一種肝臟半自動(dòng)分段的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種肝臟分段的方法及其系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]肝臟是人體內(nèi)重要的新陳代謝器官，同時(shí)也是人體內(nèi)最大的實(shí)質(zhì)性臟器，肝臟有去氧化，存儲(chǔ)肝糖，合成分泌性蛋白，分泌和排泄膽汁等功能。對(duì)來(lái)自體內(nèi)和體外的各種藥物、毒素及代謝產(chǎn)物等非營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，肝臟通過(guò)新陳代謝將它們分解并且排出體外，所以，肝臟有重要的“解毒功能”，一旦肝臟出現(xiàn)問(wèn)題，人體新陳代謝系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)都會(huì)出現(xiàn)異常。肝臟也是人體內(nèi)少數(shù)幾個(gè)能夠組織再生和恢復(fù)的器官。
[0003]但是肝臟內(nèi)部的供血系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜，同時(shí)有多套不同的血管系統(tǒng)對(duì)肝臟進(jìn)行供血，肝臟切除手術(shù)在過(guò)去很長(zhǎng)時(shí)間都始終面臨著手術(shù)創(chuàng)面止血，血管縫合，術(shù)后膽汁漏出及剩余肝臟壞死等方面的難題。
[0004]隨著計(jì)算機(jī)輔助診斷技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)處理與成像在醫(yī)學(xué)診斷中有了很廣泛的應(yīng)用。通過(guò)計(jì)算機(jī)，能夠分割出肝臟內(nèi)部的血管結(jié)構(gòu)，通過(guò)計(jì)算血管結(jié)構(gòu)的走向和分支區(qū)域準(zhǔn)確地計(jì)算出各血管分支所供給的肝段，從而實(shí)現(xiàn)肝臟的半自動(dòng)或全自動(dòng)分段，并且能夠?qū)⒏闻K各分段與血管結(jié)構(gòu)、腫瘤等的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維顯示。因此，對(duì)肝臟實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化分割，確定腫瘤所屬肝段及血管間關(guān)系，提出手術(shù)方案，開(kāi)展其他的診斷或手術(shù)操作也有非常重要的意義。但目前對(duì)于肝臟分段具有明顯缺陷，或者是通過(guò)人手工進(jìn)行肝臟分段，這種方法不但復(fù)雜，而且完全基于分割操作人的經(jīng)驗(yàn)，所以不同的人對(duì)同一個(gè)肝臟的分段可能產(chǎn)生不同的差異;或者通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)、半自動(dòng)分段，但是由于肝臟內(nèi)部的復(fù)雜性，自動(dòng)或半自動(dòng)分段往往只能生硬地使用平面進(jìn)行分割，不能做到根據(jù)肝臟內(nèi)部血管走向進(jìn)行曲面分割。
[0005]綜上可知，現(xiàn)有的肝臟分段的技術(shù)在實(shí)際使用上，顯然存在不便與缺陷，所以有必要加以改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種一種肝臟分段的方法及系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同個(gè)體的肝臟進(jìn)行分段，為臨床手術(shù)或醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)提供了一個(gè)直觀的參考和保障。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
對(duì)醫(yī)學(xué)人體核磁共振序列圖像進(jìn)行分割，獲取所述肝臟和門(mén)靜脈血管、肝靜脈血管、肝動(dòng)脈血管的分割圖像；
通過(guò)人工對(duì)所述門(mén)靜脈血管、肝靜脈血管、肝動(dòng)脈血管獲取血管樹(shù)的主要分支的種子占.V，
通過(guò)人工對(duì)所述門(mén)靜脈血管、肝靜脈血管、肝動(dòng)脈血管獲取肝臟分割的主要分割種子占.V， 根據(jù)標(biāo)記后的所述門(mén)靜脈血管、肝靜脈血管、肝動(dòng)脈血管主要分支對(duì)體素化肝臟進(jìn)行分段。
[0008]通過(guò)人工獲取所門(mén)靜脈血管、肝靜脈血管、肝動(dòng)脈血管的種子點(diǎn)的步驟包括:
門(mén)靜脈和肝靜脈根部主要分離縱向和橫向切割面中心點(diǎn)；
門(mén)靜脈和肝動(dòng)脈主要分支縱向和橫向切面中心點(diǎn)；
所述將所述門(mén)靜脈血管、肝靜脈血管、肝動(dòng)脈血管主要分支進(jìn)行標(biāo)記的步驟包括:
根據(jù)所述的血管分支點(diǎn)，從血管主干根部出發(fā)對(duì)根部上的每個(gè)分支點(diǎn)獲取其以下分支及分支點(diǎn)；
分別連接主干分支點(diǎn)以下的全部分支點(diǎn)即所述的門(mén)靜脈血管、肝靜脈血管、肝動(dòng)脈血管主要分支；
獲取體素化肝臟的方法為:
對(duì)醫(yī)學(xué)人體核磁共振序列圖像選取肝臟部位進(jìn)行分割，并獲取肝臟部位二值分割圖像，去除無(wú)關(guān)雜點(diǎn)。
[0009]根據(jù)所述標(biāo)記后的所述門(mén)靜脈血管、肝靜脈血管、肝動(dòng)脈血管的主要分支對(duì)所述體素化肝臟進(jìn)行分段的步驟包括:
將標(biāo)記后的所述門(mén)靜脈血管、肝靜脈血管、肝動(dòng)脈血管的主要種子點(diǎn)個(gè)數(shù)計(jì)算權(quán)重；
將所述的述門(mén)靜脈血管、肝靜脈血管、肝動(dòng)脈血管的主要分支根據(jù)不同權(quán)重，分別計(jì)算所影響的空間范圍；
根據(jù)所述的門(mén)靜脈血管、肝靜脈血管、肝動(dòng)脈血管的主要分支影響空間范圍，通過(guò)掩模對(duì)肝臟進(jìn)行分段；
根據(jù)所述的空間權(quán)重相似的血管主要分支掩摸的部分視作肝臟的一段。
[0010]本發(fā)明通過(guò)對(duì)肝臟的醫(yī)學(xué)序列圖像進(jìn)行分割，獲取所述肝臟和門(mén)靜脈血管的分割圖像；然后通過(guò)人工選擇獲取所述門(mén)靜脈血管、肝靜脈血管、肝動(dòng)脈血管的種子點(diǎn)；并計(jì)算所述門(mén)靜脈血管、肝靜脈血管、肝動(dòng)脈血管的主要分支空間權(quán)重；最后根據(jù)所述的述門(mén)靜脈血管、肝靜脈血管、肝動(dòng)脈血管的主要分支空間權(quán)重對(duì)所述肝臟進(jìn)行分段。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，采用上述的肝段劃分的能夠很好地根據(jù)肝臟內(nèi)部復(fù)雜血管的分布分段。并且本發(fā)明充分考慮了個(gè)體肝臟的差異性，對(duì)不同肝臟的管道結(jié)構(gòu)個(gè)體都可以采用本發(fā)明提供的方法及系統(tǒng)進(jìn)行臨床手術(shù)模擬，為肝臟切除手術(shù)提供了良好的保障，利于醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)，獲得良好的手術(shù)效果。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。該實(shí)施例僅是對(duì)本發(fā)明的典型描述，但本發(fā)明不限于此。下述實(shí)施例中所用的試驗(yàn)方法如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法。
[0012]在本發(fā)明的實(shí)施例中提供了一種肝臟分段的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
分割模塊:用于對(duì)醫(yī)學(xué)人體核磁共振序列圖像進(jìn)行分割，獲取所述肝臟和門(mén)靜脈血管、肝靜脈血管、肝動(dòng)脈血管圖像；
獲取模塊，用于獲取所述門(mén)靜脈血管、肝靜脈血管、肝動(dòng)脈血管的分支點(diǎn)；
人工交互模塊，用于人工交互和三維體繪制，從而能夠獲取到三維種子點(diǎn)；
權(quán)重計(jì)算模塊:用于對(duì)所述門(mén)靜脈血管、肝靜脈血管、肝動(dòng)脈血管分支點(diǎn)多叉樹(shù)的空間權(quán)重計(jì)算；
分段模塊:用于根據(jù)計(jì)算后的所述門(mén)靜脈血管、肝靜脈血管、肝動(dòng)脈血管的主要分支點(diǎn)多叉樹(shù)空間權(quán)重對(duì)所述肝臟進(jìn)行分段。
[0013]在該實(shí)施例中，分割模塊將采用的圖像分割算法對(duì)CT掃描后的醫(yī)學(xué)序列圖像進(jìn)行分割，獲得肝臟和門(mén)靜脈血管、肝靜脈血管、肝動(dòng)脈血管的分割圖像。獲取模塊根據(jù)單位球方法獲取所述門(mén)靜脈血管、肝靜脈血管、肝動(dòng)脈血管的分支點(diǎn)和多叉樹(shù);權(quán)重計(jì)算模塊對(duì)所述門(mén)靜脈血管、肝靜脈血管、肝動(dòng)脈血管分支點(diǎn)多叉樹(shù)的空間權(quán)重計(jì)算;最后，分段模塊據(jù)計(jì)算后的所述門(mén)靜脈血管、肝靜脈血管、肝動(dòng)脈血管的主要分支點(diǎn)多叉樹(shù)空間權(quán)重對(duì)所述肝臟進(jìn)行分段。
[0014]當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種肝臟分段的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: 對(duì)醫(yī)學(xué)人體核磁共振序列圖像進(jìn)行分割，獲取所述肝臟和門(mén)靜脈血管、肝靜脈血管、肝動(dòng)脈血管的分割圖像； 通過(guò)人工對(duì)所述門(mén)靜脈血管、肝靜脈血管、肝動(dòng)脈血管樹(shù)的標(biāo)記其主要分支點(diǎn)； 通過(guò)人工對(duì)所述分割獲取的肝臟的主要分割點(diǎn)并進(jìn)行標(biāo)記； 根據(jù)人工標(biāo)記的肝臟分割種子點(diǎn)對(duì)體素化肝臟進(jìn)行分段。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述通過(guò)人工對(duì)門(mén)靜脈血管、肝靜脈血管、肝動(dòng)脈血管樹(shù)進(jìn)行主要分支標(biāo)記的步驟包括: 通過(guò)三維體繪制的方式，在交互設(shè)備系統(tǒng)繪制出所獲取的肝臟和門(mén)靜脈、肝靜脈、肝動(dòng)脈血管三維圖像，通過(guò)三維交互的方式，使用鼠標(biāo)和鍵盤(pán)選取標(biāo)定主要分支點(diǎn)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述門(mén)靜脈、肝靜脈、肝動(dòng)脈血管主要分支點(diǎn)包括: 門(mén)靜脈、肝靜脈、肝動(dòng)脈主分支的起點(diǎn)和終點(diǎn)，主分支的全部分支點(diǎn)； 門(mén)靜脈、肝靜脈、肝動(dòng)脈二級(jí)和三級(jí)分支的分支點(diǎn)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述肝臟主要分割點(diǎn)包括: 門(mén)靜脈和肝靜脈根部主要分離縱向和橫向切割面中心點(diǎn)； 門(mén)靜脈和肝動(dòng)脈主要分支縱向和橫向切面中心點(diǎn)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，獲取體素化肝臟的方法為: 對(duì)醫(yī)學(xué)人體核磁共振序列圖像選取肝臟部位進(jìn)行分割，并獲取肝臟部位二值分割圖像，去除無(wú)關(guān)雜點(diǎn)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述標(biāo)記后的所述門(mén)靜脈血管、肝靜脈血管、肝動(dòng)脈血管的種子點(diǎn)對(duì)所述體素化肝臟進(jìn)行分段的步驟包括: 將標(biāo)記后的所述門(mén)靜脈血管、肝靜脈血管、肝動(dòng)脈血管的主要分割種子點(diǎn)個(gè)數(shù)計(jì)算權(quán)重； 將所述的述門(mén)靜脈血管、肝靜脈血管、肝動(dòng)脈血管的主要分支根據(jù)不同權(quán)重，分別計(jì)算所影響的空間范圍； 根據(jù)所述的門(mén)靜脈血管、肝靜脈血管、肝動(dòng)脈血管的主要分支影響空間范圍，通過(guò)掩模對(duì)肝臟進(jìn)行分段。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述的空間權(quán)重相似的血管主要分支掩摸的部分視作肝臟的一段。8.—種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1?7任一項(xiàng)所述的方法的肝臟分段的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 分割模塊，用于對(duì)醫(yī)學(xué)人體核磁共振序列圖像進(jìn)行分割，獲取所述肝臟和門(mén)靜脈血管、肝靜脈血管、肝動(dòng)脈血管圖像； 獲取模塊，用于獲取所述門(mén)靜脈血管、肝靜脈血管、肝動(dòng)脈血管的分支； 人工交互模塊，用于人工交互和三維體繪制，從而能夠獲取到三維種子點(diǎn)； 權(quán)重計(jì)算模塊，用于對(duì)所述門(mén)靜脈血管、肝靜脈血管、肝動(dòng)脈血管分支點(diǎn)多叉樹(shù)的空間權(quán)重計(jì)算； 分段模塊，用于根據(jù)計(jì)算后的所述門(mén)靜脈血管、肝靜脈血管、肝動(dòng)脈血管的主要分支點(diǎn)多叉樹(shù)空間權(quán)重對(duì)所述肝臟進(jìn)行分段。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)圖像處理領(lǐng)域，提供了一種肝臟半自動(dòng)分段的方法及其系統(tǒng)，所述方法包括如下步驟：首先，對(duì)獲取到的醫(yī)學(xué)人體核磁共振序列圖像進(jìn)行分割，將肝臟部分及肝臟內(nèi)部的肝靜脈、門(mén)靜脈和肝動(dòng)脈分割提取出來(lái)；根據(jù)各血管樹(shù)的分支點(diǎn)解析出血管各主要分支；通過(guò)人工對(duì)肝靜脈、門(mén)靜脈和肝動(dòng)脈各主要分支以及肝臟內(nèi)部分割點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記獲取分割種子點(diǎn)，根據(jù)所標(biāo)記的種子點(diǎn)在肝臟體數(shù)據(jù)中所占的空間比例對(duì)肝臟進(jìn)行分段。通過(guò)此方法，本發(fā)明提供了一個(gè)肝臟半自動(dòng)分段的方法及系統(tǒng)，為臨床手術(shù)或醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)提供了一個(gè)直觀的參考和保障。
【IPC分類(lèi)】G06T7/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105574862
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510931368
【發(fā)明人】高旋輝, 高小冒, 林康藝
【申請(qǐng)人】林康藝
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2015年12月15日