System and method for interactive patient specific simulation of radiofrequency ablation therapy
Système et méthode pour la simulation patient-spécifique interactive de thérapie d'ablation par radiofréquence
Résumé
A method and system for interactive patient-specific simulation of liver tumor ablation is disclosed. A patient-specific anatomical model of the liver and circulatory system of the liver is estimated from 3D medical image data of a patient. A computational domain is generated from the patient-specific anatomical model of the liver. Blood flow in the liver and the circulatory system of the liver is simulated based on the patient-specific anatomical model. Heat diffusion due to ablation is simulated based on a virtual ablation probe position and the simulated blood flow in the liver and the circulatory system of the liver by solving a bio-heat equation for each node on the level-set representation using a Lattice-Boltzmann method (LBM) implementation. Cellular necrosis in the liver is computed based on the simulated heat diffusion. Visualizations of a computed necrosis region and temperature maps of the liver are generated. A user input is interactively received to modify the position of the virtual ablation probe, the heat diffusion and cellular necrosis is re-simulated based on the user input, and the visualizations of the computed necrosis region and the temperature maps are updated
La présente invention concerne un procédé et un système pour la simulation patient-spécifique interactive de thérapie d’ablation d’une tumeur hépatique. Le modèle anatomique patient-spécifique du système hépatique et circulatoire du foie est estimé à partir de données d’image médicale 3D d’un patient. Un domaine de calcul est généré à partir du modèle anatomique patient-spécifique du foie. La circulation sanguine dans le foie et le système circulatoire du foie est simulée sur la base du modèle anatomique patient-spécifique. La diffusion thermique due à l’ablation est simulée sur la base d’une position de sonde d’ablation virtuelle et la circulation sanguine simulée dans le foie et le système circulatoire du foie par résolution d’une équation biothermique pour chaque nœud sur la représentation définie par niveau au moyen d’une mise en œuvre du procédé de Lattice-Boltzmann (LBM). La nécrose cellulaire dans le foie est calculée sur la base de la diffusion thermique simulée. Des visualisations d’une région de nécrose calculée et des cartes de température du foie sont générées. Une entrée d’utilisateur est reçue de façon interactive pour modifier la position de la sonde d’ablation virtuelle, la diffusion thermique et la nécrose cellulaire sont re-simulées sur la base de l’entrée d’utilisateur, et les visualisations de la région de nécrose calculée et les cartes de température sont mises à jour.