(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111636037.X (22)申请日 2021.12.2 9 (71)申请人 福州大学 地址 350108 福建省福州市闽侯县福州大 学城乌龙江北 大道2号福州大 学 (72)发明人 潘林　郑耀湧　黄立勤　郑绍华　 傅荣达　张桢　沈志强　 (74)专利代理 机构 福州元创专利商标代理有限 公司 35100 代理人 陈鼎桂　蔡学俊 (51)Int.Cl. G06T 7/00(2017.01) G06T 7/11(2017.01) (54)发明名称 基于肺动脉树分级的CT图像靶肺段识别方 法 (57)摘要 本发明涉及一种基于肺动脉树分级的CT图 像靶肺段识别方法， 包括以下步骤： 步骤S1:获取 CT图像数据， 并重建出肺结构， 包括肺结节、 支气 管、 肺动脉树和肺叶； 步骤S2:对肺动脉树提取初 始中心线， 并通过端点检测器和轨迹提取器构造 完整且连续的拓扑树;步骤S3:根据拓扑树， 结合 肺叶、 支气管先验知识进行约束， 确定18个动脉 节段子树； 步骤S4:确定靶向动脉分支； 步骤S5: 对肺叶上的每个体素点计算最邻近动脉节段子 树， 并归属到相应的肺段； 同样的， 根据距离关 系， 计算靶向动脉分支在关联肺段中所支配区 域， 确定靶肺段。 本发明充分考虑各肺解剖结构 之间的关联性， 实现动脉的分级标注， 精准确定 靶向动脉分支， 进 而划分肺段和 确认靶肺段。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 114332013 A 2022.04.12 CN 114332013 A 1.一种基于肺动脉树分级的CT图像靶肺段识别方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤S1:获取CT图像数据， 并重建出肺结构， 包括肺结节、 支气管、 肺动脉树和肺叶； 步骤S2:对肺动脉树提取初始中心线， 并通过端点检测器和轨迹提取器构造完整且连 续的拓扑树； 步骤S3:根据拓扑树， 结合肺叶、 支气管 先验知识进行约束， 确定18个动脉节段子树； 步骤S4:确定靶向动脉分支； 步骤S5:对肺叶上的每个体素点计算最邻 近动脉节段子树， 并归属到相应的肺段； 同样 的， 根据距离关系， 计算靶向动脉分支在关联肺段中所支配区域， 确定靶肺段。 2.根据权利要求1所述的基于肺动脉树分级的CT图像靶肺段识别方法， 其特征在于， 所 述步骤S2具体为： 步骤S21:通过将肺动脉树进行距离变换得到距离图， 通过快速步进法从潜在末端点迭 代跟踪到根节点以便获取分支轨迹， 即获取初始中心线骨架P， 同时记录每个骨架节点pi的 信息属性， 包括它的三维空间坐标信息(xi,yi,zi)、 尺度信息scalei和父子节点信息； 步骤S22:沿着血 管树从根节点出发， 开始进行深度优先遍历； 步骤S23:通过检测端点位置， 进而判断该端点是断裂节点还是分支末端点。 若为断点， 则通过轨 迹提取器弥补断裂位置 。 3.根据权利要求2所述的基于肺动脉树分级的CT图像靶肺段识别方法， 其特征在于， 所 述检测端点 位置具体为： (1)设动脉中心线应该存在动脉树内部， 移除错 误骨架节点， 并更新 其父子节点信息； (2)从根节点出发， 若骨架节点pi有且仅有一个子节点和一个父节点， 则该节点为分支 点； 若骨架节点pi有多个子节点和一个父节点， 则该节点为分叉点； 若骨架节点有父节点无 子节点或无 父节点有子节点， 则该节点 为端点。 4.根据权利要求2所述的基于肺动脉树分级的CT图像靶肺段识别方法， 其特征在于， 所 述轨迹提取器遵循以下规则： 1)、 对端点检测器 检测到的每 个端点计算 其方向向量 2)、 对每个端点探测 其邻域端点， 若该端点pn存在邻域端点pi， 通过端点方向向量计算 其夹角 θi； 3)、 动脉树分叉夹角 θ不超过45度， 若端点及其邻域端点方向向量夹角不超过45度， 且 无共同父节点， 则认为此处为动脉断裂位置； 4)、 使用线性插值来进行骨架线重建任务， 补齐断裂位置的中心线骨架节点， 并赋值记 录其节点属性， 更新相邻节点信息 。 5.根据权利要求1所述的基于肺动脉树分级的CT图像靶肺段识别方法， 其特征在于， 所 述步骤S3具体为： 利用气管和肺叶进行约束， 根据动脉中心线结构， 计算分支肺叶位置、 尺 度、 方向、 长度信息， 与支气管伴行匹配， 追溯各节段子树根节点， 识别动脉主干区域， 逐一 标注18个动脉节段子树， 将肺动脉拓扑树T划分成18个动脉节段子树S＝{sk,k＝1,···, 18}。 6.根据权利要求1所述的基于肺动脉树分级的CT图像靶肺段识别方法， 其特征在于， 所 述步骤S4具体为： 根据结节位置及切缘范围， 通过计算邻近距离的方式确定靶向动脉分支，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114332013 A 2若靶向动脉分支未完全充斥该关联肺段全部区域， 则对该靶向动脉分支向上追溯到节段子 树根节点， 断开包 含结节及其切缘的子树分叉， 确认靶向亚段动脉， 甚至是亚 亚段。 7.根据权利要求1所述的基于肺动脉树分级的CT图像靶肺段识别方法， 其特征在于， 所 述步骤S5具体为： 通过计算每个肺叶区域内标记的肺动脉节段子树的欧式距离， 对肺叶上 的每个体素点， 检测它最邻近肺动脉节段子树， 并将该点归属到该节段子树相应的肺段； 同 样的， 根据距离关系， 计算靶向动脉分支在关联肺段中所支配区域， 确定靶肺段。 8.一种基于肺动脉树分级的CT图像靶肺段识别系统， 其特征在于， 包括处理器、 存储器 以及存储在所述存储器上 的计算机程序， 所述处理器执行所述计算机程序时， 具体执行如 权利要求1 ‑7任一项所述的靶肺段识别方法中的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114332013 A 3