一種肝臟半自動分段的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及醫學圖像處理領域，尤其涉及一種肝臟分段的方法及其系統。
【背景技術】
[0002]肝臟是人體內重要的新陳代謝器官，同時也是人體內最大的實質性臟器，肝臟有去氧化，存儲肝糖，合成分泌性蛋白，分泌和排泄膽汁等功能。對來自體內和體外的各種藥物、毒素及代謝產物等非營養物質，肝臟通過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”，一旦肝臟出現問題，人體新陳代謝系統和免疫系統都會出現異常。肝臟也是人體內少數幾個能夠組織再生和恢復的器官。
[0003]但是肝臟內部的供血系統相當復雜，同時有多套不同的血管系統對肝臟進行供血，肝臟切除手術在過去很長時間都始終面臨著手術創面止血，血管縫合，術后膽汁漏出及剩余肝臟壞死等方面的難題。
[0004]隨著計算機輔助診斷技術和計算機圖形圖像處理技術的快速發展，計算機處理與成像在醫學診斷中有了很廣泛的應用。通過計算機，能夠分割出肝臟內部的血管結構，通過計算血管結構的走向和分支區域準確地計算出各血管分支所供給的肝段，從而實現肝臟的半自動或全自動分段，并且能夠將肝臟各分段與血管結構、腫瘤等的空間結構進行三維顯示。因此，對肝臟實現自動化分割，確定腫瘤所屬肝段及血管間關系，提出手術方案，開展其他的診斷或手術操作也有非常重要的意義。但目前對于肝臟分段具有明顯缺陷，或者是通過人手工進行肝臟分段，這種方法不但復雜，而且完全基于分割操作人的經驗，所以不同的人對同一個肝臟的分段可能產生不同的差異;或者通過計算機自動、半自動分段，但是由于肝臟內部的復雜性，自動或半自動分段往往只能生硬地使用平面進行分割，不能做到根據肝臟內部血管走向進行曲面分割。
[0005]綜上可知，現有的肝臟分段的技術在實際使用上，顯然存在不便與缺陷，所以有必要加以改進。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種一種肝臟分段的方法及系統，以實現對不同個體的肝臟進行分段，為臨床手術或醫學實驗提供了一個直觀的參考和保障。
[0007]為解決上述技術問題，本發明采取如下技術方案:
對醫學人體核磁共振序列圖像進行分割，獲取所述肝臟和門靜脈血管、肝靜脈血管、肝動脈血管的分割圖像；
通過人工對所述門靜脈血管、肝靜脈血管、肝動脈血管獲取血管樹的主要分支的種子占.V，
通過人工對所述門靜脈血管、肝靜脈血管、肝動脈血管獲取肝臟分割的主要分割種子占.V， 根據標記后的所述門靜脈血管、肝靜脈血管、肝動脈血管主要分支對體素化肝臟進行分段。
[0008]通過人工獲取所門靜脈血管、肝靜脈血管、肝動脈血管的種子點的步驟包括:
門靜脈和肝靜脈根部主要分離縱向和橫向切割面中心點；
門靜脈和肝動脈主要分支縱向和橫向切面中心點；
所述將所述門靜脈血管、肝靜脈血管、肝動脈血管主要分支進行標記的步驟包括:
根據所述的血管分支點，從血管主干根部出發對根部上的每個分支點獲取其以下分支及分支點；
分別連接主干分支點以下的全部分支點即所述的門靜脈血管、肝靜脈血管、肝動脈血管主要分支；
獲取體素化肝臟的方法為:
對醫學人體核磁共振序列圖像選取肝臟部位進行分割，并獲取肝臟部位二值分割圖像，去除無關雜點。
[0009]根據所述標記后的所述門靜脈血管、肝靜脈血管、肝動脈血管的主要分支對所述體素化肝臟進行分段的步驟包括:
將標記后的所述門靜脈血管、肝靜脈血管、肝動脈血管的主要種子點個數計算權重；
將所述的述門靜脈血管、肝靜脈血管、肝動脈血管的主要分支根據不同權重，分別計算所影響的空間范圍；
根據所述的門靜脈血管、肝靜脈血管、肝動脈血管的主要分支影響空間范圍，通過掩模對肝臟進行分段；
根據所述的空間權重相似的血管主要分支掩摸的部分視作肝臟的一段。
[0010]本發明通過對肝臟的醫學序列圖像進行分割，獲取所述肝臟和門靜脈血管的分割圖像；然后通過人工選擇獲取所述門靜脈血管、肝靜脈血管、肝動脈血管的種子點；并計算所述門靜脈血管、肝靜脈血管、肝動脈血管的主要分支空間權重；最后根據所述的述門靜脈血管、肝靜脈血管、肝動脈血管的主要分支空間權重對所述肝臟進行分段。通過實驗驗證，采用上述的肝段劃分的能夠很好地根據肝臟內部復雜血管的分布分段。并且本發明充分考慮了個體肝臟的差異性，對不同肝臟的管道結構個體都可以采用本發明提供的方法及系統進行臨床手術模擬，為肝臟切除手術提供了良好的保障，利于醫生進行手術，獲得良好的手術效果。
【具體實施方式】
[0011]下面結合實施例對本發明做進一步的描述。該實施例僅是對本發明的典型描述，但本發明不限于此。下述實施例中所用的試驗方法如無特殊說明，均為常規方法。
[0012]在本發明的實施例中提供了一種肝臟分段的系統，所述系統包括:
分割模塊:用于對醫學人體核磁共振序列圖像進行分割，獲取所述肝臟和門靜脈血管、肝靜脈血管、肝動脈血管圖像；
獲取模塊，用于獲取所述門靜脈血管、肝靜脈血管、肝動脈血管的分支點；
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；
權重計算模塊:用于對所述門靜脈血管、肝靜脈血管、肝動脈血管分支點多叉樹的空間權重計算；
分段模塊:用于根據計算后的所述門靜脈血管、肝靜脈血管、肝動脈血管的主要分支點多叉樹空間權重對所述肝臟進行分段。
[0013]在該實施例中，分割模塊將采用的圖像分割算法對CT掃描后的醫學序列圖像進行分割，獲得肝臟和門靜脈血管、肝靜脈血管、肝動脈血管的分割圖像。獲取模塊根據單位球方法獲取所述門靜脈血管、肝靜脈血管、肝動脈血管的分支點和多叉樹;權重計算模塊對所述門靜脈血管、肝靜脈血管、肝動脈血管分支點多叉樹的空間權重計算;最后，分段模塊據計算后的所述門靜脈血管、肝靜脈血管、肝動脈血管的主要分支點多叉樹空間權重對所述肝臟進行分段。
[0014]當然，本發明還可有其它多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變和變形。
【主權項】
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: 對醫學人體核磁共振序列圖像進行分割，獲取所述肝臟和門靜脈血管、肝靜脈血管、肝動脈血管的分割圖像； 通過人工對所述門靜脈血管、肝靜脈血管、肝動脈血管樹的標記其主要分支點； 通過人工對所述分割獲取的肝臟的主要分割點并進行標記； 根據人工標記的肝臟分割種子點對體素化肝臟進行分段。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述通過人工對門靜脈血管、肝靜脈血管、肝動脈血管樹進行主要分支標記的步驟包括: 通過三維體繪制的方式，在交互設備系統繪制出所獲取的肝臟和門靜脈、肝靜脈、肝動脈血管三維圖像，通過三維交互的方式，使用鼠標和鍵盤選取標定主要分支點。3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述門靜脈、肝靜脈、肝動脈血管主要分支點包括: 門靜脈、肝靜脈、肝動脈主分支的起點和終點，主分支的全部分支點； 門靜脈、肝靜脈、肝動脈二級和三級分支的分支點。4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述肝臟主要分割點包括: 門靜脈和肝靜脈根部主要分離縱向和橫向切割面中心點； 門靜脈和肝動脈主要分支縱向和橫向切面中心點。5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，獲取體素化肝臟的方法為: 對醫學人體核磁共振序列圖像選取肝臟部位進行分割，并獲取肝臟部位二值分割圖像，去除無關雜點。6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據所述標記后的所述門靜脈血管、肝靜脈血管、肝動脈血管的種子點對所述體素化肝臟進行分段的步驟包括: 將標記后的所述門靜脈血管、肝靜脈血管、肝動脈血管的主要分割種子點個數計算權重； 將所述的述門靜脈血管、肝靜脈血管、肝動脈血管的主要分支根據不同權重，分別計算所影響的空間范圍； 根據所述的門靜脈血管、肝靜脈血管、肝動脈血管的主要分支影響空間范圍，通過掩模對肝臟進行分段。7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述的空間權重相似的血管主要分支掩摸的部分視作肝臟的一段。8.—種實現權利要求1?7任一項所述的方法的肝臟分段的系統，所述系統包括: 分割模塊，用于對醫學人體核磁共振序列圖像進行分割，獲取所述肝臟和門靜脈血管、肝靜脈血管、肝動脈血管圖像； 獲取模塊，用于獲取所述門靜脈血管、肝靜脈血管、肝動脈血管的分支； 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； 權重計算模塊，用于對所述門靜脈血管、肝靜脈血管、肝動脈血管分支點多叉樹的空間權重計算； 分段模塊，用于根據計算后的所述門靜脈血管、肝靜脈血管、肝動脈血管的主要分支點多叉樹空間權重對所述肝臟進行分段。
【專利摘要】本發明涉及醫學圖像處理領域，提供了一種肝臟半自動分段的方法及其系統，所述方法包括如下步驟：首先，對獲取到的醫學人體核磁共振序列圖像進行分割，將肝臟部分及肝臟內部的肝靜脈、門靜脈和肝動脈分割提取出來；根據各血管樹的分支點解析出血管各主要分支；通過人工對肝靜脈、門靜脈和肝動脈各主要分支以及肝臟內部分割點進行標記獲取分割種子點，根據所標記的種子點在肝臟體數據中所占的空間比例對肝臟進行分段。通過此方法，本發明提供了一個肝臟半自動分段的方法及系統，為臨床手術或醫學實驗提供了一個直觀的參考和保障。
【IPC分類】G06T7/00
【公開號】CN105574862
【申請號】CN201510931368
【發明人】高旋輝, 高小冒, 林康藝
【申請人】林康藝
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月15日