基于血管及病变区域的肝脏裁切方法及系统技术方案

本发明专利技术适用于医学图像处理技术领域，提供了一种基于血管及病变区域的肝脏裁切方法，包括步骤：分别获取肝脏、肿瘤、肝静脉血管和门静脉血管的三维模型；根据肿瘤模型的位置对门静脉血管模型进行血管裁切，并基于裁切结果以构建肝脏门静脉病变模型；根据所述肿瘤模型的位置对肝静脉血管模型进行血管裁切，并基于裁切结果以构建肝脏肝静脉病变模型；通过所述肝脏门静脉病变模型和所述肝脏肝静脉病变模型，以分析肝脏模型中所述肿瘤所在位置血管的供血范围。还提供了一种基于血管及病变区域的肝脏裁切系统。借此，本发明专利技术能够辅助医生以快速裁切出肿瘤所在位置血管的供血范围，进而指导医生的手术。

【技术实现步骤摘要】
基于血管及病变区域的肝脏裁切方法及系统
本专利技术涉及医学图像处理
，尤其涉及一种基于血管及病变区域的肝脏裁切方法及系统。
技术介绍
在肝脏肿瘤的手术治疗过程中，临床医生需要根据肝脏的病变区域和血管的支配关系，对手术过程中需要切除部分和保留部分做详细的术前分析和模拟，以保留肝脏部分的供血血管和回流血管不在手术中破坏，并且保证残留肝脏仍然具有供血血管和回流血管。借助计算机三维成像系统，医生在术前可以直观，清晰的看到肝脏组织和病变组织以及血管之间的相对位置关系，进而帮助医生做好手术规划。申请号为201810197660.8，名称为“一种基于CT图像的肝脏分段方法及其系统”和申请号为201410054600.6，名称为“基于医学图像的肝脏分段方法及其肝脏分段系统”以及申请号为201711024134.7，名称为“一种肝脏3D医学影像分段方法”等的现有专利，都是基于门静脉血管和肝静脉血管对肝脏进行分段。常规的肝脏分段方法虽然可以将肝脏进行较为精确的分段，但是因为需要考虑血管的结构和分支信息，通常分段过程比较繁琐，需要较长时间才可以完成分段。临床方面，医生希望可以快速的观察手术中如果断开肿瘤附近的某只血管后会有哪些肝脏缺血，以指导手术。标准肝分段虽然可以看到血管的供血范围，但是对血管造影的要求较高，需要分割到门静脉血管的三级以上的分支，并且计算和操作过程都比较复杂，并不适合临床医生直接操作。综上可知，现有的方法在实际使用上，存在着较多的问题，所以有必要加以改进。
技术实现思路
针对上述的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种基于血管及病变区域的肝脏裁切方法及系统，能够辅助医生以快速裁切出肿瘤所在位置血管的供血范围，进而指导医生的手术。为了实现上述目的，本专利技术提供一种基于血管及病变区域的肝脏裁切方法，包括：模型获取步骤，分别获取肝脏、肿瘤、肝静脉血管和门静脉血管的三维模型；门静脉裁切步骤，根据肿瘤模型的位置对门静脉血管模型进行血管裁切，并基于裁切结果以构建肝脏门静脉病变模型；肝静脉裁切步骤，根据所述肿瘤模型的位置对肝静脉血管模型进行血管裁切，并基于裁切结果以构建肝脏肝静脉病变模型；结果分析步骤，通过所述肝脏门静脉病变模型和所述肝脏肝静脉病变模型，以分析肝脏模型中所述肿瘤所在位置血管的供血范围。可选的，所述模型获取步骤之后还包括：外扩步骤，根据预置的外扩值将获取到的所述肿瘤模型进行外扩操作。所述模型获取步骤包括：基于图像分割技术和三维重建技术，以分别构建肝脏、肿瘤、肝静脉血管和门静脉血管对应的三维模型。所述门静脉裁切步骤进一步包括：第一裁切步骤，根据肿瘤模型的位置，获取所述门静脉血管中为所述肿瘤提供血液的第一血管段，并在门静脉血管模型中裁切出对应的第一血管段模型；第一划分步骤，将所述第一血管段模型和去除所述第一血管段的所述门静脉血管模型映射到图像数据中，并基于泰森多边形最近距离拟合算法在所述肝脏中切分出门静脉供血的第一病变区域；第一重建步骤，对所述第一病变区域进行三维重建，以获得肝脏门静脉病变模型。所述肝静脉裁切步骤进一步包括：第二裁切步骤，根据所述肿瘤模型的位置，获取所述肝静脉血管中为所述肿瘤提供血液回流的第二血管段，并在肝静脉血管模型中裁切出对应的第二血管段模型；第二划分步骤，将所述第二血管段模型和去除所述第二血管段的所述肝静脉血管模型映射到图像数据中，并基于泰森多边形最近距离拟合算法在所述肝脏中切分出肝静脉供血的第二病变区域；第二重建步骤，对所述第二病变区域进行三维重建，以获得肝脏肝静脉病变模型。所述结果分析步骤包括：计算所述肝脏门静脉病变模型和所述肝脏肝静脉病变模型的并集和交集，并根据所述并集和所述交集以分析肝脏模型中所述肿瘤所在位置血管的供血范围。还提供了一种基于血管及病变区域的肝脏裁切系统，包括有：模型获取单元，用于分别获取肝脏、肿瘤、肝静脉血管和门静脉血管的三维模型；门静脉裁切单元，用于根据肿瘤模型的位置对门静脉血管模型进行血管裁切，并基于裁切结果以构建肝脏门静脉病变模型；肝静脉裁切单元，用于根据所述肿瘤模型的位置对肝静脉血管模型进行血管裁切，并基于裁切结果以构建肝脏肝静脉病变模型；结果分析单元，用于通过所述肝脏门静脉病变模型和所述肝脏肝静脉病变模型，以分析肝脏模型中所述肿瘤所在位置血管的供血范围。可选的，还包括有：外扩单元，用于根据预置的外扩值将获取到的所述肿瘤模型进行外扩操作。所述模型获取单元用于：基于图像分割技术和三维重建技术，以分别构建肝脏、肿瘤、肝静脉血管和门静脉血管对应的三维模型。所述门静脉裁切单元进一步包括有：第一裁切子单元，用于根据肿瘤模型的位置，获取所述门静脉血管中为所述肿瘤提供血液的第一血管段，并在门静脉血管模型中裁切出对应的第一血管段模型；第一划分子单元，用于将所述第一血管段模型和去除所述第一血管段的所述门静脉血管模型映射到图像数据中，并基于泰森多边形最近距离拟合算法在所述肝脏中切分出门静脉供血的第一病变区域；第一重建子单元，用于对所述第一病变区域进行三维重建，以获得肝脏门静脉病变模型。所述肝静脉裁切单元进一步包括有：第二裁切子单元，用于根据所述肿瘤模型的位置，获取所述肝静脉血管中为所述肿瘤提供血液回流的第二血管段，并在肝静脉血管模型中裁切出对应的第二血管段模型；第二划分子单元，用于将所述第二血管段模型和去除所述第二血管段的所述肝静脉血管模型映射到图像数据中，并基于泰森多边形最近距离拟合算法在所述肝脏中切分出肝静脉供血的第二病变区域；第二重建子单元，用于对所述第二病变区域进行三维重建，以获得肝脏肝静脉病变模型。所述结果分析单元用于：计算所述肝脏门静脉病变模型和所述肝脏肝静脉病变模型的并集和交集，并根据所述并集和所述交集以分析肝脏模型中所述肿瘤所在位置血管的供血范围。本专利技术所述的基于血管及病变区域的肝脏裁切方法及其系统，参考肝静脉和门静脉的血管结构，寻找肿瘤所在位置门静脉和肝静脉的血管分支，进而分析该段血管在肝脏中的供血或回流血液范围，以帮助医生规划手术中需要切除的肝脏范围。附图说明图1为本专利技术优选实施例所述基于血管及病变区域的肝脏裁切方法的步骤流程图；图2为本专利技术所述基于血管及病变区域的肝脏裁切方法的所述门静脉裁切步骤优选的步骤流程图；图3为本专利技术所述基于血管及病变区域的肝脏裁切方法的所述肝静脉裁切步骤优选的步骤流程图；图4为本专利技术优选实施例所述基于血管及病变区域的肝脏裁切系统的结构框图；图5为本专利技术所述基于血管及病变区域的肝脏裁切系统的所述门静脉裁切单元优选的结构框图；图6为本专利技术所述基于血管及病变区域的肝脏裁切系统的所述肝静脉裁切单元优选的结构框图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于血管及病变区域的肝脏裁切方法，其特征在于，包括：/n模型获取步骤，分别获取肝脏、肿瘤、肝静脉血管和门静脉血管的三维模型；/n门静脉裁切步骤，根据肿瘤模型的位置对门静脉血管模型进行血管裁切，并基于裁切结果以构建肝脏门静脉病变模型；/n肝静脉裁切步骤，根据所述肿瘤模型的位置对肝静脉血管模型进行血管裁切，并基于裁切结果以构建肝脏肝静脉病变模型；/n结果分析步骤，通过所述肝脏门静脉病变模型和所述肝脏肝静脉病变模型，以分析肝脏模型中所述肿瘤所在位置血管的供血范围。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于血管及病变区域的肝脏裁切方法，其特征在于，包括：
模型获取步骤，分别获取肝脏、肿瘤、肝静脉血管和门静脉血管的三维模型；
门静脉裁切步骤，根据肿瘤模型的位置对门静脉血管模型进行血管裁切，并基于裁切结果以构建肝脏门静脉病变模型；
肝静脉裁切步骤，根据所述肿瘤模型的位置对肝静脉血管模型进行血管裁切，并基于裁切结果以构建肝脏肝静脉病变模型；
结果分析步骤，通过所述肝脏门静脉病变模型和所述肝脏肝静脉病变模型，以分析肝脏模型中所述肿瘤所在位置血管的供血范围。


2.根据权利要求1所述的基于血管及病变区域的肝脏裁切方法，其特征在于，所述模型获取步骤之后还包括：
外扩步骤，根据预置的外扩值将获取到的所述肿瘤模型进行外扩操作。


3.根据权利要求1所述的基于血管及病变区域的肝脏裁切方法，其特征在于，所述模型获取步骤包括：
基于图像分割技术和三维重建技术，以分别构建肝脏、肿瘤、肝静脉血管和门静脉血管对应的三维模型。


4.根据权利要求1所述的基于血管及病变区域的肝脏裁切方法，其特征在于，所述门静脉裁切步骤进一步包括：
第一裁切步骤，根据肿瘤模型的位置，获取所述门静脉血管中为所述肿瘤提供血液的第一血管段，并在门静脉血管模型中裁切出对应的第一血管段模型；
第一划分步骤，将所述第一血管段模型和去除所述第一血管段的所述门静脉血管模型映射到图像数据中，并基于泰森多边形最近距离拟合算法在所述肝脏中切分出门静脉供血的第一病变区域；
第一重建步骤，对所述第一病变区域进行三维重建，以获得肝脏门静脉病变模型。


5.根据权利要求1所述的基于血管及病变区域的肝脏裁切方法，其特征在于，所述肝静脉裁切步骤进一步包括：
第二裁切步骤，根据所述肿瘤模型的位置，获取所述肝静脉血管中为所述肿瘤提供血液回流的第二血管段，并在肝静脉血管模型中裁切出对应的第二血管段模型；
第二划分步骤，将所述第二血管段模型和去除所述第二血管段的所述肝静脉血管模型映射到图像数据中，并基于泰森多边形最近距离拟合算法在所述肝脏中切分出肝静脉供血的第二病变区域；
第二重建步骤，对所述第二病变区域进行三维重建，以获得肝脏肝静脉病变模型。


6.根据权利要求1所述的基于血管及病变区域的肝脏裁切方法，其特征在于，所述结果分析步骤包括：
计算所述肝脏门静脉病变模型和所述肝脏肝静脉病变模型的并集和交集，并根据所述并集和所述交集以分析肝脏模型中所述肿瘤所在位置血管的供血范围。


7.一种基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭李云，伍亚军，
申请(专利权)人：深圳市旭东数字医学影像技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44