塊，用于在消融過程中定時(shí)進(jìn)行二次彈性配準(zhǔn)，將緩存中的術(shù)中超聲影像數(shù)據(jù)與術(shù)前影像體數(shù)據(jù)、甲狀腺器官分割區(qū)域執(zhí)行2.5D-3D彈性配準(zhǔn)模塊中的所述形變配準(zhǔn)算法，得到剛性變換矩陣RT'和三維彈性形變場(chǎng)DDF,并將三維彈性形變場(chǎng)作用于術(shù)前影像體數(shù)據(jù)和消融安全區(qū)域，得到形變后的體數(shù)據(jù)和安全區(qū)域；[0034]消融完成確認(rèn)模塊，用于將實(shí)時(shí)超聲影像與形變后的體數(shù)據(jù)、安全區(qū)域融合，基于融合結(jié)果確認(rèn)病灶及安全區(qū)域消融完成。[0036]造影后再次配準(zhǔn)模塊，用于在造影劑注射完成后，在超聲造影圖像中若還存在未7消融完成的部分，再次由2.5D-3D彈性配準(zhǔn)模塊和實(shí)時(shí)二次配準(zhǔn)模塊執(zhí)行配準(zhǔn)，直到消融完[0037]進(jìn)一步地，所述2.5D-3D彈性配準(zhǔn)模塊中，將三維彈性形變場(chǎng)作用于術(shù)前影像體數(shù)據(jù)和消融安全區(qū)域，得到形變后的體數(shù)據(jù)和安全[0038]首先對(duì)原有的數(shù)據(jù)進(jìn)行剛性旋轉(zhuǎn)和平移，然后使用彈性形變場(chǎng)計(jì)算每個(gè)點(diǎn)變化之后的位置，最后重新計(jì)算體數(shù)據(jù)和安全區(qū)域每個(gè)位置的像素值。[0040]設(shè)置一個(gè)隊(duì)列屬性的緩存，保存n幀甲狀腺的超聲影像數(shù)據(jù)與甲狀腺外輪廓分割中的數(shù)據(jù)和術(shù)前體數(shù)據(jù)執(zhí)行形變配準(zhǔn)過程。[0042]S1、獲取甲狀腺器官的術(shù)前影像體數(shù)據(jù)；[0043]S2、對(duì)所述術(shù)前影像體數(shù)據(jù)進(jìn)行器官分割，獲得甲狀腺器官分割區(qū)域和病灶區(qū)域，基于病灶區(qū)域的空間信息，生成消融安全區(qū)域；[0044]S3、基于甲狀腺器官分割區(qū)域、病灶區(qū)域以及消融安全區(qū)域進(jìn)行三維重建及可視[0045]S4、將術(shù)前影像體數(shù)據(jù)與術(shù)中獲取的超聲圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)配準(zhǔn)以觀測(cè)病灶的位置；并基于術(shù)中影像序列、器官分割掩膜序列以及術(shù)前影像體數(shù)據(jù)進(jìn)行彈性配準(zhǔn)，獲取甲狀腺形變和病灶消融狀態(tài)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)病灶區(qū)域的消融過程以及消融完成情況。[0046]一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)所述的甲狀腺消融術(shù)中監(jiān)測(cè)方法。當(dāng)所述一個(gè)或多個(gè)程序被所述一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)所述的甲狀腺消融術(shù)中監(jiān)測(cè)方法。[0048]本發(fā)明的有益效果：[0049]本發(fā)明通過一次配準(zhǔn)加上多次快速二次精配準(zhǔn)，省去了術(shù)中采集的數(shù)據(jù)的3d重建過程，方便監(jiān)測(cè)甲狀腺在消融狀態(tài)下的形變，術(shù)中與術(shù)前配準(zhǔn)解決了超聲病灶術(shù)中定位不夠清晰的問題，得到更好的消融結(jié)果。[0050]本發(fā)明公開的甲狀腺消融術(shù)中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過獲取術(shù)前超聲影像體數(shù)據(jù)，對(duì)甲狀腺器官、病灶及消融安全區(qū)域進(jìn)行分割和三維重建，實(shí)現(xiàn)術(shù)中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；具體包括：利用電磁定位技術(shù)采集帶空間信息的二維超聲序列或者導(dǎo)入現(xiàn)有醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)；基于病灶輪廓點(diǎn)生成消融安全區(qū)域；采用Marchingcube算法進(jìn)行三維重建和可視化。在動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)單元，在消融過程中將術(shù)前體數(shù)據(jù)與術(shù)中實(shí)時(shí)超聲圖像進(jìn)行彈性配準(zhǔn)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)甲狀腺形變和病灶消融狀態(tài)；通過設(shè)置緩存隊(duì)列，定時(shí)進(jìn)行二次精配準(zhǔn)，提高配準(zhǔn)精度。最后注射造影劑再次配準(zhǔn)，確認(rèn)消融完成；實(shí)現(xiàn)了甲狀腺微創(chuàng)消融手術(shù)全過程的實(shí)時(shí)精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)，提高了手術(shù)的安全性和有效性，為臨床醫(yī)生提供了重要的輔助決策依據(jù)。[0051]本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。8附圖說明[0052]通過結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明示例性實(shí)施方式進(jìn)行更詳細(xì)的描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將變得更加明顯，其中，在本發(fā)明示例性實(shí)施方式中，相同的參考標(biāo)號(hào)通常代表相同部件。[0053]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的甲狀腺消融術(shù)中監(jiān)測(cè)流程圖。[0054]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的實(shí)時(shí)超聲影像數(shù)據(jù)重建過程示意圖。[0055]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的術(shù)前影像體數(shù)據(jù)器官分割示意圖。[0056]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的術(shù)前影像體數(shù)據(jù)病灶區(qū)域標(biāo)注以及消融安全區(qū)域生成的示意圖。[0057]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的術(shù)前器官以及病灶區(qū)域重建示意圖的示意[0058]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)流程圖。[0059]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的術(shù)中初次彈性配準(zhǔn)的示意圖。具體實(shí)施方式[0060]下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。雖然附圖中顯示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，然而應(yīng)該理解.可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施方式所限制。[0061]實(shí)施例1[0062]本發(fā)明提供了一種甲狀腺消融術(shù)中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，[0063]數(shù)據(jù)獲取單元，用于獲取甲狀腺器官的術(shù)前影像體數(shù)據(jù)；[0064]圖像分割單元，用于對(duì)所述術(shù)前影像體數(shù)據(jù)進(jìn)行器官分割，獲得甲狀腺器官分割區(qū)域和病灶區(qū)域，基于病灶區(qū)域的空間信息，生成消融安全區(qū)域；[0065]三維重建單元，用于根據(jù)甲狀腺器官分割區(qū)域、病灶區(qū)域以及消融安全區(qū)域進(jìn)行三維重建及可視化，獲取重建器官體數(shù)據(jù)；[0066]動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)單元，用于將術(shù)前影像體數(shù)據(jù)與術(shù)中獲取的超聲圖像序列進(jìn)行實(shí)時(shí)配準(zhǔn)以觀測(cè)病灶的位置，獲取甲狀腺形變和病灶消融狀態(tài)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)病灶區(qū)域的消融過程以及消融完成情況。[0067]在一個(gè)示例中，所述數(shù)據(jù)獲取單元內(nèi)，獲取甲狀腺器官的術(shù)前影像體數(shù)據(jù)包括：超聲影像在線采集或?qū)胍延袛?shù)據(jù)：[0068]超聲影像在線采集為：接收實(shí)時(shí)的超聲影像數(shù)據(jù)，所述超聲影像數(shù)據(jù)為通過綁定在超聲探頭上的電磁傳感器采集，按照預(yù)設(shè)路徑連續(xù)掃描甲狀腺整體覆蓋區(qū)域獲取的帶有空間坐標(biāo)信息的二維超聲影像序列；查找二維超聲影像序列的空間信息確定序列的邊界，通過空間插值算法構(gòu)建邊界內(nèi)的像素點(diǎn)形成術(shù)前影像體數(shù)據(jù)。[0069]導(dǎo)入已有數(shù)據(jù)為：導(dǎo)入現(xiàn)有醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)，所述醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)的類型至少包括超切片圖像具有在三維空間中的位置信息；將切片圖像結(jié)合形成術(shù)前影像體數(shù)據(jù)。[0070]在一個(gè)示例中，所述圖像分割單元內(nèi)，對(duì)所述術(shù)前影像體數(shù)據(jù)進(jìn)行器官分割，獲得甲狀腺器官分割區(qū)域和病灶區(qū)域，包括：9[0071]對(duì)所述術(shù)前影像體數(shù)據(jù)進(jìn)行器官分割，獲得甲狀腺器官分割區(qū)域和病灶區(qū)域包括：基于AI進(jìn)行甲狀腺器官的自動(dòng)分割或者手動(dòng)勾勒，得到甲狀腺器官的分割數(shù)據(jù)，從橫斷面，矢狀面，冠狀面瀏覽找到有病灶區(qū)域的幀并用勾勒出病灶區(qū)域。[0073]遍歷病灶區(qū)域，提取各幀中的病灶輪廓點(diǎn)；[0074]將病灶輪廓點(diǎn)變換到物理空間，得到物理空間病灶輪廓點(diǎn)；[0075]搜索物理空間病灶輪廓點(diǎn)周圍的相鄰點(diǎn)，擬合出曲面，記錄該點(diǎn)的法向量；[0076]將物理空間病灶輪廓點(diǎn)沿法向量方向移動(dòng)預(yù)設(shè)單位，得到相應(yīng)的安全區(qū)域輪廓[0077]遍歷物理空間病灶輪廓點(diǎn)，得到各輪廓點(diǎn)拓展的安全區(qū)域輪廓點(diǎn)，形成消融安全區(qū)域。[0078]在一個(gè)示例中，所述三維重建單元具體執(zhí)行以下步驟：[0079]利用nifty格式數(shù)據(jù)中含有的空間信息，通過Marchingcube移動(dòng)立方體算法計(jì)算出分割數(shù)據(jù)的表面頂點(diǎn)物理坐標(biāo)，形成重建的器官網(wǎng)格，獲取3D可視化圖像。[0081]術(shù)中超聲數(shù)據(jù)處理模塊，用于獲取術(shù)中超聲影像數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行分割得到待配準(zhǔn)超聲影像序列和器官分割掩膜序列；[0082]2.5D-3D彈性配準(zhǔn)模塊，用于將術(shù)前影像體數(shù)據(jù)、甲狀腺器官分割區(qū)域和待配準(zhǔn)超聲影像序列、器官分割掩膜序列作為形變配準(zhǔn)算法的輸入，進(jìn)行一次彈性配準(zhǔn)，得到剛性變換矩陣RT和三維彈性形變場(chǎng)DDF,并將三維彈性形變場(chǎng)作用于術(shù)前影像體數(shù)據(jù)和消融安全區(qū)域，得到形變后的體數(shù)據(jù)和安全區(qū)域；[0083]實(shí)時(shí)二次配準(zhǔn)模塊，用于在消融過程中定時(shí)進(jìn)行二次彈性配準(zhǔn)，將緩存中的術(shù)中超聲影像數(shù)據(jù)與術(shù)前影像體數(shù)據(jù)、甲狀腺器官分割區(qū)域執(zhí)行2.5D-3D彈性配準(zhǔn)模塊中的所述形變配準(zhǔn)算法，得到剛性變換矩陣RT和三維彈性形變場(chǎng)DDF,并將三維彈性形變場(chǎng)作用于術(shù)前影像體數(shù)據(jù)和消融安全區(qū)域，得到形變后的體數(shù)據(jù)和安全區(qū)域；[0084]消融完成確認(rèn)模塊，用于將實(shí)時(shí)超聲影像與形變后的體數(shù)據(jù)、安融合結(jié)果確認(rèn)病灶及安全區(qū)域消融完成。[0086]造影后再次配準(zhǔn)模塊，用于在造影劑注射完成后，在超聲造影圖像中若還存在未消融完成的部分，再次由2.5D-3D彈性配準(zhǔn)模塊和實(shí)時(shí)二次配準(zhǔn)模塊執(zhí)行配準(zhǔn)，直到消融完[0087]在一個(gè)示例中，所述2.5D-3D彈性配準(zhǔn)模塊中，將三維彈性形變場(chǎng)作用于術(shù)前影像體數(shù)據(jù)和消融安全區(qū)域，得到形變后的體數(shù)據(jù)和安全區(qū)域，包括：[0088]首先對(duì)原有的數(shù)據(jù)進(jìn)行剛性旋轉(zhuǎn)和平移，然后使用彈性形變場(chǎng)計(jì)算每個(gè)點(diǎn)變化之后的位置，最后重新計(jì)算體數(shù)據(jù)和安全區(qū)域每個(gè)位置的像素值。[0090]設(shè)置一個(gè)隊(duì)列屬性的緩存，保存n幀甲狀腺的超聲影像數(shù)據(jù)與甲狀腺外輪廓分割的掩膜數(shù)據(jù)，當(dāng)緩存中的數(shù)據(jù)大于n幀時(shí)，刪除第一幀中的數(shù)據(jù)和術(shù)前體數(shù)據(jù)執(zhí)行形變配準(zhǔn)過程。[0093]S1、獲取甲狀腺器官的術(shù)前影像體數(shù)據(jù)；[0094]S2、對(duì)所述術(shù)前影像體數(shù)據(jù)進(jìn)行器官分割，獲得甲狀腺器官分割區(qū)域和病灶區(qū)域，基于病灶區(qū)域的空間信息，生成消融安全區(qū)域；[0095]S3、基于甲狀腺器官分割區(qū)域、病灶區(qū)域以及消融安全區(qū)域進(jìn)行三維重建及可視[0096]S4、將術(shù)前影像體數(shù)據(jù)與術(shù)中獲取的超聲圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)配準(zhǔn)以觀測(cè)病灶的位置；并基于術(shù)中影像序列、器官分割掩膜序列以及術(shù)前影像體數(shù)據(jù)進(jìn)行彈性配準(zhǔn)，獲取甲狀腺形變和病灶消融狀態(tài)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)病灶區(qū)域的消融過程以及消融完成情況。[0097]本發(fā)明的甲狀腺消融術(shù)中監(jiān)測(cè)流程如圖1所示，具體包括；[0099]S1.1、使用FreeHand方式在[0100]將電磁定位系統(tǒng)的傳感器以連接器的方式固定到探頭上，沿著固定路徑(例如沿著矢狀面或者橫斷面橫推，或者以一個(gè)固定的位置做扇形掃描),以不小于40幀每秒的速度連續(xù)掃描甲狀腺，掃描過程覆蓋甲狀腺的整體覆蓋區(qū)域，獲取一系列帶有空間坐標(biāo)信息的二維超聲序列圖像Sequs,單張超聲圖像以nifty格式保存；然后通過找到序列的空間信息確定序列的邊界，形成一個(gè)新的體數(shù)據(jù)Volumeus_seg,新的體數(shù)據(jù)的每個(gè)像素值通過空間插值算法得到，從空間序列生成一個(gè)新的外包裹體的過程如圖2所示，為從采集的實(shí)時(shí)超聲序[0101]S1.2、導(dǎo)入現(xiàn)有醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)；[0102]利用影像數(shù)據(jù)導(dǎo)入功能，導(dǎo)入現(xiàn)有影像數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)格式包含di式，數(shù)據(jù)類型包含但是不限于CT/MRI/US/PET等。這些數(shù)據(jù)格式保存了多層切片圖像，每個(gè)圖像切片包含在三維空間中的位置信息，這些切片圖像結(jié)合起來(lái)形成一個(gè)三維的體數(shù)據(jù)，[0103]步驟S1.1和S1.2在系統(tǒng)中是二選一，只能選一個(gè)方式進(jìn)行導(dǎo)入。[0104]S2、器官分割及生成病灶消融安全區(qū)域；行甲狀腺器官的自動(dòng)分割或者手動(dòng)勾勒，得到甲狀腺器官的分割數(shù)據(jù)Volume_maskangan,從橫斷面，矢狀面，冠狀面瀏覽找到有病灶區(qū)域的幀并用勾勒出病灶區(qū)域Volume_maskesion,同時(shí)基于病灶勾勒結(jié)果的空間信息，生成在空間中包裹住病灶輪廓，同時(shí)不超過器官輪廓的消融安全區(qū)域Volume_maskorgam,病灶區(qū)域V以nifty格式保存，內(nèi)部包含了體數(shù)據(jù)的三維信息；[0106]通常，使用nifty格式內(nèi)的空間變換矩陣Matrixpix2phy,該矩陣表示的體數(shù)據(jù)中像素11到物理空間轉(zhuǎn)換矩陣，基于下述公式計(jì)算任意一個(gè)體數(shù)據(jù)中每一個(gè)像素點(diǎn)到在真實(shí)物理空間中的坐標(biāo)。[0109]S2.1、通常，核磁上看到的lesion邊界外5-10mm左右，仍然有域能有一個(gè)較好的治療效果，規(guī)劃消融安全區(qū)域，此區(qū)域范圍大于lesion區(qū)域，但不超過器[0110]S2.2、遍歷病灶區(qū)域Volume_maskesion,提取帶有病灶標(biāo)注幀的輪廓點(diǎn)，記為病灶輪廓點(diǎn)ContourLesionPts,對(duì)病灶輪廓點(diǎn)ContourLesionPtsi中的所有點(diǎn)使用公示1,變換到物理空間，得到物理空間病灶輪廓點(diǎn)ContourLesionPtsphy,有物理空間病灶輪廓點(diǎn)ContourLesionPtsphy中任意一點(diǎn)ContourLesionPtphyj,表示i層第j個(gè)點(diǎn)。搜索其相鄰2n+1個(gè)平面中的2k+1個(gè)相鄰點(diǎn)，使用這批點(diǎn)擬合出曲面cull_suf,記該點(diǎn)的法向量為norm;,j;[0111]S2.3、此時(shí)將ContourLesionPtphyj沿norm,j方向移動(dòng)t個(gè)單位，根據(jù)下述公式得到相應(yīng)的安全區(qū)輪廓點(diǎn)marginPtphy_i,(t×norm;;<=10(單位mm)),[0113]得到所有的拓展安全區(qū)域的點(diǎn)，選取同樣的幀號(hào)，對(duì)同樣幀號(hào)的點(diǎn)，擬合出新的輪廓，并且填充輪廓形成mask,從而形成新安全區(qū)域拓展的體Volume_masksafetymagin;整個(gè)體數(shù)據(jù)器官分割，病灶標(biāo)注以及安全區(qū)域的生成示意圖如圖3,圖4所示。[0115]基于S1,S2步驟生成的帶有標(biāo)注信息的甲狀腺器官分割區(qū)域Volume_maskorgan,病灶區(qū)域Volume_maskjesion以及消融安全區(qū)域Volume_masksafetymagin,完成器官和病灶區(qū)域的三維重建以及3D可視化。[0116]具體的實(shí)施步驟如下所示：基于nifty數(shù)據(jù)Volume_maskorgam中含有的空間信息Matrixp2py,利用下述公式：中每一個(gè)像素點(diǎn)在圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。通過Marchingcube算法計(jì)算出分割數(shù)據(jù)的表面頂點(diǎn)物理坐標(biāo)，形成重建的器官網(wǎng)格，進(jìn)行三維可視化，重建后的示意圖如圖5所示。[0119]S4、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)病灶區(qū)域的消融過程以及消融是否完成；[0120]在完成了三維重建后，啟動(dòng)術(shù)中實(shí)時(shí)配準(zhǔn)流程，將術(shù)前在線重建或者從文件中導(dǎo)入的體數(shù)據(jù)和術(shù)中的超聲進(jìn)行實(shí)時(shí)配準(zhǔn)，方便觀測(cè)病灶的位置，本發(fā)明采用2.5D到3D同時(shí)結(jié)合器官形態(tài)以及影像信息的配準(zhǔn)方式，以術(shù)中圖像序列以及mask序列，加上術(shù)前的體數(shù)[0121]這種方式的優(yōu)勢(shì)在于：不用把多張2d的序列重建出一個(gè)3D的體數(shù)據(jù)進(jìn)行再3d-3d的配準(zhǔn)，省去了大量的時(shí)間，在重建后第一次采集多張影像完成配準(zhǔn)；在后續(xù)的過程中，可以通過緩存多張序列的方式快速進(jìn)行二次精配準(zhǔn)，同時(shí)彌補(bǔ)了整個(gè)過程中的形變以及患者小范圍移動(dòng)帶來(lái)的不匹配，整個(gè)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)流程圖如圖6所示，詳細(xì)過程如下：[0122]S4.1獲取一組超聲甲狀腺的影像，可以使用扇形掃描，平掃等方式，與S1.1中提到[0123]S4.2