一种肝脏分段的方法及其系统技术方案

本发明专利技术涉及医学图像处理领域，提供了一种肝脏分段的方法及其系统，所述方法包括如下步骤：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；获取所述门静脉血管的中心线和半径；对所述门静脉血管的中心线上不同的肝脏段进行不同的标记；根据标记后的所述门静脉血管的中心线对所述肝脏进行分段。借此，本发明专利技术提供了个体化肝脏分段的方法及系统，为临床手术提供良好的保障。

【技术实现步骤摘要】
一种肝脏分段的方法及其系统
本专利技术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。
技术介绍
肝脏是肿瘤好发的主要器官之一，随着外科技术的进步，使肝脏肿瘤的手术切除率大幅度提高。肝脏作为实质性器官，只有通过影像学资料才能了解其内病灶的位置及大小，才能进行手术方案的设计。CT(computedtomography，计算机体层摄影)、MRI(MagneticResonanceImaging，磁共振成像)等影像学技术的发展大大推动了肝脏外科的发展，使得许多复杂的肝脏手术得以实施。然而由于肝脏内部复杂的管道系统及其生理和病理变异，决定了肝脏外科手速的难度。而且，解剖性切除等肝脏外科新技术的应用要求术者进行缜密的术前规划，了解肝功能储备需测量预切除的肝脏体积。虽然CT、MRI等二维断层图像提供了肝脏病灶及管道系统所有的影像信息，但是目前在大多数情况下，基于传统的二维图像，医生只能凭经验去构思病灶与周围组织的空间几何关系，从而给手术增加了难度。三维可视化肝脏能直观、清晰、任意角度显示肝脏的解剖及肝内管道系统的走行，肝脏肿瘤的位置及其与周围血管的空间毗邻关系，为肝脏切除手术提供了准确安全的手术切界，避免肝脏组织过多切除，最大限度地保留功能性肝组织，为医生制定更准确的手术方案提供较二维图像更有价值的个体化信息。外科医生可以在虚拟肝脏上反复进行手术规划，优化手术方案，提高手术技能，从而提高手术的安全性，降低手术并发症。目前，国际上普遍采用的肝段划分方法是Couinaud肝段划分法，Couinaud肝段划分法是以Glisson系统在肝内的分布为基础，以肝静脉为分段界限。左、中、右三支主肝静脉左行区所形成的纵形切面将肝分成4个扇区，每个扇区又被门静脉左右支的水平切面分成上下2段。4个扇区不包含尾状叶，因为他不依赖于四个肝门静脉和三支主肝静脉，是一个自主段。Couinaud肝段划分法虽然比较实用，但是也有明显的缺陷，由于它是离体铸型的研究结果，并不适合临床个体患者的个体差异情况，并且由于门静脉分支在形状、大小、数目等方面存在极大的解剖差异，同时段间分界不是简单的平面，因此Couinaud肝段划分法并不完全适合实际中的应用。在申请号为200810197660.8，专利技术名称为“一种基于CT图像的肝脏分段方法及其系统”的中国专利中详细阐述了CT图像中获得肝脏和血管的分割数据，并根据门静脉进行肝分段，但是该专利没有对肝脏与门静脉之间关系进行研究，依靠人工交互对血管进行分级，这一过程需要医生的经验知识。因此，根据不同医生的使用，肝脏的分段结果可能不相同，其准确性难以保证。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。
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，为临床手术提供良好的保障。为了实现上述目的，本专利技术提供一种肝脏分段的方法，所述方法包括如下步骤：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；获取所述门静脉血管的中心线和半径；对所述门静脉血管的中心线上不同的肝脏段进行不同的标记；根据标记后的所述门静脉血管的中心线对所述肝脏进行分段。根据所述的方法，所述获取所述门静脉血管的中心线和半径的步骤包括：在所述门静脉血管的分割图像中，删除所述门静脉血管中所有满足预设条件的体素，获取所述门静脉血管的中心线；计算所述门静脉血管的中心线上的所有体素中到所述门静脉血管的边缘的最短距离，将所述最短距离设为所述门静脉血管的半径。根据所述的方法，所述满足预设条件的体素包括：位于所述门静脉血管的表面，并且不是所述门静脉血管的中心线的起点或者终点的体素；和/或被删除后不改变所述门静脉血管的欧拉数值的体素；和/或被删除后不改变所述门静脉血管的连通性的体素。根据所述的方法，所述对所述门静脉血管的中心线上不同的肝脏段进行不同的标记的步骤包括：将所述门静脉血管的中心线构建成树形数据结构；根据所述树形数据结构，对所述门静脉血管的中心线进行标记。根据所述的方法，所述将所述门静脉血管的中心线构建成树形数据结构的步骤包括：将输入的所述门静脉血管的中心线的源点坐标作为所述树形数据结构的根节点；查找所述根节点在空间26邻域的邻节点，并根据所述邻节点的个数判断所述根节点类型以及根据所述门静脉血管的半径设置所述根节点的半径；将所述根节点的邻节点设置为所述根节点的子节点，并查找所述子节点的邻域范围内的邻节点，并将所述子节点的邻域范围内的邻节点设置为所述根节点的子节点的子节点，设置所述根节点的子节点及其子节点的类型以及半径，并将所述根节点的子节点添加到所述树形数据结构中，且依次将所述门静脉血管的中心线上所有的节点添加到所述树形数据结构中；所述根据树形数据结构，对所述门静脉血管的中心线进行标记的步骤包括：根据所述门静脉血管的主分支的血供情况，从所述根节点开始查找所述树形数据结构中的主分支点，将所述门静脉血管分为左支和右支；依次查找所述门静脉血管的左右分支点的所有子节点，直到查找到所有第一组分支点；然后再依次查找每个所述第一组分支点的左右子节点，直到查找到所有的第二组分支点；将每个所述第二组分支点的左右子节点分别标记为不同的值；将每个所述左右子节点定义为父节点，每个所述左右子节点之后的所有孩子节点标记为与每个所述左右子节点的标记相同的值。根据所述的方法，在设置所述子节点的类型的步骤中，当所述子节点的空间26邻域存在一个邻域点，设置所述子节点的类型为叶子节点；当所述子节点的空间26邻域存在两个邻域点，设置所述子节点的类型为连接点；当所述子节点的空间26邻域存在三个或者以上的邻域点，设置所述子节点的类型为分支点。根据所述的方法，在所述门静脉血管的一个分支点到另一个分支点之间至少存在两条路径时，去除所述两条路径中较大的一条；并且在查找所述门静脉血管的左右分支点的所有子节点时，若所述子节点为叶子节点，且所述叶子节点所属的分支长度小于预先设置的阈值，则所述分支不是所述门静脉血管的分支。根据所述的方法，所述根据标记后的所述门静脉血管的中心线对所述肝脏进行分段的步骤包括：将标记后的所述门静脉血管的中心线在所述肝脏组织上进行投影，使所述肝脏组织上对应的体素的灰度值与所述标记的值相同；在所述肝脏组织上以一个像素半径将与所述标记相邻的体素的灰度值设置为与所述标记的值相同，直到所述肝脏组织上的所有体素都获得标记。根据所述的方法，所述肝脏上具有相同标记的值的区域对应于所述肝脏的同一段。为了实现本专利技术的另一专利技术目的，本专利技术还提供了一种实现上述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；获取模块，用于获取所述门静脉血管的中心线和半径；标记模块，用于对所述门静脉血管的中心线上不同的肝脏段进行不同的标记；分段模块，用于根据标记后的所述门静脉血管的中心线对所述肝脏进行分段。本专利技术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；然后获取所述门静脉血管的中心线和半径；并对所述门静脉血管的中心线上不同的肝脏段进行不同的标记；最后根据标记后的所述门静脉血管的中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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；获取所述门静脉血管的中心线和半径；对所述门静脉血管的中心线上不同的肝脏段进行不同的标记；根据标记后的所述门静脉血管的中心线对所述肝脏进行分段；所述获取所述门静脉血管的中心线和半径的步骤包括：在所述门静脉血管的分割图像中，删除所述门静脉血管中所有满足预设条件的体素，获取所述门静脉血管的中心线；计算所述门静脉血管的中心线上的所有体素中到所述门静脉血管的边缘的最短距离，将所述最短距离设为所述门静脉血管的半径；所述对所述门静脉血管的中心线上不同的肝脏段进行不同的标记的步骤包括：将所述门静脉血管的中心线构建成树形数据结构；根据所述树形数据结构，对所述门静脉血管的中心线进行标记；所述将所述门静脉血管的中心线构建成树形数据结构的步骤包括：将输入的所述门静脉血管的中心线的源点坐标作为所述树形数据结构的根节点；查找所述根节点在空间26邻域的邻节点，并根据所述邻节点的个数判断所述根节点类型以及根据所述门静脉血管的半径设置所述根节点的半径；将所述根节点的邻节点设置为所述根节点的子节点，并查找所述子节点的邻域范围内的邻节点，并将所述子节点的邻域范围内的邻节点设置为所述根节点的子节点的子节点，设置所述根节点的子节点的类型以及半径，并将所述根节点的子节点添加到所述树形数据结构中，且依次将所述门静脉血管的中心线上所有的节点添加到所述树形数据结构中；所述根据树形数据结构，对所述门静脉血管的中心线进行标记的步骤包括：根据所述门静脉血管的主分支的血供情况，从所述根节点开始查找所述树形数据结构中的主分支点，将所述门静脉血管分为左支和右支；依次查找所述门静脉血管的左右分支点的所有子节点，直到查找到所有第一组分支点；然后再依次查找每个所述第一组分支点的左右子节点，直到查找到所有的第二组分支点；将每个所述第二组分支点的左右子节点分别标记为不同的值；将每个所述左右子节点定义为父节点，每个所述左右子节点之后的所有孩子节点标记为与每个所述左右子节点的标记相同的值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述满足预设条件的体素包括：位于所述门静脉血管的表面，并且不是所述门静脉血...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶建平，郭李云，张吉帅，杨光，
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：