乳腺仿真流程：从医学影像到患者特异性仿真
医学物理
2023-03-08 v1 计算工程、金融与科学
摘要
从侵入性和心理学角度看，保乳手术是乳腺癌切除最可接受的操作。在手术前，以俯卧位进行术前MRI，而手术以仰卧位完成。这导致乳腺（包括肿瘤）在两种姿态之间发生显著移动，使外科医生的任务复杂化。在这项工作中，提出了一个允许计算患者特异性几何形状并预测个性化乳腺材料特性的仿真流程。通过图像分割，建立包含受试者特异性几何形状的有限元模型。通过首先计算乳腺的未变形状态，该几何-材料模型通过术中姿态下的表面采集进行校准。使用弹性共旋公式，识别乳腺和皮肤的患者特异性力学特性，以获得仰卧位的最佳估计。最终结果为机械参数E_breast = 0.32 kPa和E_skin = 22.72 kPa的平均绝对误差4.00mm，与当前最先进水平一致。协方差矩阵适应进化策略优化器根据初始参数平均在5至30分钟内收敛，达到20秒的仿真速度。据我们所知，我们的模型在精度和速度之间提供了最佳折衷之一。从术前到术中配置的乳腺变形估计获得了令人满意的结果。此外，我们使用旨在对实际手术流程最小干扰的仿真框架，证明了此类应用的临床可行性。
引用
@article{arxiv.2303.03987,
title = {Breast simulation pipeline: from medical imaging to patient-specific simulations},
author = {Arnaud Mazier and Stéphane P. A. Bordas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.03987},
year = {2023}
}