[發(fā)明專利]一種基于超聲圖像和三維模型的肝臟體積測量方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710078273.1
• 申請日: 2017-02-14
• 公開（公告）號: CN106920242A
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁紅霞;許建威;劉新宇;曾慶磊;張紅宇;付艷玲;邢霽遠(yuǎn)
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院
• 主分類號: G06T7/10
• 分類號: G06T7/10;G06T7/136;G06T7/194;G06T17/00;A61B8/00
• 代理公司: 西安銘澤知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)61223
• 代理人: 潘宏偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于超聲圖像和三維模型的肝臟體積測量方法。

背景技術(shù)

我國為病毒性肝炎的高發(fā)地區(qū)，主要為慢性乙型和丙型肝炎，這些疾病很容易發(fā)展成肝硬化和肝癌。對肝硬化和肝癌的治療手段主要是肝切除和肝移植手術(shù)，這類手術(shù)前需要得到供體和受供體肝臟的準(zhǔn)確體積。研究表明，活體肝臟移植手術(shù)中，供體應(yīng)至少保留全肝臟體積的30％，而受供體接收的肝臟體積應(yīng)大于肝臟體積的40％，因此術(shù)前肝臟體積測量的準(zhǔn)確度直接影響到手術(shù)方案的選擇和成功率。

目前肝臟體積的測量方法有CT法、MR法、三維超聲法和公式法，這些方法各有利弊。CT法可以得到比較準(zhǔn)確的肝臟體積，但CT法需要注射造影劑，而且掃面過程中X射線對人體有輻射，不能反復(fù)運(yùn)用；MR法費(fèi)用非常昂貴，也不適合進(jìn)行多次測量，對于需要多次掃描連續(xù)觀察肝臟的狀況的患者，MR掃描非常不適合；三維超聲掃描方法對人體無任何傷害，成像快速方便，但由于超聲本身成像原理的限制，超聲圖像的分辨率較低；公式法是根據(jù)大量的統(tǒng)計結(jié)果提出的一種肝臟體積近似的估計方法，它根據(jù)人的身高和體重等參數(shù)得到體表面積，進(jìn)而得到肝臟體積，但是該方法測量的誤差較大。因此需要一種新的肝臟體積的測量方法實(shí)現(xiàn)無損害、安全、反復(fù)、快捷的測量肝臟體積，為此，我們提出了一種基于超聲圖像和三維模型的肝臟體積測量方法投入使用，以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于超聲圖像和三維模型的肝臟體積測量方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于超聲圖像和三維模型的肝臟體積測量方法，該基于超聲圖像和三維模型的肝臟體積測量方法的具體步驟如下：

S1：利用超聲圖像中需要提取的目標(biāo)與其背景在灰度特征上的差異，把圖像視為具有不同灰度級的區(qū)域的組合，通過選取閾值，將目標(biāo)區(qū)域從背景區(qū)域中分離；

S2：將分離出的目標(biāo)區(qū)域分割成多塊較小的基本區(qū)域，然后根據(jù)特定的均勻性判據(jù)而合并；

S3：采集合并后的目標(biāo)區(qū)域，在三維模型坐標(biāo)中，建立三維圖像模擬，并形成三維體數(shù)據(jù)；

S4：針對形成的三維體數(shù)據(jù)采用橢球模型進(jìn)行匹配，得到橢球初始輪廓，隨后初始橢球模型按照一定規(guī)則離散化生成三角網(wǎng)絡(luò)圖像模型；

S5：采集待檢測臟器的三維圖像，然后確定待檢測臟器的上下極和中心軸，再選擇相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度，系統(tǒng)自動生成或手動勾畫不同角度臟器的邊緣，重建完整的立體輪廓，通過軟件后處理，得到被測臟器的三維體積參數(shù)。

優(yōu)選的，所述步驟S1中，閾值的選取應(yīng)根據(jù)目標(biāo)區(qū)域的大小進(jìn)行選擇，如果閾值選擇過大，一些目標(biāo)物將被視作背景，若閾值選擇過小，則會將背景轉(zhuǎn)換成目標(biāo)物，造成目標(biāo)區(qū)域的特征失真。

優(yōu)選的，所述步驟S2中，將目標(biāo)區(qū)域作為原始分割結(jié)果，只要當(dāng)前的分裂結(jié)果不能保證足夠的均勻性，就將其分裂成四個方形區(qū)域，將相鄰且具有相似特征的區(qū)域進(jìn)行合并，而將具有明顯不均勻性特征的區(qū)域進(jìn)行分裂。

優(yōu)選的，所述步驟S4中，在橢球初始輪廓的形成過程中，首先利用初始區(qū)域生長方法對目標(biāo)區(qū)域中間層圖像進(jìn)行橢圓匹配，然后以匹配橢圓的中心作為橢球的中心，以匹配橢圓的X軸和Y軸分別作為橢球的X軸和Y軸，以穿過匹配橢圓的中心，得到橢球三維初始輪廓。

優(yōu)選的，所述步驟S5中，旋轉(zhuǎn)角度a有6°、9°、15°和30°四周不同角度，不同角度的臟器邊緣共計180/a個平面。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明采用三維超聲體積測量肝臟腫瘤的體積，測量時不受被測結(jié)構(gòu)的不規(guī)則形態(tài)影響，有較高的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性，并利用超聲圖像能夠精確的監(jiān)測被測結(jié)構(gòu)的大小變化和形態(tài)學(xué)的變化，能夠準(zhǔn)確預(yù)估肝臟危險因素的危險程度，從而能夠?qū)ΠY下藥達(dá)到很好的治療效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明工作流程圖；

圖2為本發(fā)明三維基本單元結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明橢球模型的離散化過程結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請參閱圖1，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種基于超聲圖像和三維模型的肝臟體積測量方法，該基于超聲圖像和三維模型的肝臟體積測量方法的具體步驟如下：