一种外凸型肾肿瘤切除难度评估方法及装置与流程

本发明涉及医学图像处理，具体涉及一种外凸型肾肿瘤切除难度评估方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、近年来，研究发现保留肾单位的肾部分切除术和根治性肾切除术相比对于小肾癌的肿瘤疗效相似，而对于患者的长期生存更有益。因此，术前制定完整的手术计划非常重要，这主要依赖于手术者根据影像学资料，对肾脏和肿瘤解剖进行细致深入的分析和判断。ct(computer tomography)影像学检查结果能够评估血管、肾脏、肿瘤解剖结构，为术前计划的制订提供依据。随着2009年第一个肾脏肿瘤评分系统renal肾脏肿瘤评估系统出现以来，已经陆续有很多基于ct的肾脏肿瘤评分系统出现，这些评分系统都采用一种量化的方法描述肿瘤的解剖学特征。

2、addd肾肿瘤评分方法是北京大学第一医院泌尿外科医生们通过大量的临床数据实践总结出对肾肿瘤手术有重要指导意义的四项参考指标。研究表明，addd肾肿瘤评分方法是一种直观简便的描述肾肿瘤解剖特征的综合评估体系，具有良好的稳定性，可以反映肾肿瘤手术的难度，协助临床医师进行肾肿瘤手术决策。

3、addd肾肿瘤评分方法，主要针对外凸型肾肿瘤进行评分。该评分方法通过计算肿瘤与肾脏接触面积a，肿瘤侵入肾脏的最大深度d1，肿瘤距离动脉血管在肾实质内一级分支的最短距离d2，肿瘤距离集合系统的最短距离d3，四项指标综合评估肾肿瘤切除的难易程度。

4、专利申请号“202210229367.5”名为“一种基于ct影像的肾肿瘤剜除术难度自动评估方法”的专利公开了一种基于ct影像的肾肿瘤剜除术难度自动评估方法。 该方法主要采用renal评分系统和map评分对肾肿瘤进行自动评分，评估肿瘤切除的难易度。但是上述两个评估方式没有充分考虑到外凸型肾肿瘤的特异性，导致评估方案不够精准。

技术实现思路

1、有鉴于此，有必要提供一种外凸型肾肿瘤切除难度评估方法、装置及电子设备，能够解决现有技术中没有充分考虑到外凸型肾肿瘤的特异性，导致评估方案不够精准的技术问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种外凸型肾肿瘤切除难度评估方法，包括：

3、获取ct造影图像，对所述ct造影图像进行图像分割处理以及三维重建处理得到器官三维模型；

4、根据所述器官三维模型中肾脏、肿瘤、动脉血管以及肾集合系统之间的距离关系确定评估指标；

5、根据所述评估指标对所述ct造影图像的肾肿瘤切除难度进行区分。

6、在可能的一些实施方式中，对所述ct造影图像进行图像分割处理以及三维重建处理得到器官三维模型，包括：

7、利用预设的插值方法将ct造影图像中二维图像序列重构成各方向等分辨率的三维图像；

8、采用主动轮廓模型的水平集算法进行肾脏、肾肿瘤、肾盏肾盂的分割，并基于区域生长算法进行脉管分割以分割肾动脉；

9、采用三维重建方法将所述肾脏、肾肿瘤、肾盏肾盂以及肾动脉的三维体数据重建成三维模型数据。

10、在可能的一些实施方式中，采用主动轮廓模型的水平集算法进行肾脏、肾肿瘤、肾盏肾盂的分割，包括：

11、对所述三维图像进行高斯平滑处理；

12、采用动态区域生长算法，通过输入一个或多个种子点，设置第一阈值变化范围，获得目标区域内部的点集；

13、所述动态区域生长算法的输出结果为初始输入数据，采用主动轮廓模型的水平集算法进行肾脏、肾肿瘤、肾盏肾盂的分割。

14、在可能的一些实施方式中，基于区域生长算法进行脉管分割以分割肾动脉，包括：

15、采用hessian矩阵脉管增强算法对所述三维图像进行增强处理；

16、对增强后的图像采用区域生长算法进行脉管分割，得到肾动脉分割结果。

17、在可能的一些实施方式中，根据所述器官三维模型中肾脏、肿瘤、动脉血管以及肾集合系统之间的距离关系确定评估指标，包括：

18、确定肿瘤与肾脏的接触面积，并对所述接触面积进行分类；

19、确定肿瘤侵入肾脏的最大深度，并对所述最大深度进行分类；

20、确定肿瘤距离动脉血管在肾实质内一级分支的第一最短距离，并对所述第一最短距离进行分类；

21、确定肿瘤距离集合系统的第二最短距离，并对所述第二最短距离进行分类。

22、在可能的一些实施方式中，确定肿瘤与肾脏的接触面积，并对所述接触面积进行分类，包括：

23、基于外凸型肿瘤的外凸部分与肾脏边缘的贴合情况，计算肿瘤到肾脏的最短距离；

24、若所述最短距离小于预设距离值，确定所述外凸部分中在肾脏的接触面上的所有点；

25、将所述所有点组成一个面模型，计算所述面模型的表面积，确定为肿瘤与肾脏的接触面积；

26、以10cm2为分类标准将所述肿瘤与肾脏的接触面积分为三类。

27、在可能的一些实施方式中，确定肿瘤侵入肾脏的最大深度，并所述最大深度进行分类，包括：

28、将肾脏的面模型数据去除外凸部分接触面上的点，再采用模型修复方法，生成一个新的正常的肾脏面模型；

29、对于肿瘤数据中每一个顶点，判断该点是否在新的肾面模型内部，如果该点在新的肾面模型内部，计算该点到新的肾面的最短距离，确定为肿瘤顶点侵入肾脏的深度；

30、计算肿瘤数据的所有顶点侵入肾脏的深度，选取最大的深度作为肿瘤侵入肾脏的最大深度；

31、以1.5cm为分类标准将所述肿瘤侵入肾脏的最大深度分为三类。

32、在可能的一些实施方式中，确定肿瘤距离动脉血管在肾实质内一级分支的第一最短距离，并所述第一最短距离进行分类，包括：

33、在动脉血管与肾脏外侧任意选取一点作为种子点，进行动脉血管的中心线提取；

34、根据中心线提取的结果，建立动脉血管的血管树，血管树中每个点称为节点；

35、以种子点作为树形结构的根节点，从根节点沿着肾脏方向搜索，依次在中心线数据中寻找符合预设满足条件的点，直到无法找到符合预设满足条件的点，完成血管树的标记；

36、以肾脏为包围盒，寻找血管树与肾脏边界相交的所有节点集合p；

37、获得所述节点集合p中每个节点在所属分支结构的所有节点的集合q，根据半径信息，对q中所有节点进行管状重建，获得动脉血管在肾实质内的一级分支的面模型数据；

38、计算肿瘤到所述一级分支数据的最短距离，确定为肿瘤距离动脉血管在肾实质内一级分支的最短距离；

39、以5mm为分类标准将所述肿瘤距离动脉血管在肾实质内一级分支的第一最短距离分为三类。

40、在可能的一些实施方式中，确定肿瘤距离集合系统的第二最短距离，并所述第二最短距离进行分类，包括：

41、分别计算肿瘤中的每个顶点到集合系统的最短距离，并从所有的最短距离中寻找最小的值，确定为肿瘤到集合系统的最短距离；

42、以5mm为分类标准将所述肿瘤到集合系统的最短距离分为两类。

43、本发明还提供一种外凸型肾肿瘤切除难度评估装置，包括：

44、三维模型构建模块，用于获取ct造影图像，对所述ct造影图像进行图像分割处理以及三维重建处理得到器官三维模型；

45、评估指标确定模块，用于根据所述器官三维模型中肾脏、肿瘤、动脉血管以及肾集合系统之间的距离关系确定评估指标；

46、难度区分模块，用于根据所述评估指标对所述ct造影图像的肾肿瘤切除难度进行区分。

47、本发明还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，其中，

48、所述存储器，用于存储程序；

49、所述处理器，与所述存储器耦合，用于执行所述存储器中存储的所述程序，以实现上述任一种实现方式中的所述外凸型肾肿瘤切除难度评估方法中的步骤。

50、本发明还提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机可读取的程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时，能够实现上述任一种实现方式中的所述外凸型肾肿瘤切除难度评估方法中的步骤。

51、采用上述实施例的有益效果是：

52、本发明通过采用计算机图像学和计算机图形学的方法，自动计算addd评分系统的四项指标，针对外凸型肾肿瘤可以根据不同手术方式进行术前评估肾脏肿瘤的手术难度，相较于其他评分系统能更适合外凸型肾肿瘤的术前评估和多样化的手术需求，为临床医生提供参考建议。