1.本发明涉及立体组织消融效果评估技术领域，特别涉及一种基于杨氏模量的蒸汽消融实时评估方法及装置。
背景技术：2.经皮热消融是一种基于热量的微创治疗方式，在临床中得到了广泛的应用。根据所使用能量的类型，常见的经皮热消融主要包括：射频消融，微波消融，激光消融。但是射频、微波与激光消融在临床应用中，消融中心区域的组织会在达到一定温度后形成碳化，即出现焦黑色蜂窝状组织，如肝组织在超过130℃后会发生碳化。这些碳化的成分会阻碍天线的热传导，从而限制凝固区的区域。而蒸汽消融能够解决上述问题，具体治疗原理为：通过微创介入手术将100℃的水蒸气导入肿瘤组织，进行热消融，其消融区域较射频、微波与激光消融更大，且可以避免微波、射频、激光等对人体的副作用；可用于肝肿瘤、肌肉瘤、肾肿瘤等实体瘤的治疗，且可以实现无碳化消融，极大提高病人的术后生存质量。
3.但目前利用蒸汽消融治疗癌症的方法还处于发展初期，缺乏能够正确反应组织消融程度的效果评估技术，这将会大大限制蒸汽消融技术的发展与应用。
技术实现要素：4.发明目的：本发明的目的是提供一种基于杨氏模量的蒸汽消融实时观测方法，用以实现蒸汽消融中实时疗效观测，本发明同时对应提供一种基于杨氏模量的蒸汽消融实时观测装置。
5.技术方案：本发明提供的一种基于杨氏模量的蒸汽消融实时观测方法，包含以下步骤：
6.1)搭建蒸汽消融离体组织杨氏模量实时2d成像采集系统；
7.2)获得不同消融剂量下离体组织的杨氏模量2d图像与实际消融效果图；
8.3)将不同消融剂量下离体组织杨氏模量2d图像与实际消融效果对比；
9.本发明同时对应提供一种基于杨氏模量的蒸汽消融实时观测装置，包含搭建单元、获取单元、对比单元；
10.搭建单元用以搭建蒸汽消融离体组织杨氏模量实时2d成像采集系统；
11.获取单元用以获得不同消融剂量下离体组织的杨氏模量2d图像与实际消融效果图；
12.对比单元用以将不同消融剂量下离体组织杨氏模量2d图像与实际消融效果对比。
13.有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是首先通过搭建离体猪肝组织蒸汽消融和杨氏模量同步采集系统，采集不同消融剂量下离体猪肝组织的杨氏模量2d图像，采集后与进行了实际消融下的离体猪肝组织的效果进行对比，得到消融边界中杨氏模量的评估阈值，使得在杨氏模量的蒸汽消融方式中实时观测到蒸汽消融效果，为建立基于杨氏模量的蒸汽消融评估模型提供数据基础。
附图说明
14.图1是本发明的流程图；
15.图2是本发明的装置连接图；
16.图3是本发明中消融区域的划分图；
17.图4是本发明中杨氏模量2d图像及实际消融效果对比图。
具体实施方式
18.以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步的解释说明。
19.实施例1
20.请参阅图1所示，本发明提供的基于杨氏模量的蒸汽消融实时观测方法，包含以下步骤：
21.1)请参阅图2所示，搭建蒸汽消融离体组织杨氏模量实时2d成像采集系统，搭建的蒸汽消融离体组织杨氏模量实时2d成像采集系统包含蒸汽消融模块、杨氏模量测量模块、数据存储模块，且采用的离体组织均为离体猪肝组织5；
22.蒸汽消融模块用以产生蒸汽消融所需的蒸汽并将蒸汽植入离体猪肝组织5的病灶部位，蒸汽消融模块包含蒸汽发生器1、消融针2、主控板3、pc4，消融针2与蒸汽发生器1连接，蒸汽发生器1同时与主控板3连接，主控板3与pc4连接，消融针2同时插入离体猪肝组织5内，蒸汽发生器1用于产生蒸汽消融所需要的蒸汽，消融针2用于将蒸汽植入离体猪肝组织5的病灶部位，主控板3用于接收pc4的指令并按照指令所示的功率及时间以此控制蒸汽发生器1产生蒸汽，pc4包含软件实现人机交互，pc4向主控板3发送指令使得主控板3控制蒸汽发生器1；
23.杨氏模量测量模块用以进行超声探测并采集离体猪肝组织5的病灶部位的超声图像信息，杨氏模量测量模块包含彩色多普勒超声仪6、超声探头7，超声探头7贴于离体猪肝组织5表面，同时超声探头7与彩色多普勒超声仪连接6，彩色多普勒超声仪6用于采集消融部位的超声图像信息；
24.数据存储模块用以存储离体猪肝组织5的病灶部位的图像信息。
25.2)获得不同消融剂量下离体猪肝组织5的杨氏模量2d图像与实际消融效果图，不同的消融剂量选择不同的消融功率和时间组合，搭配不同型号的消融针2，在开始消融同时启动杨氏模量测量模块和存储存数模块；
26.首先将蒸汽消融针2导入离体猪肝组织5内8cm处，确保整个消融区域均在离体猪肝组织5内，再将超声探头7贴于离体猪肝组织5表面放置，并将超声探头7的中心与消融针2的前端重合，保证超声探头7能够采到消融区域的图像，不同的消融剂量选用不同消融功率和消融时间进行组合，在开始消融的同时开启杨氏模量测量模块并且记录组织杨氏模量图像数据，最终获取杨氏模量2d图像；
27.实际消融包含蒸汽消融模块，将消融针2导入离体猪肝组织5内，打开pc4向主控板3发送指令，主控板3使得蒸汽发生器1按照指令将蒸汽通过消融针2导入离体猪肝组织5内部，高温蒸汽使得离体猪肝组织5的细胞受热变性，进一步杀死肿瘤，最终获得实际消融效果。
28.3)请参阅图3及图4所示，将不同消融剂量下离体猪肝组织5的杨氏模量2d图像与
实际消融效果对比，得到消融边界10中杨氏模量的评估阈值；
29.蒸汽消融后的离体猪肝组织5产生一个类椭球型的消融区域，该消融区域的内部组织细胞全部死亡的区域称为凝固区8，凝固区8外围部分消融区域只有部分细胞死亡，这部分称为充血区9，在凝固区8与充血区9之间即为消融边界10，在消融边界以内的区域，细胞全部死亡，凝固区8为有效的消融区域；
30.将不同消融剂量下的离体猪肝组织的杨氏模量2d图像和实际消融后的区域进行比较，得到消融边界中的离体猪肝组织的杨氏模量范围，正常离体猪肝组织的实际杨氏模量小于50kpa，充血状离体猪肝组织的实际杨氏模量在50-100kpa，凝固状态离体猪肝组织的杨氏模量大于100kpa，经比对，杨氏模量2d图像观测到的有效消融区域与实际消融后的区域相同，因此，依据实时观测到的数据能够更好的建立基于杨氏模量的蒸汽消融评估模型。
31.实施例2
32.对应实施例1，本实施例提供一种基于杨氏模量的蒸汽消融实时观测装置，包含搭建单元、获取单元、对比单元；
33.搭建单元用以搭建蒸汽消融离体组织杨氏模量实时2d成像采集系统，搭建的蒸汽消融离体组织杨氏模量实时2d成像采集系统包含蒸汽消融模块、杨氏模量测量模块、数据存储模块，且采用的离体组织均为离体猪肝组织5；
34.蒸汽消融模块用以产生蒸汽消融所需的蒸汽并将蒸汽植入离体猪肝组织5的病灶部位，蒸汽消融模块包含蒸汽发生器1、消融针2、主控板3、pc4，消融针2与蒸汽发生器1连接，蒸汽发生器1同时与主控板3连接，主控板3与pc4连接，消融针2同时插入离体猪肝组织5内，蒸汽发生器1用于产生蒸汽消融所需要的蒸汽，消融针2用于将蒸汽植入离体猪肝组织5的病灶部位，主控板3用于接收pc4的指令并按照指令所示的功率及时间以此控制蒸汽发生器1产生蒸汽，pc4包含软件实现人机交互，pc4向主控板3发送指令使得主控板3控制蒸汽发生器1；
35.杨氏模量测量模块用以进行超声探测并采集离体猪肝组织5的病灶部位的超声图像信息，杨氏模量测量模块包含彩色多普勒超声仪6、超声探头7，超声探头7贴于离体猪肝组织5表面，同时超声探头7与彩色多普勒超声仪连接6，彩色多普勒超声仪6用于采集消融部位的超声图像信息；
36.数据存储模块用以存储离体猪肝组织5的病灶部位的图像信息。
37.获取单元用以获得不同消融剂量下离体组织的杨氏模量2d图像与实际消融效果图，不同的消融剂量选择不同的消融功率和时间组合，搭配不同型号的消融针2，在开始消融同时启动杨氏模量测量模块和存储存数模块；
38.首先将蒸汽消融针2导入离体猪肝组织5内8cm处，确保整个消融区域均在离体猪肝组织5内，再将超声探头7贴于离体猪肝组织5表面放置，并将超声探头7的中心与消融针2的前端重合，保证超声探头7能够采到消融区域的图像，不同的消融剂量选用不同消融功率和消融时间进行组合，在开始消融的同时开启杨氏模量测量模块并且记录组织杨氏模量图像数据，最终获取杨氏模量2d图像；
39.实际消融包含蒸汽消融模块，具体实施方式为，将消融针2导入离体猪肝组织5内，打开pc4向主控板3发送指令，主控板3使得蒸汽发生器1按照指令将蒸汽通过消融针2导入
离体猪肝组织5内部，高温蒸汽使得离体猪肝组织5的细胞受热变性，进一步杀死肿瘤，最终获得实际消融效果。
40.对比单元用以将不同消融剂量下离体组织杨氏模量2d图像与实际消融效果对比，得到消融边界10中杨氏模量的评估阈值；
41.蒸汽消融后的离体猪肝组织5产生一个类椭球型的消融区域，该消融区域的内部组织细胞全部死亡的区域称为凝固区8，凝固区8外围部分消融区域只有部分细胞死亡，这部分称为充血区9，在凝固区8与充血区9之间即为消融边界10，在消融边界以内的区域，细胞全部死亡，凝固区8为有效的消融区域；
42.将不同消融剂量下的离体猪肝组织的杨氏模量2d图像和实际消融后的区域进行比较，得到消融边界中的离体猪肝组织的杨氏模量范围，正常离体猪肝组织的实际杨氏模量小于50kpa，充血状离体猪肝组织的实际杨氏模量在50-100kpa，凝固状态离体猪肝组织的杨氏模量大于100kpa，经比对，杨氏模量2d图像观测到的有效消融区域与实际消融后的区域相同，因此，依据实时观测到的数据能够更好的建立基于杨氏模量的蒸汽消融评估模型。
43.综上，本发明提供的基于杨氏模量的蒸汽消融实时观测方法及装置，首先通过搭建离体猪肝组织蒸汽消融和杨氏模量同步采集系统，采集不同消融剂量下离体猪肝组织的杨氏模量2d图像，采集后与进行了实际消融下的离体猪肝组织的效果进行对比，得到消融边界中杨氏模量的评估阈值，使得在杨氏模量的蒸汽消融方式中实时观测到蒸汽消融效果，为建立基于杨氏模量的蒸汽消融评估模型提供数据基础。
技术特征：1.一种基于杨氏模量的蒸汽消融实时观测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)搭建蒸汽消融离体组织杨氏模量实时2d成像采集系统；2)获得不同消融剂量下离体组织的杨氏模量2d图像与实际消融效果图；3)将不同消融剂量下离体组织杨氏模量2d图像与实际消融效果对比。2.根据权利要求1所述的基于杨氏模量的蒸汽消融实时观测方法，其特征在于，步骤1)中，搭建的蒸汽消融离体组织杨氏模量实时2d成像采集系统包含蒸汽消融模块、杨氏模量测量模块、数据存储模块；蒸汽消融模块用以产生蒸汽消融所需的蒸汽并将蒸汽植入离体组织，蒸汽消融模块包含蒸汽发生器、消融针、主控板、pc，消融针与蒸汽发生器连接，蒸汽发生器同时与主控板连接，主控板与pc连接，消融针同时插入离体组织内；杨氏模量测量模块用以进行超声探测并采集离体组织内的超声图像信息，杨氏模量测量模块包含彩色多普勒超声仪、超声探头，超声探头贴于离体组织表面，同时超声探头与彩色多普勒超声仪连接；数据存储模块用以存储离体组织内的图像信息。3.根据权利要求1所述的基于杨氏模量的蒸汽消融实时观测方法，其特征在于，步骤2)中，不同的消融剂量选择不同的消融功率和时间组合，搭配不同型号的消融针，在开始消融同时启动杨氏模量测量模块和存储存数模块。4.根据权利要求1或3所述的基于杨氏模量的蒸汽消融实时观测方法，其特征在于，步骤2)中，实际消融包含蒸汽消融模块，将消融针导入离体组织内，打开pc使得蒸汽发生器按照指令将蒸汽通过消融针导入离体组织内，高温蒸汽使得离体组织的细胞受热变性，最终获得实际消融效果。5.根据权利要求1所述的基于杨氏模量的蒸汽消融实时观测方法，其特征在于，步骤3)中，将不同消融剂量下离体组织杨氏模量2d图像与实际消融效果对比，得到消融边界杨氏模量的评估阈值，蒸汽消融后的离体组织产生一个类椭球型的消融区域，该消融区域的内部组织细胞全部死亡的区域称为凝固区，凝固区外围部分消融区域只有部分细胞死亡，这部分称为充血区，在凝固区与充血区之间即为消融边界，在消融边界内的细胞全部死亡，凝固区即为有效消融区域。6.一种基于杨氏模量的蒸汽消融实时观测装置，其特征在于，包含搭建单元、获取单元、对比单元；搭建单元用以搭建蒸汽消融离体组织杨氏模量实时2d成像采集系统；获取单元用以获得不同消融剂量下离体组织的杨氏模量2d图像与实际消融效果图；对比单元用以将不同消融剂量下离体组织杨氏模量2d图像与实际消融效果对比。7.根据权利要求6所述的基于杨氏模量的蒸汽消融实时观测装置，其特征在于，搭建单元中，搭建的蒸汽消融离体组织杨氏模量实时2d成像采集系统包含蒸汽消融模块、杨氏模量测量模块、数据存储模块；蒸汽消融模块用以产生蒸汽消融所需的蒸汽并将蒸汽植入离体组织，蒸汽消融模块包含蒸汽发生器、消融针、主控板、pc，消融针与蒸汽发生器连接，蒸汽发生器同时与主控板连接，主控板与pc连接，消融针同时插入离体组织内；杨氏模量测量模块用以进行超声探测并采集离体组织内的超声图像信息，杨氏模量测
量模块包含彩色多普勒超声仪、超声探头，超声探头贴于离体组织表面，同时超声探头与彩色多普勒超声仪连接；数据存储模块用以存储离体组织内的图像信息。8.根据权利要求6所述的基于杨氏模量的蒸汽消融实时观测装置，其特征在于，获取单元中，不同的消融剂量选择不同的消融功率和时间组合，搭配不同型号的消融针，在开始消融同时启动杨氏模量测量模块和存储存数模块。9.根据权利要求6所述的基于杨氏模量的蒸汽消融实时观测装置，其特征在于，获取单元中，实际消融包含蒸汽消融模块，将消融针导入离体组织内，打开pc使得蒸汽发生器按照指令将蒸汽通过消融针导入离体组织内，高温蒸汽使得离体组织的细胞受热变性，最终获得实际消融效果。10.根据权利要求6所述的基于杨氏模量的蒸汽消融实时观测装置，其特征在于，对比单元中，将不同消融剂量下离体组织杨氏模量2d图像与实际消融效果对比，得到消融边界杨氏模量的评估阈值，蒸汽消融后的离体组织产生一个类椭球型的消融区域，该消融区域的内部组织细胞全部死亡的区域称为凝固区，凝固区外围部分消融区域只有部分细胞死亡，这部分称为充血区，在凝固区与充血区之间即为消融边界，在消融边界内的细胞全部死亡，凝固区即为有效消融区域。
技术总结本发明公开了一种基于杨氏模量的蒸汽消融实时观测方法，通过搭建离体猪肝组织蒸汽消融和杨氏模量同步采集系统，采集不同消融剂量下离体猪肝组织的杨氏模量2D图像，采集后与进行了实际消融下的离体猪肝组织的效果进行对比，得到消融边界中杨氏模量的评估阈值，使得在杨氏模量的蒸汽消融方式中实时观测到蒸汽消融效果，为建立基于杨氏模量的蒸汽消融评估模型提供数据基础，本发明同时提供一种基于杨氏模量的蒸汽消融实时观测装置。氏模量的蒸汽消融实时观测装置。氏模量的蒸汽消融实时观测装置。
技术研发人员：钱志余 李梦雪 晋晓飞 钱露 吴鑫 姚柳叶 唐千舜 宋毅 李军乐 徐逸轩
受保护的技术使用者：南京航空航天大学
技术研发日：2022.03.28
技术公布日：2022/7/5
