[发明专利]一种肝脏分段方法和系统

说明书

本发明属于术前规划技术领域，一种肝脏分段方法和系统,具体涉及一种基于多期MRI图像的肝脏分段方法和系统，通过利用腹部MRI门静脉期序列图像和肝脏轮廓图像，在现有的肝脏分割结果的基础上，从MRI图像上分割得到肝内血管的分割结果，再通过血管细化，提取中心线；血管结构的拓扑分析，将肝静脉和门静脉分离；之后对门静脉进行分级，最终实现肝脏分段，并重建出肝脏分段的三维形态。本发明基于多期MRI图像能够完全自动化地对肝脏进行分段，不再需要人工手动标记，节省了人力物力，提升了效率。

技术领域

本发明属于术前规划技术领域，具体涉及一种基于多期MRI图像的肝脏分段方法和系统。

背景技术

随着影像学技术和计算机技术的发展，三维可视化系统的出现，可快速将肝脏解剖的MRI、CT等二维图像转化为3D可视化图像。同时肝胆外科技术的发展，特别是活体肝移植技术的成熟，对于肝脏分段解剖的要求进一步提高，肝脏分段应该更加个体化、数字化和精准化。

肝脏作为腹部最大的器官，解剖学研究表明肝脏普遍上分为八个肝段，每个肝段都是由独立的管道系统来负责的，可以单独作为一个外科切除单位。随着近年来肝脏移植和肝脏切除手术的开展，肝脏的分段也越来越被外科医生关注。肝脏的分叶和分段在临床上对于描述病变位置,确定治疗方案，特别是界定肝切除范围等方面均有重要意义。

腹部MRI对肝、肾、胰、脾、肾上腺等实质性脏器疾病的诊断可提供十分有价值的信息，有助于确诊。而多期MRI图像根据病人在注射对比剂后扫描时间的不同分为动脉期、门静脉期和平衡期三期序列图像。肝动脉成像和肝门静脉成像能够清晰显示肝内的血管结构，是肝部疾病诊断和手术指导的重要依据。医学影像技术和图像处理技术的结合可以实现术前肝脏的分段，结合肝脏分割和肿瘤分割，能够对肝脏病变准确定位并显示病灶与血管的三维关系，为肝脏手术和治疗提供帮助。正确的分段结果可以用来为复杂手术过程做规划，并且能够在在手术过程中提供操作辅助信息，预测手术结果。

如今，肝脏的分段多依赖于交互软件，需要医生手动标记肝静脉和门静脉的起始点，无法做到完全自动化分段。

Meinzer和Osorio依照肝脏表面特征点来进行肝脏分段，但是这样并没有结合肝脏内部的解剖结构，会导致分段结果和实际临床结果相差较大。现在普遍的分段结果都是基于肝内门静脉的血管树结构，利用交互设备将血管分级，应用范围受到限制。

发明内容

针对以上问题，本发明旨在提供一种基于多期MRI图像完全自动化分段的肝脏分段方法和系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种肝脏分段方法，包括如下步骤：

S1、获取肝脏图像；

S2、利用肝脏图像分割得到肝内血管结构，通过血管细化，提取中心线；

S3、通过对血管结构的拓扑分析，将肝静脉和门静脉分离，之后通过计算血管半径，构建门静脉血管树，对门静脉进行分级，利用分级结果实现肝脏分段；

S4、重建并输出肝脏分段的三维形态。

一种肝脏分段系统，包括：

信息获取模块，获取并载入腹部MRI门静脉期序列图像和肝脏轮廓图像，得到肝脏图像；

血管分割模块，利用肝脏图像分割得到肝内血管结构，通过血管细化，提取中心线；

肝脏分段模块，通过对血管结构的拓扑分析，将肝静脉和门静脉分离，之后通过计算血管半径，构建门静脉血管树，对门静脉进行分级，利用分级结果实现肝脏分段；

形态重建模块，重建并输出肝脏分段的三维形态。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现前述方法的步骤。