三维超声自动全局寻优及血管树自动图像融合优化肝癌消融计划制定与实施的研究

AAblation is an important treatment for liver cancer, constitution and actualization of the ablation planning are the key factors to satisfactory treatment results. On the basis of previously constructed software, we intend to increase the accuracy and efficiency of ablation planning constitution and reduce the ingury to the important structures in and around the liver using 3D ultrasound automatic global optimization in phantom and animal model. Then we try to enhance the precision of the actualization of the ablation planning and shorten the time spent using automatic 3D ultrasound image fusion by vessel tree. The feasibility, accuracy, influent factors and the best applied condition are evaluated in order to optimize constitution and actualization of the ablation planning which lead to precise, accurate and quick ablation of liver cancer.

消融是肝癌最常用的治疗方法之一，消融计划的合理制定及实施是保证疗效的关键。本项目在前期构建计算机软件的基础上，拟在体外模型和肝癌动物模型上使用三维超声全局寻优方法自动制定穿刺布针方案，以提高消融计划制定的精确性和效率，同时减少肝内、肝周重要结构的损伤；使用三维超声血管树自动图像融合协助穿刺消融，以提高计划实施的准确性并减少操作时间。通过探讨上述方法的可行性、准确性、影响因素及最佳使用条件，期望为临床提供一种对肝癌消融计划制定与实施进行优化的新方法，达到精确、安全、快捷消融肝癌的目的，具有较大的理论研究意义及重要的临床应用价值。

肝癌消融计划的合理制定及实施是保证疗效的关键。为提高肝癌消融的准确性及安全性，本项目分别在在体外模型和临床上评价三维超声图像自动融合技术的准确性及影响因素；另外，在三维超声的基础上，使用计算机辅助肝癌消融计划制定。项目的基本内容按课题设计计划实施,少量作出调整，研究内容主要包括三大部分：.第一部分，通过体外模型评估三维超声-超声（3DUS-US）融合成像的可行性及最优条件。通过体外模型研究发现，缓慢均匀的自由臂扫查速度更适合3DUS-US自动融合成像技术。同时，体外模型初步证实3DUS-US自动融合成像技术具有操作简便、融合快速准确且无经验依赖等优势，可进一步用于评估肝癌消融安全边界。.第二部分，基于肝血管树的3DUS-US图像自动融合初步临床研究。在前期体外模型实验的基础上，应用基于肝血管树的3DUS-US图像自动融合技术对志愿者进行三维超声容积图像自动融合。初步研究结果显示上述图像融合技术成功率高、速度快、配准误差小，使图像融合获得更全面、更准确的信息，可进一步用于肝肿瘤消融治疗术中即时评估消融疗效、指导治疗等方面。.第三部分，探讨基于三维超声的计算机辅助肝癌消融计划制定的可行性及应用价值。在三维超声基础上，采用计算机全局寻优方法辅助肝癌消融计划制定，并与基于二维超声的人工消融计划相比，结果提示基于三维超声计算机辅助的肝癌消融计划制定比传统方法更高效、安全，具有可行性与临床应用价值。.本项目已发表学术论文17篇（SCI收录4篇，国内核心期刊收录13篇），申请发明专利1项。