在基于ex vivo数据的微波除过程中优化和评估肝脏变形建模
Hui Che1, Juntu Lyu1, Erjiao Xu2
1Institute of Biomedical Engineering, Tsinghua Shenzhen International Graduate School, Tsinghua University, Shenzhen 518055, People's Republic of China.
Physics in medicine and biology
|April 24, 2025
概括
这项研究通过整合实验数据来增强对肝癌的微波除 (MWA) 模拟,以提高组织变形预测准确率高达90%. 这一进步有助于优化MWA治疗计划,以获得更好的患者结果.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 医学物理 医学物理
- 计算生物学 计算生物学
背景情况:
- 微波除 (MWA) 对于肝细胞癌治疗至关重要.
- 在MWA期间组织变形会影响治疗结果.
- 当前的数值模型缺乏全面的变形因子考虑和验证.
研究的目的:
- 为了弥合实验和模拟MWA变形之间的差距.
- 优化数值模型来预测热诱导的组织变形.
- 为了提高MWA模拟在整个废弃区的准确性.
主要方法:
- 用网格标记器和延迟CT成像用于变形数据的ex vivo实验.
- 通过更新蛋白质变性缩小系数来优化模拟.
- 将蒸汽扩散效应纳入机械应力-应变模型.
主要成果:
- 在组织变形预测准确度方面实现了30%-90%的改进.
- 增强局部变形表示,增加DICE (2.2%-10.0%) 和IoU (4.2%-19.0%).
- 证明了与实验性ex vivo数据的改进模拟对齐.
结论:
- 精细的模拟模型显著提高了对MWA诱导的组织变形的预测准确度.
- 改进的建模有助于更好地规划和优化MWA程序.
- 这种方法有可能提高MWA治疗肝癌的疗效.
