肝脏静脉血管三维结构特征定量分析方法、装置、计算机设备和存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种肝脏静脉血管三维结构特征定量分析方法，包括：获取待分析的肝脏三维影像，获取静脉血管的分割区域；中心线计算；血管分段处理，将静脉血管分为肝左、中、右静脉以及肝门静脉左、右支；根据各段的中心线和使用三维表面重建算法重建的静脉血管模型对静脉血管的三维结构特征进行定量分析，参数指标包括血管形态、分支、网格表征指标中的一种或几种。还提供了相关的装置、计算机设备和存储介质。本发明专利技术由于无需人工干预，可实现全自动分析，能够满足批量分析血管参数的需求，从而能快速、准确、批量的分析肝脏静脉血管的三维结构特征定量指标，能提供更全面详细的血管三维结构特征定量分析，可为医生评估血管提供更全面的参考。面的参考。面的参考。

【技术实现步骤摘要】
肝脏静脉血管三维结构特征定量分析方法、装置、计算机设备和存储介质


[0001]本专利技术涉及医学影像处理
，特别涉及血管三维结构特征定量分析
，具体是指一种肝脏静脉血管三维结构特征定量分析方法、装置、计算机设备和存储介质。

技术介绍

[0002]许多疾病都会在一定程度上引起血管的形态发生改变，故通过对血管的定量分析可以对某些疾病进行早期预测和临床诊断。由于二维血管定量分析常常会受到结构重叠的影响，因此三维血管定量分析结果更加准确。
[0003]目前市面上已经有一部分血管参数评估的软件或者专利，其内容尚存在一定的缺陷或不完善。比如血管的参数评估采用的是交互式的评估方式，也就是通过人机交互的方式在血管的位置放置一系列点，根据点的位置来计算血管的长度、血管的截面直径以及血管的分叉处的角度等参数，但是，这种方式无法满足批量处理的需求。当然，也有一些全自动的血管结构特征评估算法，但其对血管的评估指标比较单一，无法为血管的健康状况提供一个全面的定量分析。
[0004]例如，中国专利技术专利申请CN202010153299.X(专利技术名称“血管参数测量方法、装置、计算机设备和存储介质”)披露了一种血管参数测量方法，其具体的技术方案如下：
[0005]1、对待测医学影像数据(CT、MRI)进行基于深度学习的血管分割；
[0006]首先对已经标注的医学影像数据进行预处理，包括加噪、过欠均衡采样处理、数据白化等至少一种预处理，实现训练样本的扩充以及增加训练后模型的泛化能力，以得到比较准确的分割结果。
[0007]2、对待测医学影像数据通过深度学习的方式分割种子点区域，并提取种子点区域的种子点；
[0008]使用血管影像样本数据以及血管影像样本种子点区域标注数据(用于标注出整体动脉中的种子点区域)对种子点区域模型进行训练，得到种子点区域分割模型。
[0009]3、根据种子点生成血管的中心线；
[0010]对种子点区域分割模型分割的种子点区域提取的种子点在已分割的血管数据中进行区域生长，并将所有生长的区域的质心连接起来作为血管的中心线。具体的步骤如下：
[0011](1)、将分割图像中的整体动脉作为当前的未标记区域，以种子点为队列起始点，建立第一中心线队列，并将种子点作为第一中心线队列的当前点。
[0012](2)、基于当前点所在的区域，在当前的未标记区域中进行区域生长，得到生长区域，并将生长区域作为已标记区域。
[0013](3)、当生长区域未达到整体动脉的血管末端、且生长区域连通时，则将生长区域的质心添加到第一中心线队列，并将质心作为当前点、且将整体动脉中除已标记区域之外的区域，作为当前的未标记区域，返回基于当前点所在的区域，在当前的未标记区域中进行
区域生长的步骤以继续执行。
[0014](4)、当生长区域未达到整体动脉的血管末端、且生长区域为不连通的多个分支区域时，则对各分支区域分别取质心，将其中一个质心添加至第一中心线队列，并将质心作为第一中心线队列的当前点。以剩余的质心为队列起始点分别建立相应的第二中心线队列，将剩余的质心分别作为相应第二中心线队列的当前点。将整体动脉中除已标记区域之外的区域，作为当前的未标记区域，执行基于当前点所在的区域，在当前的未标记区域中进行区域生长，得到生长区域及后续步骤，直至生长区域达到整体动脉的血管末端。
[0015](5)、当生长区域已达到整体动脉的血管末端、且不存在分支区域时，则根据第一中心线队列和第二中心线队列，生成整体动脉的中心线。
[0016]4、根据中心线和分割完成的血管数据在Web上进行交互式测量血管参数，并生成相应的报告。
[0017]基于测量页面接收血管参数测量指令，根据分割图像和中心线，生成与血管参数测量指令相应的测量结果的步骤，具体包括如下步骤：
[0018](1)、基于测量页面接收血管参数测量指令；
[0019](2)、响应于血管参数测量指令，确定所选择的测量类型和在中心线上所选取的测量点。其中，测量类型是指要测量哪一种类型的血管参数。比如：血管横截面上的等效直径、血管中心线上两点之间的长度距离和血管中心线上三点之间所成的夹角等测量类型。；
[0020](3)、根据测量点和分割图像，对整体动脉进行与测量类型对应的测量处理，得到与测量类型相应的测量结果。根据测量结果，可以生成能够调整的血管参数报告列表，而该血管参数报告列表包括血管参数测量指令所包含的测量点和测量类型、测量区域图像和测量结果。根据血管参数报告列表中测量结果的顺序，能够生成血管参数图文报告。
[0021]但是，上述技术方案存在以下问题：
[0022]1、对血管的三维结构特征定量指标的测量不完善，也就是测量的参数不够全面，无法全方位的评估出血管的健康状况。上述专利技术仅测量了血管的横截面上直径的最大/小值、血管横截面的等效直径、血管的长度以及血管在分叉处的角度。
[0023]2、采用的是交互式的测量方案，测量过程需要人工干预，无法满足批量测量的需求。
[0024]因此，需要提供一种肝脏静脉血管三维结构特征定量分析方法，其能够快速、准确、批量的分析肝脏静脉血管的三维结构特征定量指标。

技术实现思路

[0025]本专利技术的目的是为了克服上述现有技术中的缺点，提供能够快速、准确、批量的分析肝脏静脉血管的三维结构特征定量指标的肝脏静脉血管三维结构特征定量分析方法、装置、计算机设备和存储介质。
[0026]为达到以上目的，在本专利技术的第一方面，提供一种肝脏静脉血管三维结构特征定量分析方法，其特点是，包括以下步骤：
[0027](1)获取待分析的肝脏三维影像，并获取所述的待分析的肝脏三维影像的静脉血管的分割区域；
[0028](2)对所述分割区域中所述静脉血管进行中心线计算从而获得所述静脉血管的中
心线；
[0029](3)对所述分割区域中所述静脉血管进行血管分段处理，将所述静脉血管分为肝左静脉、肝中静脉、肝右静脉、肝门静脉左支和肝门静脉右支；
[0030](4)根据所述肝左静脉的中心线、所述肝中静脉的中心线、所述肝右静脉的中心线、所述肝门静脉左支的中心线、所述肝门静脉右支的中心线和所述分割区域中使用三维表面重建算法重建的静脉血管模型对所述静脉血管的三维结构特征进行定量分析，所述定量分析的参数指标包括血管形态表征指标、血管分支表征指标和血管网格表征指标中的一种或几种，所述血管形态表征指标包括血管长度、血管扭曲度、血管管径、血管容积和容积百分比中的一种或几种，所述血管分支表征指标包括血管分支数、血管分叉角度、血管根节点数量、血管端节点数量以及血管分支节点数量中的一种或几种，所述血管网格表征指标包括血管分布密度。
[0031]较佳地，在所述步骤(1)中，所述的待分析的肝脏三维影像是肝脏MRI三维影像。
[0032]较佳地，在所述步骤(1)中，所述的获取所述的待分析的肝脏三维影像的静脉血管的分割区域的步骤具体包括：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种肝脏静脉血管三维结构特征定量分析方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)获取待分析的肝脏三维影像，并获取所述的待分析的肝脏三维影像的静脉血管的分割区域；(2)对所述分割区域中所述静脉血管进行中心线计算从而获得所述静脉血管的中心线；(3)对所述分割区域中所述静脉血管进行血管分段处理，将所述静脉血管分为肝左静脉、肝中静脉、肝右静脉、肝门静脉左支和肝门静脉右支；(4)根据所述肝左静脉的中心线、所述肝中静脉的中心线、所述肝右静脉的中心线、所述肝门静脉左支的中心线、所述肝门静脉右支的中心线和所述分割区域中使用三维表面重建算法重建的静脉血管模型对所述静脉血管的三维结构特征进行定量分析，所述定量分析的参数指标包括血管形态表征指标、血管分支表征指标和血管网格表征指标中的一种或几种，所述血管形态表征指标包括血管长度、血管扭曲度、血管管径、血管容积和容积百分比中的一种或几种，所述血管分支表征指标包括血管分支数、血管分叉角度、血管根节点数量、血管端节点数量以及血管分支节点数量中的一种或几种，所述血管网格表征指标包括血管分布密度。2.如权利要求1所述的肝脏静脉血管三维结构特征定量分析方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，所述的待分析的肝脏三维影像是肝脏MRI三维影像。3.如权利要求1所述的肝脏静脉血管三维结构特征定量分析方法，其特征在于，在所述步骤(1)中，所述的获取所述的待分析的肝脏三维影像的静脉血管的分割区域的步骤具体包括：(11)将所述的待分析的肝脏三维影像输入预先训练的静脉血管分割模型，输出所述的静脉血管的分割区域。4.如权利要求3所述的肝脏静脉血管三维结构特征定量分析方法，其特征在于，在所述步骤(11)中，所述的预先训练的静脉血管分割模型采用以下步骤获得：(a)获取样本肝脏三维影像，并获取所述样本肝脏三维影像的静脉血管标注数据；(b)将所述样本肝脏三维影像和所述静脉血管标注数据作为训练集，对静脉血管分割模型迭代进行深度学习训练，得到所述的预先训练的静脉血管分割模型。5.如权利要求4所述的肝脏静脉血管三维结构特征定量分析方法，其特征在于，在所述步骤(a)中，所述的获取样本肝脏三维影像的步骤具体包括：(a1)对原始样本肝脏三维影像进行预处理得到新增样本肝脏三维影像，所述预处理包括直方图均衡化、旋转、加噪声、扭曲和镜像中的一种或几种；(a2...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊明华，王成彦，戴飞，王鹤，
申请(专利权)人：上海志御软件信息有限公司，
类型：发明
国别省市：