基于CT图像获取肝脏体积的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种基于CT图像获取肝脏体积的系统及方法，包括：图像采集装置、图像分组装置、图像排序装置、图像分割装置及体积测算装置，图像采集装置获得特定肝脏的2k+1幅CT图像，图像分组装置将CT序列图像组分为第一和第二CT图像组，图像排序装置分别对第一及第二CT图像组中的CT图像进行排列以形成第一及第二CT图像序；图像分割装置用于参照CT序列像组中的第k+1幅CT图像中的分割及轮廓参数，分别依照第一及第二CT图像序对第一及第二CT图像组中的每幅CT图像进行分割；肝段划分装置用于分别对经过分割后的每幅CT图像中的肝脏进行肝段的划分；体积测算装置用于分别对经过肝段划分的每幅CT图像中的肝段进行体积测算。

System and Method of Obtaining Liver Volume Based on CT Image

【技术实现步骤摘要】
基于CT图像获取肝脏体积的系统及方法
本专利技术涉及医学图像处理
，特别涉及一种肝脏CT图像的处理。
技术介绍
肝脏约占体重的2％到3％，是人体最大的消化器官，也是最大的实质性脏器，被人们称为“人体第三生命中枢”。它是人体的解毒器、贮藏室、加工厂，又是激素代谢、胆汁形成的重要场所，还参与免疫功能和凝血因子的制造以及蛋白质的合成，由此可见，肝脏疾病直接影响人的健康和生存。肝脏病灶切除或肝脏移植是临床治疗急性肝衰竭和终末期肝病的重要手段，也是拯救末期肝病患者的唯一有效治疗方法。活体肝移植是指从健康人身上切取部分肝脏作为供肝，移植给患终末期肝病患者。肝脏切除后能在短时间内代偿性增生，健康人只要有1/3～1/4肝脏就可维持生命及正常生活。活体肝移植包括供体肝脏切取及受体肝脏切除两部分，供体肝脏的大小和选择根据受体的年龄和体重估计，肝脏功能测算是事关手术成功和供受体存活的一个关键问题，肝脏功能测算不仅包括肝功与生化测试，肝脏体积也是其核心部分，是一个重要的肝脏储备功能指标，可以直观的反应肝脏容量和肝细胞数量，直接反映肝脏和血流灌注和代谢能力，因此术前计算切除移植肝脏的体积与重量至关重要。将肝脏划分为“五叶八段”是目前比较公认的肝段划分标准，若能在手术前根据肝脏CT图像计算出“五叶八段”各部分的体积，结合所需切除的肝段，就能预估出术后残余肝脏体积，从而可预测术后发生肝脏功能衰竭的风险，减少术后肝功能不全的发生率。如中国专利申请公开No.102663819A公开了一种基于超声图像和三维模型的肝脏体积测量方法，包括以下步骤：利用肝脏图谱建立三维肝脏模型；获取肝脏指定切面的超声图像，并进行图像分割获得超声图像中肝脏的边缘轮廓线；将所述超声图像与所述三维肝脏模型配准；以超声图像中肝脏的边缘轮廓线为参考图像，对三维肝脏模型进行弹性变形；以一组平行等间隔的平面切割变形后的三维肝脏模型，计算所有切断面的面积之和与相邻两个切断面的间距的乘积，将计算结果作为肝脏的体积。然而该专利申请公开的基于超声图像和三维模型的肝脏体积测量方法只能计算出整体肝脏的体积，无法获取肝脏的分段体积，缺乏手术的实际指导意义，同时还需要针对肝脏指定切面，具有一定的局限性。又如中国专利申请公开No.101601585A提供的一种基于CT增强扫描技术的肝脏分段体积测量方法，其采用图像处理算法对CT扫描后获得的数据进行处理，获取肝脏器官的表面轮廓以及肝脏内部的管道区域；获取肝脏管道中心线；将管道中心线处理成为一颗树形结构，即结点的数目等于边的数目加一；将肝脏数据投影到一个投影平面，将三维的肝脏分段转换为一个二维的分类；将血管中心线处理成为平滑的血管中心曲线；根据血管中心曲线将肝脏分段，并计算每一段的体积，对基于CT增强扫描技术获取的肝脏数据进行Couinaud肝段划分，可获得肝脏分段体积，对临床具有重要指导意义。然而处于每个CT扫描断层中的肝脏的体积会存在一定的差异，该专利申请公开的基于CT增强扫描技术的肝脏分段体积测量方法只能针对一幅扫描断层的CT图像中的肝脏分段体积测算，其无法显示出肝脏处于不同扫描断层时体积的细微变化，存在一定的片面性。因此，提供一种能够测算出处于不同扫描断层状态下肝脏的分段体积的基于CT图像获取肝脏体积的系统及方法成为业内急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于CT图像获取肝脏体积的系统，其能够以肝内血管结构作为分段的标志，实现肝脏分段体积的测算。本专利技术的第一个目的在于提供一种基于CT图像获取肝脏体积的系统，包括：依次通信连接的图像采集装置、图像分组装置、图像排序装置、图像分割装置、肝段划分装置以及体积测算装置，其中，图像采集装置用于获得特定肝脏的CT序列图像组，CT序列图像组包括对于特定肝脏的N幅连续扫描断层的CT图像，其中，N＝2k+1，k≥3；图像分组装置用于将CT序列图像组分为第一CT图像组和第二CT图像组，其中，第一CT图像组的图像包括N幅连续的CT图像中的连续的第一幅CT图像至第k幅CT图像，第二CT图像组的图像包括N幅连续的CT图像中的连续的第k+2幅CT图像至第N幅CT图像；图像排序装置用于分别对第一CT图像组中的CT图像及第二CT图像组中的CT图像进行排列以形成第一CT图像序及第二CT图像序；图像分割装置用于参照CT序列图像组中的第k+1幅CT图像中的分割参数及轮廓参数，依照第一CT图像序依次对第一CT图像组中的每幅CT图像进行分割，以及依照第二CT图像序依次对第二CT图像组中的每幅CT图像进行分割；肝段划分装置用于分别对经过分割后的第一CT图像组及第二CT图像组中的每幅CT图像中的肝脏进行八个肝段的划分；体积测算装置用于分别对经过肝段划分的第一CT图像组及第二CT图像组中的每幅CT图像中的八个肝段依次进行体积测算。其中，本专利技术将CT图像中的肝脏分为医疗中通用的八个肝段，各个肝段之间的分离界限之间没有门静脉、肝动脉和胆管的大分支通过，对于各个肝段依次进行体积测量。可选择地，图像排序装置包括第一图像排序单元及第二图像排序单元，其中，第一图像排序单元用于以倒序的顺序，设定第一图像序为N幅连续的CT图像中的第k幅CT图像至第一幅CT图像；第二图像排序单元用于以正序的顺序，设定为第二CT图像序为N幅连续的CT图像中的第k+2幅CT图像至第N幅CT图像。可选择地，图像分割装置包括通信连接的轮廓分割单元及内管分割单元，其中，轮廓分割单元用于依照第一CT图像序依次对第一CT图像组中的每幅CT图像中的肝脏轮廓进行分割，以及依照第二CT图像序依次对第二CT图像组中的每幅CT图像中的肝脏轮廓进行分割；内管分割单元用于依照第一CT图像序依次对第一CT图像组中的经过肝脏轮廓分割后的每幅CT图像中的肝内管道进行分割和标识，以及依照第二CT图像序依次对第二CT图像组中的经过肝脏轮廓分割后的每幅CT图像中的肝内管道进行分割和标识。可选择地，轮廓分割单元包括第一轮廓分割子单元、第二轮廓分割子单元、以及与第一轮廓分割子单元及第二轮廓分割子单元通信连接的起始轮廓分割子单元，其中，起始轮廓分割子单元用于对CT序列图像组中的第k+1幅CT图像中的肝脏轮廓进行FMM分割，并将得到的分割结果数据传输至第一轮廓分割子单元及第二轮廓分割子单元；第一轮廓分割子单元用于以起始轮廓分割子单元传输的分割结果数据作为参数，依照第一CT图像序依次对第一CT图像组中的每幅CT图像中的肝脏轮廓进行分割；第二轮廓分割子单元用于以起始轮廓分割子单元传输的分割结果数据作为参数，依照第二CT图像序依次对第二CT图像组中的每幅CT图像中的肝脏轮廓进行分割。优选地，FMM分割的种子点选用相邻的上一扫描断层的CT图像的分割结果的几何中心作为种子点。优选地，FMM分割的种子点设置有2～5个像素的左上方偏移量。优选地，其中，N幅连续扫描断层的CT图像中的中间一层，即第k+1幅CT图像作为第一张分割图像，对第k+1幅CT图像进行FMM分割，分割的结果作为前一扫描断层和后一扫描断层确定参数的依据，然后分别向前和向后分割各层。可选择地，内管分割单元包括第一内管分割子单元、第二内管分割子单元、以及与第一内管分割子单元及第二内管分割子单元通信连接的起始内管分割子单元，其中，起始内管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于CT图像获取肝脏体积的系统，其特征在于，包括：依次通信连接的图像采集装置、图像分组装置、图像排序装置、图像分割装置、肝段划分装置、以及体积测算装置，其中，所述图像采集装置用于获得特定肝脏的CT序列图像组，所述CT序列图像组包括对于所述特定肝脏的N幅连续扫描断层的CT图像，其中，N＝2k+1，k≥3；所述图像分组装置用于将所述CT序列图像组分为第一CT图像组和第二CT图像组，其中，所述第一CT图像组的图像包括所述N幅连续的CT图像中的连续的第一幅CT图像至第k幅CT图像，所述第二CT图像组的图像包括所述N幅连续的CT图像中的连续的第k+2幅CT图像至第N幅CT图像；所述图像排序装置用于分别对所述第一CT图像组中的CT图像及所述第二CT图像组中的CT图像进行排列以形成第一CT图像序及第二CT图像序；所述图像分割装置用于参照所述CT序列图像组中的第k+1幅CT图像中的分割参数及轮廓参数，依照所述第一CT图像序依次对所述第一CT图像组中的每幅CT图像进行分割，以及依照所述第二CT图像序依次对所述第二CT图像组中的每幅CT图像进行分割；所述肝段划分装置用于分别对经过分割后的所述第一CT图像组中的每幅CT图像、所述第二CT图像组中的每幅CT图像、以及第k+1幅CT图像中的肝脏进行八个肝段的划分；以及所述体积测算装置用于分别对经过肝段划分的所述第一CT图像组中的每幅CT图像、所述第二CT图像组中的每幅CT图像、以及第k+1幅CT图像中的八个肝段依次进行体积测算。...

【技术特征摘要】
1.一种基于CT图像获取肝脏体积的系统，其特征在于，包括：依次通信连接的图像采集装置、图像分组装置、图像排序装置、图像分割装置、肝段划分装置、以及体积测算装置，其中，所述图像采集装置用于获得特定肝脏的CT序列图像组，所述CT序列图像组包括对于所述特定肝脏的N幅连续扫描断层的CT图像，其中，N＝2k+1，k≥3；所述图像分组装置用于将所述CT序列图像组分为第一CT图像组和第二CT图像组，其中，所述第一CT图像组的图像包括所述N幅连续的CT图像中的连续的第一幅CT图像至第k幅CT图像，所述第二CT图像组的图像包括所述N幅连续的CT图像中的连续的第k+2幅CT图像至第N幅CT图像；所述图像排序装置用于分别对所述第一CT图像组中的CT图像及所述第二CT图像组中的CT图像进行排列以形成第一CT图像序及第二CT图像序；所述图像分割装置用于参照所述CT序列图像组中的第k+1幅CT图像中的分割参数及轮廓参数，依照所述第一CT图像序依次对所述第一CT图像组中的每幅CT图像进行分割，以及依照所述第二CT图像序依次对所述第二CT图像组中的每幅CT图像进行分割；所述肝段划分装置用于分别对经过分割后的所述第一CT图像组中的每幅CT图像、所述第二CT图像组中的每幅CT图像、以及第k+1幅CT图像中的肝脏进行八个肝段的划分；以及所述体积测算装置用于分别对经过肝段划分的所述第一CT图像组中的每幅CT图像、所述第二CT图像组中的每幅CT图像、以及第k+1幅CT图像中的八个肝段依次进行体积测算。2.如权利要求1所述的基于CT图像获取肝脏体积的系统，其特征在于，所述图像排序装置包括第一图像排序单元及第二图像排序单元，其中，所述第一图像排序单元用于以倒序的顺序，设定所述第一图像序为所述N幅连续的CT图像中的第k幅CT图像至所述第一幅CT图像；所述第二图像排序单元用于以正序的顺序，设定为所述第二CT图像序为所述N幅连续的CT图像中的第k+2幅CT图像至所述第N幅CT图像。3.如权利要求1所述的基于CT图像获取肝脏体积的系统，其特征在于，所述图像分割装置包括通信连接的轮廓分割单元及内管分割单元，其中，所述轮廓分割单元用于依照所述第一CT图像序依次对所述第一CT图像组中的每幅CT图像中的肝脏轮廓进行分割，依照所述第二CT图像序依次对所述第二CT图像组中的每幅CT图像中的肝脏轮廓进行分割、以及对第k+1幅CT图像中的肝脏轮廓进行分割；所述内管分割单元用于依照所述第一CT图像序依次对所述第一CT图像组中的经过肝脏轮廓分割后的每幅CT图像中的肝内管道进行分割和标识，依照所述第二CT图像序依次对所述第二CT图像组中的经过肝脏轮廓分割后的每幅CT图像中的肝内管道进行分割和标识、以及对经过肝脏轮廓分割后的第k+1幅CT图像中的肝内管道进行分割和标识。4.如权利要求3所述的基于CT图像获取肝脏体积的系统，其特征在于，所述轮廓分割单元包括第一轮廓分割子单元、第二轮廓分割子单元、以及与所述第一轮廓分割子单元及所述第二轮廓分割子单元通信连接的起始轮廓分割子单元，其中，所述起始轮廓分割子单元用于对所述CT序列图像组中的第k+1幅CT图像中的肝脏轮廓进行FMM分割，并将得到的分割结果数据传输至所述第一轮廓分割子单元及所述所述第二轮廓分割子单元；所述第一轮廓分割子单元用于以所述起始轮廓分割子单元传输的所述分割结果数据作为参数，依照所述第一CT图像序依次对所述第一CT图像组中的每幅CT图像中的肝脏轮廓进行分割；所述第二轮廓分割子单元用于以所述起始轮廓分割子单元传输的所述分割结果数据作为参数，依照所述第二CT图像序依次对所述第二CT图像组中的每幅CT图像中的肝脏轮廓进行分割。5.如权利要求3所述的基于CT图像获取肝脏体积的系统，其特征在于，所述内管分割单元包括第一内管分割子单...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏宾，董蒨，朱呈瞻，董冰子，房丹，夏楠，王菲菲，王凤娇，楚宏硕，
申请(专利权)人：青岛大学附属医院，
类型：发明
国别省市：山东,37