计算机辅助的手术内定位MRgHIFU应用器专用于使用粒子群优化进行腹部热疗法

科学领域:

• 医学物理 医学物理
• 生物医学工程 生物医学工程
• 干预性放射学 干预性放射学

背景情况:

• 用MR引导高强度聚焦超声波 (MRgHIFU) 切除肝脏的传感器定位是复杂的.
• 空气充满的器官和骨头等障碍物阻碍了光束路径,影响了治疗的有效性和安全性.

研究的目的:

• 介绍一款用于优化腹部热疗法中HIFU传感器定位的新型软件工具.
• 为了提高治疗效率,并在MRgHIFU肝脏切除过程中最大限度地降低近场风险.

主要方法:

• 开发了一个软件工具,使用粒子群优化 (PSO) 来找到理论最佳位置 (TOP).
• 该系统使用成本函数,在考虑关键参数时,以2个自由度代最小化成本函数.
• 验证涉及将TOP与实验位置 (EP) 进行比较,使用体内猪肝HIFU切除的MR成像数据.

主要成果:

• 与手动EP相比,TOP的平均旋转差异为 -3.1 ± 7.1°,距离差异为 -7.1 ± 5.4 mm.
• 该软件在短短20秒内计算出了TOP.
• 该工具在重复计算和各种初始位置上展示了模块化,一致性和稳定性.

结论:

• 开发的软件工具有效地优化了HIFU传感器定位,用于MRgHIFU肝脏切除.
• 这种方法通过准确确定理论上的最佳位置来提高处理精度和安全性.
• 该工具为挑战性腹部热疗法提供了可靠和高效的解决方案.