[發(fā)明專利]基于異常檢測和半監(jiān)督的超聲關鍵幀自主識別方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110010282.3
• 申請日: 2021-01-04
• 公開（公告）號: CN112908465B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設計）人: 黃慶華;習佳寧;李學龍
• 申請（專利權）人: 西北工業(yè)大學
• 主分類號: G16H50/20
• 分類號: G16H50/20;G06V10/774
• 代理公司: 西安凱多思知識產權代理事務所(普通合伙) 61290
• 代理人: 王鮮凱

本發(fā)明提供了一種基于異常檢測和半監(jiān)督的超聲關鍵幀自主識別方法，用于識別醫(yī)學超聲掃查視頻幀中的標準切面關鍵幀。首先，構建常見超聲掃查部位的超聲視頻幀數據集；然后，采用變分自編碼器對超聲視頻幀進行滿足正態(tài)分布的編碼向量提取；接著，通過無監(jiān)督離群點檢測方式進行超聲關鍵幀預篩選；最后，通過標注約束相似圖半監(jiān)督學習方法進行視頻幀低秩分解和視頻幀編碼向量低秩偽逆的關鍵幀自主識別。本發(fā)明能夠解決現有關鍵幀識別方法對醫(yī)學超聲有標注數據依賴過大的問題，實現僅需少量標注視頻幀的超聲關鍵幀自主識別。

技術領域

本發(fā)明屬計算機輔助診斷技術領域，具體涉及一種基于異常檢測和半監(jiān)督的超聲關鍵幀自主識別方法，用于識別醫(yī)學超聲掃查視頻幀中的標準切面關鍵幀。

背景技術

醫(yī)療超聲是四大醫(yī)學影像模態(tài)之一，鑒于醫(yī)學超聲的實時性、無創(chuàng)傷、無輻射、成本低等優(yōu)勢，目前已用于患者的大規(guī)模篩查。在掃查中，超聲探頭所獲得的影像會被逐幀記錄，以供醫(yī)生選取符合掃查部位標準切面的關鍵幀，從而為患者的后續(xù)診斷提供參考。然而，現有診查中，對含病灶的超聲關鍵幀主要采用人工判別，但在對于龐大規(guī)模的患者診查中，由于有經驗醫(yī)生人數有限，因而多數患者的超聲關鍵幀需耗費大量時間，嚴重限制了診斷的時效性。為提升大規(guī)模超聲篩查的時效性，現階段的主要方式是通過計算機輔助診斷技術，對逐幀記錄中的超聲關鍵幀進行自主識別，進而為醫(yī)生提供參考，減少醫(yī)生在診查中的人工判斷耗時。

在醫(yī)學超聲標準切面的關鍵幀自主識別研究中，早期方法主要采用手工設計圖像特征的方法，進而通過分類器對符合超聲標準切面的圖像進行判別，如文獻Abuhamad?A,Falkensammer?P,Reichartseder?F,et?al.Automated?retrieval?of?standarddiagnostic?fetal?cardiac?ultrasound?planes?in?the?second?trimester?ofpregnancy:a?prospective?evaluation?of?software[J].Ultrasound?in?Obstetricsand?Gynecology:The?Official?Journal?of?the?International?Society?ofUltrasound?in?Obstetrics?and?Gynecology,2008,31(1):30-36.。隨后，Ni等人在文獻Ni?D,Yang?X,Chen?X,et?al.Standard?plane?localization?in?ultrasound?by?radialcomponent?model?and?selective?search[J].Ultrasound?in?medicinebiology,2014,40(11):2728-2742.中通過基于徑向分量模型的選擇性搜索方法，自動定位超聲圖像中胎兒腹部的標準切面。對于胎兒面部的標準切面，Lei等人在文獻Lei?B,Tan?E?L,Chen?S,etal.Automatic?recognition?of?fetal?facial?standard?plane?in?ultrasound?imagevia?fisher?vector[J].PloS?one,2015,10(5):e0121838.中進一步通過Fisher?vector對超聲圖像特征進行提取，實現對胎兒面部標準切面的自動識別。然而，上述方法均要求對超聲圖像特征進行手工設計，在實現過程中對專家知識具有過高的依賴性，在個體差異較大的眾多產檢對象中難以推廣。