CN105574862A - 一种肝脏半自动分段的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医学图像处理领域，提供了一种肝脏半自动分段的方法及其系统，所述方法包括如下步骤：首先，对获取到的医学人体核磁共振序列图像进行分割，将肝脏部分及肝脏内部的肝静脉、门静脉和肝动脉分割提取出来；根据各血管树的分支点解析出血管各主要分支；通过人工对肝静脉、门静脉和肝动脉各主要分支以及肝脏内部分割点进行标记获取分割种子点，根据所标记的种子点在肝脏体数据中所占的空间比例对肝脏进行分段。通过此方法，本发明提供了一个肝脏半自动分段的方法及系统，为临床手术或医学实验提供了一个直观的参考和保障。

Description

一种肝脏半自动分段的方法

技术领域

本发明涉及医学图像处理领域，尤其涉及一种肝脏分段的方法及其系统。

背景技术

肝脏是人体内重要的新陈代谢器官，同时也是人体内最大的实质性脏器，肝脏有去氧化，存储肝糖，合成分泌性蛋白，分泌和排泄胆汁等功能。对来自体内和体外的各种药物、毒素及代谢产物等非营养物质，肝脏通过新陈代谢将它们分解并且排出体外，所以，肝脏有重要的“解毒功能”，一旦肝脏出现问题，人体新陈代谢系统和免疫系统都会出现异常。肝脏也是人体内少数几个能够组织再生和恢复的器官。

但是肝脏内部的供血系统相当复杂，同时有多套不同的血管系统对肝脏进行供血，肝脏切除手术在过去很长时间都始终面临着手术创面止血，血管缝合，术后胆汁漏出及剩余肝脏坏死等方面的难题。

随着计算机辅助诊断技术和计算机图形图像处理技术的快速发展，计算机处理与成像在医学诊断中有了很广泛的应用。通过计算机，能够分割出肝脏内部的血管结构，通过计算血管结构的走向和分支区域准确地计算出各血管分支所供给的肝段，从而实现肝脏的半自动或全自动分段，并且能够将肝脏各分段与血管结构、肿瘤等的空间结构进行三维显示。因此，对肝脏实现自动化分割，确定肿瘤所属肝段及血管间关系，提出手术方案，开展其他的诊断或手术操作也有非常重要的意义。但目前对于肝脏分段具有明显缺陷，或者是通过人手工进行肝脏分段，这种方法不但复杂，而且完全基于分割操作人的经验，所以不同的人对同一个肝脏的分段可能产生不同的差异；或者通过计算机自动、半自动分段，但是由于肝脏内部的复杂性，自动或半自动分段往往只能生硬地使用平面进行分割，不能做到根据肝脏内部血管走向进行曲面分割。

综上可知，现有的肝脏分段的技术在实际使用上，显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种一种肝脏分段的方法及系统，以实现对不同个体的肝脏进行分段，为临床手术或医学实验提供了一个直观的参考和保障。

为解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案：

对医学人体核磁共振序列图像进行分割，获取所述肝脏和门静脉血管、肝静脉血管、肝动脉血管的分割图像；

通过人工对所述门静脉血管、肝静脉血管、肝动脉血管获取血管树的主要分支的种子点；

通过人工对所述门静脉血管、肝静脉血管、肝动脉血管获取肝脏分割的主要分割种子点；

根据标记后的所述门静脉血管、肝静脉血管、肝动脉血管主要分支对体素化肝脏进行分段。

通过人工获取所门静脉血管、肝静脉血管、肝动脉血管的种子点的步骤包括：

门静脉和肝静脉根部主要分离纵向和横向切割面中心点；

门静脉和肝动脉主要分支纵向和横向切面中心点；

所述将所述门静脉血管、肝静脉血管、肝动脉血管主要分支进行标记的步骤包括：

根据所述的血管分支点，从血管主干根部出发对根部上的每个分支点获取其以下分支及分支点；

分别连接主干分支点以下的全部分支点即所述的门静脉血管、肝静脉血管、肝动脉血管主要分支；

获取体素化肝脏的方法为：

对医学人体核磁共振序列图像选取肝脏部位进行分割，并获取肝脏部位二值分割图像，去除无关杂点。

根据所述标记后的所述门静脉血管、肝静脉血管、肝动脉血管的主要分支对所述体素化肝脏进行分段的步骤包括：

将标记后的所述门静脉血管、肝静脉血管、肝动脉血管的主要种子点个数计算权重；

将所述的述门静脉血管、肝静脉血管、肝动脉血管的主要分支根据不同权重，分别计算所影响的空间范围；

根据所述的门静脉血管、肝静脉血管、肝动脉血管的主要分支影响空间范围，通过掩模对肝脏进行分段；

根据所述的空间权重相似的血管主要分支掩摸的部分视作肝脏的一段。

本发明通过对肝脏的医学序列图像进行分割，获取所述肝脏和门静脉血管的分割图像；然后通过人工选择获取所述门静脉血管、肝静脉血管、肝动脉血管的种子点；并计算所述门静脉血管、肝静脉血管、肝动脉血管的主要分支空间权重；最后根据所述的述门静脉血管、肝静脉血管、肝动脉血管的主要分支空间权重对所述肝脏进行分段。通过实验验证，采用上述的肝段划分的能够很好地根据肝脏内部复杂血管的分布分段。并且本发明充分考虑了个体肝脏的差异性，对不同肝脏的管道结构个体都可以采用本发明提供的方法及系统进行临床手术模拟，为肝脏切除手术提供了良好的保障，利于医生进行手术，获得良好的手术效果。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的描述。该实施例仅是对本发明的典型描述，但本发明不限于此。下述实施例中所用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法。

在本发明的实施例中提供了一种肝脏分段的系统，所述系统包括：

分割模块：用于对医学人体核磁共振序列图像进行分割，获取所述肝脏和门静脉血管、肝静脉血管、肝动脉血管图像；

获取模块，用于获取所述门静脉血管、肝静脉血管、肝动脉血管的分支点；

人工交互模块，用于人工交互和三维体绘制，从而能够获取到三维种子点；

权重计算模块：用于对所述门静脉血管、肝静脉血管、肝动脉血管分支点多叉树的空间权重计算；

分段模块：用于根据计算后的所述门静脉血管、肝静脉血管、肝动脉血管的主要分支点多叉树空间权重对所述肝脏进行分段。

在该实施例中，分割模块将采用的图像分割算法对CT扫描后的医学序列图像进行分割，获得肝脏和门静脉血管、肝静脉血管、肝动脉血管的分割图像。获取模块根据单位球方法获取所述门静脉血管、肝静脉血管、肝动脉血管的分支点和多叉树；权重计算模块对所述门静脉血管、肝静脉血管、肝动脉血管分支点多叉树的空间权重计算；最后，分段模块据计算后的所述门静脉血管、肝静脉血管、肝动脉血管的主要分支点多叉树空间权重对所述肝脏进行分段。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形。

Claims (8)

1.一种肝脏分段的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

对医学人体核磁共振序列图像进行分割，获取所述肝脏和门静脉血管、肝静脉血管、肝动脉血管的分割图像；

通过人工对所述门静脉血管、肝静脉血管、肝动脉血管树的标记其主要分支点；

通过人工对所述分割获取的肝脏的主要分割点并进行标记；

根据人工标记的肝脏分割种子点对体素化肝脏进行分段。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过人工对门静脉血管、肝静脉血管、肝动脉血管树进行主要分支标记的步骤包括：

通过三维体绘制的方式，在交互设备系统绘制出所获取的肝脏和门静脉、肝静脉、肝动脉血管三维图像，通过三维交互的方式，使用鼠标和键盘选取标定主要分支点。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述门静脉、肝静脉、肝动脉血管主要分支点包括：

门静脉、肝静脉、肝动脉主分支的起点和终点，主分支的全部分支点；

门静脉、肝静脉、肝动脉二级和三级分支的分支点。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述肝脏主要分割点包括：

门静脉和肝静脉根部主要分离纵向和横向切割面中心点；

门静脉和肝动脉主要分支纵向和横向切面中心点。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取体素化肝脏的方法为：

对医学人体核磁共振序列图像选取肝脏部位进行分割，并获取肝脏部位二值分割图像，去除无关杂点。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述标记后的所述门静脉血管、肝静脉血管、肝动脉血管的种子点对所述体素化肝脏进行分段的步骤包括：

将标记后的所述门静脉血管、肝静脉血管、肝动脉血管的主要分割种子点个数计算权重；

将所述的述门静脉血管、肝静脉血管、肝动脉血管的主要分支根据不同权重，分别计算所影响的空间范围；

根据所述的门静脉血管、肝静脉血管、肝动脉血管的主要分支影响空间范围，通过掩模对肝脏进行分段。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的空间权重相似的血管主要分支掩摸的部分视作肝脏的一段。

8.一种实现权利要求1～7任一项所述的方法的肝脏分段的系统，所述系统包括：

分割模块，用于对医学人体核磁共振序列图像进行分割，获取所述肝脏和门静脉血管、肝静脉血管、肝动脉血管图像；

获取模块，用于获取所述门静脉血管、肝静脉血管、肝动脉血管的分支；

人工交互模块，用于人工交互和三维体绘制，从而能够获取到三维种子点；

权重计算模块，用于对所述门静脉血管、肝静脉血管、肝动脉血管分支点多叉树的空间权重计算；

分段模块，用于根据计算后的所述门静脉血管、肝静脉血管、肝动脉血管的主要分支点多叉树空间权重对所述肝脏进行分段。