基于医学图像的肝脏分段方法及其肝脏分段系统

摘要

本发明提供了一种基于医学图像的肝脏分段方法，包括：获取肝脏的三维重建图像，以及所述肝脏中的门静脉的三维重建图像；根据所述门静脉的三维重建图像，确定所述门静脉的每条分支；将所述肝脏的三维重建图像划分为多个预定体积的立方体块；根据每个所述立方体块与所述门静脉的每条分支的对应关系，在所述肝脏的三维重建图像上划分所述门静脉的每条分支的支配区域；根据所述门静脉的每条分支的支配区域对所述肝脏的三维重建图像进行分段。通过本发明的技术方案，能够针对不同患者的肝脏特征（即门静脉的分布情况）灵活地选取有针对性的肝脏分段方法，提高了肝脏分段的准确性。

说明书

技术领域

本发明涉及数字医疗领域，具体而言，涉及一种基于医学图像的肝脏分段方法和一种基于医学图像的肝脏分段系统。

背景技术

随着外科手术的不断发展，精准外科手术对计算机医学影像系统提出了更高的要求，在肝胆外科手术中，医生在术前就需要对肝脏的病变区域，以及与血管的支配关系进行详细的了解。

借助于计算机3D成像系统以及肝脏分段技术，医生在术前就能对肝脏内各组织之间的关系有着清晰、直观、立体的把握，并且能够根据肝脏自动分段结果判断手术能否实施，从而使得医生在手术前做好详细的规划，手术过程中精准切除癌变组织减少健康组织损伤。此外，肝脏分段结果要保证切除其中一段后不会影响其他部分的功能，要在彻底切除病灶与保证剩余肝脏功能之间取得精确的平衡，只有这样才能为临床手术提供指导和参考。

由于三维重建和虚拟手术都是基于患者个体信息的特征，因此必须满足个体差异化的要求。现有的肝脏分段方法，例如Couinaud分段法，主要是根据门静脉的分布特点，按顺时针方向将肝脏分为尾状叶段、左外叶上段、左外叶下段、左内叶、右前叶下段、右后叶下段、右后叶上段、右前叶上段。这种对肝脏机械的分段方法没有考虑到个体差异（即不同患者的门静脉分布存在差异）以及临床上经常出现的肝脏变异（肝脏形状发生变化，以及门静脉的分布也发生变化）的情况，因此，若针对所有患者的肝脏都机械地按照以上分段方法进行分段，会造成肝脏分段的不准确，临床指导意义不大。

因此，如何能够针对上述问题选取有针对性的肝脏分段方法灵活地对肝脏进行分段成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明正是基于上述技术问题至少之一，提供了一种新的肝脏分段技术，可以根据肝脏中门静脉的分支情况，以及与门静脉的每条分支相对应的肝脏区域，对肝脏的三维重建图像进行分段，使得能够针对不同患者的肝脏特征（即门静脉的分布情况）灵活地选取有针对性的肝脏分段方法，避免了对每个患者的肝脏都根据肝脏的外形进行分段而导致分段结果的不准确。

有鉴于此，本发明提供了一种基于医学图像的肝脏分段方法，包括：获取肝脏的三维重建图像，以及所述肝脏中的门静脉的三维重建图像；根据所述门静脉的三维重建图像，确定所述门静脉的每条分支；将所述肝脏的三维重建图像划分为多个预定体积的立方体块；根据每个所述立方体块与所述门静脉的每条分支的对应关系，在所述肝脏的三维重建图像上划分所述门静脉的每条分支的支配区域；根据所述门静脉的每条分支的支配区域对所述肝脏的三维重建图像进行分段。

在该技术方案中，通过将肝脏的三维重建图像划分为多个立方体块，并分别判断每个立方体块与门静脉的每条分支之间的对应关系，即判断该立方体块内是否包含门静脉分支，进而选取与门静脉的每条分支相对应的立方体块，通过对肝脏上的每一块区域都进行遍历分析，使得能够更加精确地划分门静脉的每条分支的支配区域（即与每条分支相对应的立方体块），从而在对肝脏进行分段时，能够灵活地根据门静脉的每条分支的支配区域对肝脏进行分段，即能够针对不同患者的肝脏特征（即门静脉在肝脏中的分布情况）灵活地选取有针对性的肝脏分段方法，避免了对每个患者的肝脏都机械地进行分段（如Couinaud分段法）而导致分段结果的不准确，提高了肝脏分段的灵活性与准确性。其中，支配区域是与门静脉分支紧密关联的区域，通过划分门静脉的每条分支的支配区域，使得在对肝脏分段之后，每一段都能够相对独立，即切除任一段后不会影响到其他部分的功能。

此外，在对肝脏的三维重建图像进行分块时，并不局限于仅将肝脏的三维重建图像划分为多个立方体块，也可以将肝脏的三维重建图像划分为多个长方体块，还可以划分为多个球体块等，并依次判断每个长方体块或球体块与门静脉的每条分支之间的对应关系，以确定门静脉的每条分支的支配区域。

根据本发明的另一方面，还提出了一种基于医学图像的肝脏分段系统，包括：图像获取单元，用于获取肝脏的三维重建图像，以及所述肝脏中的门静脉的三维重建图像；处理单元，用于根据所述门静脉的三维重建图像，确定所述门静脉的每条分支；划分单元，用于将所述肝脏的三维重建图像划分为多个预定体积的立方体块，以及根据每个所述立方体块与所述门静脉的每条分支的对应关系，在所述肝脏的三维重建图像上划分所述门静脉的每条分支的支配区域；分段单元，用于根据所述门静脉的每条分支的支配区域对所述肝脏的三维重建图像进行分段。

在该技术方案中，通过将肝脏的三维重建图像划分为多个立方体块，并分别判断每个立方体块与门静脉的每条分支之间的对应关系，即判断该立方体块内是否包含门静脉分支，进而选取与门静脉的每条分支相对应的立方体块，通过对肝脏上的每一块区域都进行遍历分析，使得能够更加精确地划分门静脉的每条分支的支配区域（即与每条分支相对应的立方体块），从而在对肝脏进行分段时，能够灵活地根据门静脉的每条分支的支配区域对肝脏进行分段，即能够针对不同患者的肝脏特征（即门静脉在肝脏中的分布情况）灵活地选取有针对性的肝脏分段方法，避免了对每个患者的肝脏都机械地进行分段（如Couinaud分段法）而导致分段结果的不准确，提高了肝脏分段的灵活性与准确性。其中，支配区域是与门静脉分支紧密关联的区域，通过划分门静脉的每条分支的支配区域，使得在对肝脏分段之后，每一段都能够相对独立，即切除任一段后不会影响到其他部分的功能。

此外，在对肝脏的三维重建图像进行分块时，并不局限于仅将肝脏的三维重建图像划分为多个立方体块，也可以将肝脏的三维重建图像划分为多个长方体块，还可以划分为多个球体块等，并依次判断每个长方体块或球体块与门静脉的每条分支之间的对应关系，以确定门静脉的每条分支的支配区域。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例的基于医学图像的肝脏分段方法的示意流程图；

图2示出了根据本发明的实施例的基于医学图像的肝脏分段系统的示意框图；

图3示出了根据本发明的另一个实施例的基于医学图像的肝脏分段方法的示意流程图；

图4示出了根据本发明的实施例的门静脉分级结构示意图；

图5示出了根据本发明的实施例的门静脉分支的支配区域的划分过程示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例的限制。

图1示出了根据本发明的实施例的基于医学图像的肝脏分段方法的示意流程图。

如图1所示，根据本发明的实施例的基于医学图像的肝脏分段方法，包括：步骤102，获取肝脏的三维重建图像，以及所述肝脏中的门静脉的三维重建图像；步骤104，根据所述门静脉的三维重建图像，确定所述门静脉的每条分支；步骤106，将所述肝脏的三维重建图像划分为多个预定体积的立方体块；步骤108，根据每个所述立方体块与所述门静脉的每条分支的对应关系，在所述肝脏的三维重建图像上划分所述门静脉的每条分支的支配区域；步骤110，根据所述门静脉的每条分支的支配区域对所述肝脏的三维重建图像进行分段。

在该技术方案中，通过将肝脏的三维重建图像划分为多个立方体块，并分别判断每个立方体块与门静脉的每条分支之间的对应关系，即判断该立方体块内是否包含门静脉分支，进而选取与门静脉的每条分支相对应的立方体块，通过对肝脏上的每一块区域都进行遍历分析，使得能够更加精确地划分门静脉的每条分支的支配区域（即与每条分支相对应的立方体块），从而在对肝脏进行分段时，能够灵活地根据门静脉的每条分支的支配区域对肝脏进行分段，即能够针对不同患者的肝脏特征（即门静脉在肝脏中的分布情况）灵活地选取有针对性的肝脏分段方法，避免了对每个患者的肝脏都机械地进行分段（如Couinaud分段法）而导致分段结果的不准确，提高了肝脏分段的灵活性与准确性。其中，支配区域是与门静脉分支紧密关联的区域，通过划分门静脉的每条分支的支配区域，使得在对肝脏分段之后，每一段都能够相对独立，即切除任一段后不会影响到其他部分的功能。

此外，在对肝脏的三维重建图像进行分块时，并不局限于仅将肝脏的三维重建图像划分为多个立方体块，也可以将肝脏的三维重建图像划分为多个长方体块，还可以划分为多个球体块等，并依次判断每个长方体块或球体块与门静脉的每条分支之间的对应关系，以确定门静脉的每条分支的支配区域。

在上述技术方案中，优选地，所述根据所述门静脉的三维重建图像，确定所述门静脉的每条分支的步骤具体为：在所述门静脉的三维重建图像中，获取所述门静脉的中心线；若所述门静脉的中心线上任一像素点的26邻域区域内存在至少三个像素点，则判定所述门静脉在所述任一像素点处出现分支。

在该技术方案中，通常情况下，在门静脉不存在分支时，门静脉中心线上任一像素的26邻域区域内只存在两个像素点，因此可以通过检测门静脉中心线上任一像素点的26邻域区域内存在的像素点数量来判定门静脉是否出现分支。

在上述技术方案中，优选地，所述根据所述门静脉的三维重建图像，确定所述门静脉的每条分支的步骤具体为：在所述门静脉的三维重建图像中，获取所述门静脉的中心线；若所述门静脉的中心线上任一像素点的26邻域区域内存在至少三个像素点，则进一步判断所述至少三个像素点中每个像素点所在位置处的门静脉的半径是否大于或等于预定阈值，以及在所述至少三个像素点中指定像素点所在位置处的门静脉的半径大于或等于预定阈值时，判定所述指定像素点所在位置处的门静脉为所述任一像素点所在位置处的门静脉的分支。

在该技术方案中，在门静脉中心线上任一像素的26邻域区域内存在至少三个像素点时，也可能是由于在该像素点处出现了毛刺，因此通过在门静脉的中心线上任一像素点的26邻域区域内存在至少三个像素点时，进一步对上述至少三个像素点中每个像素点所在位置处的门静脉的半径是否大于或等于预定阈值进行判断，可以排除门静脉上出现毛刺的情况，提高了判断结果的准确性。

在上述技术方案中，优选地，根据每个所述立方体块与所述门静脉的每条分支的对应关系，在所述肝脏的三维重建图像上划分所述每条分支的支配区域的步骤具体为：若指定立方体块内仅包含所述门静脉的一条分支，则将所述指定立方体块划分为所述一条分支的支配区域；若指定立方体块内包含所述门静脉的多条分支，则将所述指定立方体块作为所述多条分支的边界区域。

在该技术方案中，边界区域是肝脏分段时每一段与其他段之间的区域。

在上述技术方案中，优选地，还包括：若指定立方体块内不包含所述门静脉的任何分支，则以所述立方体块的中心为球心，以所述立方体块的棱长为直径构建虚拟球体，并以第一预定数值依次增加所述虚拟球体的直径，直到所述虚拟球体内出现所述门静脉的分支，以及判断所述虚拟球体内包含的所述门静脉的分支数量，若在所述虚拟球体内仅出现一条分支，则将所述指定立方体块划分为所述一条分支的支配区域；若所述虚拟球体内出现多条分支，则以第二预定数值依次减小所述虚拟球体的直径，直到所述虚拟球体内出现所述门静脉的一条分支，并将所述立方体块划分为所述一条分支的支配区域。

在上述技术方案中，优选地，所述获取肝脏的三维重建图像的步骤具体为：采用水平集分割方法对腹部二维CT图像进行分割，以得到与肝脏相对应的分割序列；采用移动立方体算法从与肝脏相对应的分割序列中提取等值面；对与所述等值面相对应的三角面片进行优化处理；采用拉普拉斯平滑技术，通过预设的迭代次数对经过优化处理的三角面片进行平滑处理；对经过所述平滑处理后的三角面片的等值面进行拼接，以得到所述肝脏的三维重建图像。

在该技术方案中，移动立方体算法（Marching Cubes）可以将等值面的抽取分布于每一个体素中进行，对于每个被处理的体素，以三角面片来逼近其内部的等值面，在对经过优化处理后的三角面片进行平滑处理时，采用拉普拉斯平滑技术，并设置相应的迭代次数，通过调整点的位置减少表面噪点。

此外，由于CT图像是按照一定的层厚进行扫面的，因此必须对CT图像的层厚按照实际扫描厚度进行拉伸处理，这样才能得到与真实扫描对象同等比例的重建结果。

在上述技术方案中，优选地，获取肝脏中的门静脉的三维重建图像的步骤具体为：在与肝脏相对应的分割序列中，采用区域生长算法提取门静脉信息，并分别连通与所述肝脏相对应的分割序列中相邻层的分割序列中的门静脉，以得到与所述门静脉相对应的分割序列；对所述与门静脉相对应的分割序列中相邻层的分割序列中的门静脉进行插值处理；采用移动立方体算法从与所述门静脉相对应的分割序列中提取等值面；对与所述等值面相对应的三角面片进行优化处理；对经过优化处理后的三角面片进行平滑处理；对经过所述平滑处理后的三角面片的等值面进行拼接，以得到所述门静脉的三维重建图像。

在该技术方案中，由于血管比较精细，为了确保重建后的三维图像中血管的连续性，需要对与血管相对应的分割序列中相邻层的分割序列中的门静脉进行插值处理。

在上述技术方案中，优选地，所述对与所述等值面相对应的三角面片进行优化处理的步骤具体为：判断每个三角面片的顶点与对应的矩形块的位置关系；若指定三角面片的三个顶点都在与所述指定三角面相对应的矩形块内，则舍弃所述三角面片，若指定三角面片的三个顶点中的其中两个顶点在与所述指定三角面相对应的矩形块内，则仅保留所述其中两个顶点之间的连线，若指定三角面片的三个顶点中只有一个顶点在与所述指定三角面片相对应的矩形块内，则保留所述指定三角面片。

通过对三角面片的处理，可以减少进行重建的三角面片的数量，从而可以提高三维重建的效率。

图2示出了根据本发明的实施例的基于医学图像的肝脏分段系统的示意框图。

如图2所示，根据本发明的实施例的基于医学图像的肝脏分段系统200，包括：图像获取单元202，用于获取肝脏的三维重建图像，以及所述肝脏中的门静脉的三维重建图像；处理单元204，用于根据所述门静脉的三维重建图像，确定所述门静脉的每条分支；划分单元206，用于将所述肝脏的三维重建图像划分为多个预定体积的立方体块，以及根据每个所述立方体块与所述门静脉的每条分支的对应关系，在所述肝脏的三维重建图像上划分所述门静脉的每条分支的支配区域；分段单元208，用于根据所述门静脉的每条分支的支配区域对所述肝脏的三维重建图像进行分段。

在该技术方案中，通过将肝脏的三维重建图像划分为多个立方体块，并分别判断每个立方体块与门静脉的每条分支之间的对应关系，即判断该立方体块内是否包含门静脉分支，进而选取与门静脉的每条分支相对应的立方体块，通过对肝脏上的每一块区域都进行遍历分析，使得能够更加精确地划分门静脉的每条分支的支配区域（即与每条分支相对应的立方体块），从而在对肝脏进行分段时，能够灵活地根据门静脉的每条分支的支配区域对肝脏进行分段，即能够针对不同患者的肝脏特征（即门静脉在肝脏中的分布情况）灵活地选取有针对性的肝脏分段方法，避免了对每个患者的肝脏都机械地进行分段（如Couinaud分段法）而导致分段结果的不准确，提高了肝脏分段的灵活性与准确性。其中，支配区域是与门静脉分支紧密关联的区域，通过划分门静脉的每条分支的支配区域，使得在对肝脏分段之后，每一段都能够相对独立，即切除任一段后不会影响到其他部分的功能。

此外，在对肝脏的三维重建图像进行分块时，并不局限于仅将肝脏的三维重建图像划分为多个立方体块，也可以将肝脏的三维重建图像划分为多个长方体块，还可以划分为多个球体块等，并依次判断每个长方体块或球体块与门静脉的每条分支之间的对应关系，以确定门静脉的每条分支的支配区域。

在上述技术方案中，优选地，所述处理单元204包括：中心线获取单元2042，用于在所述门静脉的三维重建图像中，获取所述门静脉的中心线；以及判定单元2044，用于在所述门静脉的中心线上任一像素点的26邻域区域内存在至少三个像素点时，判定所述门静脉在所述任一像素点处出现分支。

在该技术方案中，通常情况下，在门静脉不存在分支时，门静脉中心线上任一像素的26邻域区域内只存在两个像素点，因此可以通过检测门静脉中心线上任一像素点的26邻域区域内存在的像素点数量来判定门静脉是否出现分支。

在上述技术方案中，优选地，所述处理单元204包括：中心线获取单元2042，用于在所述门静脉的三维重建图像中，获取所述门静脉的中心线；以及判定单元2044，用于在所述门静脉的中心线上任一像素点的26邻域区域内存在至少三个像素点时，进一步判断所述至少三个像素点中每个像素点所在位置处的门静脉的半径是否大于或等于预定阈值，以及在所述至少三个像素点中指定像素点所在位置处的门静脉的半径大于或等于预定阈值时，判定所述指定像素点所在位置处的门静脉为所述任一像素点所在位置处的门静脉的分支。

在该技术方案中，在门静脉中心线上任一像素的26邻域区域内存在至少三个像素点时，也可能是由于在该像素点处出现了毛刺，因此通过在门静脉的中心线上任一像素点的26邻域区域内存在至少三个像素点时，进一步对上述至少三个像素点中每个像素点所在位置处的门静脉的半径是否大于或等于预定阈值进行判断，可以排除门静脉上出现毛刺的情况，提高了判断结果的准确性。

在上述技术方案中，优选地，所述划分单元206具体用于：在指定立方体块内仅包含所述门静脉的一条分支时，将所述指定立方体块划分为所述一条分支的支配区域；以及在指定立方体块内包含所述门静脉的多条分支时，将所述指定立方体块作为所述多条分支的边界区域。

在该技术方案中，边界区域是肝脏分段时每一段与其他段之间的区域。

在上述技术方案中，优选地，所述划分单元206包括：虚拟球体构建单元2062，用于在指定立方体块内不包含所述门静脉的任何分支时，以所述立方体块的中心为球心，以所述立方体块的棱长为直径构建虚拟球体，并以第一预定数值依次增加所述虚拟球体的直径，直到所述虚拟球体内出现所述门静脉的分支，以及在判断单元2064判定所述虚拟球体内包含多条分支时，以第二预定数值依次减小所述虚拟球体的直径，直到所述虚拟球体内出现所述门静脉的一条分支；所述判断单元2064，用于判断所述虚拟球体内包含的所述门静脉的分支数量；所述划分单元206还用于：在所述判断单元2064判定所述虚拟球体内仅包含所述门静脉的一条分支时，将所述指定立方体块划分为所述一条分支的支配区域。

图3示出了根据本发明的另一个实施例的基于医学图像的肝脏分段方法的示意流程图。

如图3所示，根据本发明的另一个实施例的基于医学图像的肝脏分段方法，包括：

步骤302，在腹部CT图像上进行肝脏分割，得到肝脏分割轮廓。

具体来说，可以采用水平集分割方法，对首张腹部CT图像手动设定初始水平集，分割完成后，上一张图像序列的分割结果作为下一张图像序列的参考初始水平集，以实现自动分割，在遇到分割错误的情况，针对分割错误图像可以由人工辅助设定初始水平集进行分割，在分割完成之后，采用形态学膨胀算法对分割结果中肝脏轮廓区域内部的空洞进行填充，然后采用高斯平滑算法对肝脏轮廓进行边缘平滑。当然，也可以对肝部CT图像进行分割，以得到肝脏分割轮廓。

步骤304，获取腹部CT医学图像的肝脏分割结果和门静脉提取结果。

具体来说，可以将步骤302中得到的肝脏分割轮廓作为掩模，保留腹部CT图像的肝脏区域（即将肝脏区域部分的值设为1，其余部分设为0），并在已经分割好的腹部CT图像上采用区域生长算法提取二维门静脉信息，采用层间联通方法实现门静脉的层与层之间的联通，不能实现上下联通的部分，则视为噪点，舍弃，最终得到门静脉分割序列。

步骤306，构建肝脏、门静脉的三维重建模型。

具体来说，可以采用移动立方体算法在肝脏的分割序列中提取等值面，根据实际需求设定阈值，以得到等值面模型。此外，由于CT图像是按照一定厚度进行扫描的，因此需要对CT图像的层厚进行拉伸处理，层厚拉伸度需要根据实际CT扫描层厚进行设置。然后采用顶点合并法将将长、宽、高固定的矩形块内的三角面片合并为大的三角面片，其中，长、宽、高的参数可以调节设置。

进一步地，可以采用拉普拉斯平滑技术对三角面片进行平滑处理，并可以设置一定迭代次数，以通过调整点的位置减少表面噪点，使三角面片的表面绘制更加平滑。在对三角面片进行平滑处理之后，可以计算网格上每个点的法线，并通过高洛德着色算法实现对三角面片的光照平滑处理。在经过平滑处理之后进行等值面拼接，以得到肝脏的三维重建模型。

类似地，可以得到门静脉的三维重建模型。

步骤308，对门静脉的三维重建模型按照分支情况进行标记。

具体来说，可以采用三维拓扑细化方法获取门静脉三维结果的中心线；然后从门静脉的主干开始，根据门静脉是否出现分支以及门静脉半径判断分支情况，判断标准为：若门静脉中心线上任一像素的26邻域范围内出现至少三个像素点且该点（即至少三个像素点中的任一个）处门静脉半径超过设定阈值，则认为血管出现分级；否则，认为该支血管不具备分级条件。

在进行标记时，可以按照图4中所示的标记方法，即主干标记为0级（即图4中所示的402），若遇到分支，则标记为1级血管（即图4中所示的404），若1级血管遇到分支，则标记为2级血管（即图4中所示的406）。将不同等级的血管分别进行标记。

步骤310，将肝脏划分为多个立方体肝脏块，根据每个立方体肝脏块与门静脉的每条分支的对应关系进行门静脉的每条分支的支配区域的划分。

具体来说，对肝脏的三维重建图像依次按照L·L·L像素大小的立方体块进行遍历搜索，判断该立方体肝脏块内部是否存在标记好的血管，如果存在，则该立方体肝脏块为当前分支血管的支配区域，否则，以立方体肝脏块块中心为球心，直径R=L+nr构建虚拟球体，其中，r表示每次扩展的步长，可根据实际需要进行设置，n表示扩张次数。判断扩张后的球体范围内是否存在标记好的血管，如果只存在一种标记好的血管，则将该立方体肝脏块划分为当前分支血管的支配区域。

若在扩张后的球体范围内存在多种已标记的血管，则按照球心不变，球体直径R=L+nr-i内缩球体，判断在内缩过程中，球体范围内的血管分支数目，若分支血管数目为1，则将当前立方体肝脏块划分为当前分支血管的支配区域，否则，继续内缩，直到该扩张球体范围的分支血管数目到1为止。依次对肝脏的三维重建模型进行上述判断，直至整个肝脏遍历完毕。

步骤312，根据门静脉的每条分支的支配区域对肝脏的三维重建图像进行分段。

具体地，可以将门静脉的每条分支的支配区域划分为一段。

其中，步骤310的具体流程图可以如图5所示。

图5示出了根据本发明的实施例的门静脉分支的支配区域的划分过程示意图。

如图5所示，根据本发明的实施例的门静脉分支的的支配区域的划分过程，包括：

步骤502，选取某一棱长为L的立方体肝脏块。

步骤504，判断选取到的立方体肝脏块内是否有分支血管存在，若是，则执行步骤506；否则，执行步骤508。

步骤506，在判定立方体肝脏块内有分支血管存在时，进一步判断分支血管是否为一条，若是，则执行步骤518；若判定立方体肝脏块内有多条分支血管，则将该立方体肝脏块作为上述多条分支血管的边界区域。

步骤508，在判定立方体肝脏块内没有分支血管存在时，以立方体肝脏块的中心为球心，直径R=L+nr构建虚拟球体，其中r为每次扩展的步长，n为扩展的次数，其中n以任意自然数（例如1）为初始值，且每次增长预定数值（例如1），r为大于0的任意数值。

步骤510，判断球体内是否有分支血管存在，若是，则执行步骤512；否则，继续扩展球体的直径并继续判断球体内是否有分支血管存在。

步骤512，在判定球体内有分支血管存在时，进一步判断分支血管是否为一条，若是，则执行步骤518；否则，执行步骤514。

步骤514，在判定球体内有多条分支血管时，球体内缩，其中球体的球心不变，直径R=L+nr-i，i为每次直径减少的值，其中n以任意自然数（例如1）为初始值，且每次增长预定数值（例如1），r与i为大于0的任意数值。

步骤516，判断球体内是否只存在一条分支血管，若是，则执行步骤518；否则，i值加1，当然，也可以增加预定数值。

步骤518，在判定立方体肝脏块内有一条分支血管和/或球体内只存在一条分支血管时，将该立方体肝脏块划分为当上述一条分支血管的支配区域。

对其余立方体肝脏块重复利用上述判断方法，直至完成对所有立方体肝脏块的遍历搜索。通过对每个立方体肝脏块进行判断，能够精确划分门静脉的每条分支的支配区域。

通过判断每个立方体块与门静脉的每条分支之间的对应关系，即通过在立方体块内或者与立方体块对应的虚拟球体内寻找是否包含某分支血管的标记，以及标记个数，从而判断该立方体块与各条分支血管的包含关系，也就得出是否属于该分支血管的支配区域，同时也选取了与门静脉的每条分支相对应的立方体块；通过对肝脏上的每一块区域都进行遍历分析，使得能够更加精确地划分门静脉的每条分支的支配区域（即与每条分支相对应的立方体块），从而在对肝脏进行分段时，能够灵活地根据门静脉的每条分支的支配区域对肝脏进行分段，即能够针对不同患者的肝脏特征（即门静脉在肝脏中的分布情况）灵活地选取有针对性的肝脏分段方法，提高了肝脏分段的灵活性与准确性。

本申请的上述实施例中所述的肝脏分段方法，能够根据多个微分肝脏块与门静脉的分支对应情况进行肝脏分段，能够较为精准的确定门静脉分支所支配的该部分肝脏组织，从而能够针对每个患者的肝脏特征灵活地选择相应的肝脏分段方法进行肝脏分段，使得医生在术前就能对患者的肝部构造和肿瘤情况有全面、立体、直观的把握，为医生做好术前规划提供了可靠的依据，以及为进一步实施精准手术提供相当有价值的参考，可以在手术前提高肝癌患者的手术实施率，手术过程中精准切除癌变组织并减少健康组织损伤，降低肝癌的复发。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，考虑到相关技术中的肝脏分段方法是根据肝脏外形进行分段，没有考虑到临床上经常出现的肝脏变异的情况，临床指导意义不大。此外，肝脏分段结果要保证切除其中一段后不会影响其他部分的功能，要在彻底切除病灶与保证剩余肝脏功能之间取得精确的平衡，只有这样才能为临床手术提供指导和参考。因此，本发明提供了一种新的肝脏分段技术，可以根据肝脏中门静脉的分支情况，以及与门静脉的每条分支相对应的肝脏区域，对肝脏的三维重建图像进行分段，使得能够针对不同患者的肝脏特征（即门静脉的分布情况）选取有针对性的肝脏分段方法，提高了对肝脏分段的灵活性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。