[發明專利]胎兒顱腦標準切面生成方法、裝置和超聲成像顯示系統

在審

• 申請號: 202210517580.6
• 申請日: 2022-05-13
• 公開（公告）號: CN115035207A
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 林江莉;魚婭蘭;韓霖
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00;G06T17/00;G06T3/00;G06T7/66
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明的一種胎兒顱腦標準切面生成方法、裝置和超聲成像顯示系統，其方法具體包括采集超聲三維體數據，并矯正3D體數據使其位于同一參考坐標系，通過采樣三維體數據得到二維切面圖像和設置回歸標簽，基于卷積神經網絡訓練得到二維切面圖像和坐標之間的對應函數關系，訓練后的網絡可以同時預測多個標準平面的坐標，并且自動生成多個標準切面圖像。基于本發明不需要再重復進行2D超聲的掃描，對一些不易獲得的切面快速生成，方便醫生進行診斷；同時，醫生只需要采集3D體數據，后續就可以通過一次采集標準二維切面圖像一鍵生成多個胎兒顱腦診斷切面圖像，減少檢查時間，提高了3D數據的利用率，降低了對專業超聲醫生的依賴，具有非常重要的醫學意義。

技術領域

本發明涉及深度學習技術，具體涉及孕中期三級產檢領域，具體使用大數據、深度學習對胎兒顱腦畸形診斷標準切面進行生成的處理技術。

背景技術

胎兒顱腦結構畸形是常見的先天性畸形之一。超聲是篩查胎兒顱腦結構的首選及重要手段。

目前，妊娠中期的胎兒顱腦結構畸形診斷主要是通過二維(two-dimensional，2D)超聲(ultrasound，US)的三個標準平面(standard plane，SP)進行III級篩查，但是，僅從標準切面診斷，存在一定的風險，除標準切面以外的病變有可能漏診，所以需要增加矢狀及冠狀切面觀察，將低漏診率。醫生要一次掃描數十個超聲SP圖像進行診斷在臨床上難以實現，耗時且嚴重依賴操作者。三維(Three-dimensional，3D)超聲(US)容積數據可以包含多個信息，包含更多的標準平面，且用戶依賴度低，如果能找到SPs在3D空間的位置信息，就可以通過位置信息在3D數據中自動生成SPs，減少檢查時間。

該技術對超聲醫生經驗要求高，目前各級醫院有經驗的產前超聲診斷醫生缺口較大。孕中期三級檢查主要通過三個標準切面進行診斷，分別為丘腦水平橫切面(Transthalamic,TT)、側腦室水平橫切面(Transventricular,TV)、小腦水平橫切面(Transcerebellar,TC)，但是除三個切面以外的病變有可能漏診，為了提高診斷的準確率，需要更多的切面進行輔助診斷，正中矢狀面可以觀察胼胝體的發育情況，正中矢狀(Midsagittal,MS)切面、側腦室體部冠狀(Coronal to the body of the Lateralventricles，CLV)切面、小腦冠狀(Cerebellar coronal,CC)切面、側腦室三角區冠狀(Coronal to the trigone of the Lateral Ventricles,CTLV)切面等冠狀切面可以進一步診斷相關顱腦結構，所以增加矢狀面和冠狀面系列切面進行相關診斷。隨著神經網絡等計算機圖像分析技術的快速發展，通過大樣本機器學習獲得影像圖像信息用于輔助診斷疾病成為可能，通過大量的訓練，深度學習訓練的模型可以代替醫生對醫學圖像進行診斷和識別。利用深度學習模型，可以對進行多參數回歸學習。在三維體數據空間中，三點可以確定一個平面，知道標準切面的三點坐標，就能在三維空間中定位并生成標準切面圖像，實現一鍵自動生成系列輔助診斷切面圖像。

現有的技術中主要以二維超聲進行掃查，通過醫生手動掃描來獲得三個標準切面，但由于胎兒體位的原因，掃查三個標準切面需要花費大量的時間，有可能一次掃查并不能得到三個標準切面，需要多次進行掃查。除此之外，二維超聲很難獲得矢狀面和冠狀面的系列切面圖像。3D US可以包含多個標準平面，且用戶依賴性低，效率高，操作過程簡單，成像速度快。但是因為標準平面的在三維數據中的位置是未知的，三維體數據生成的數據量大，人為一一進行查找，需要花費大量時間，缺乏可行性。如果能夠在3D超聲中自動定位多個標準SPs以及對應的圖像，可以減少對專業醫生的依賴，縮短產檢時間，同時提高診斷的準確性。因此，如果能找到一種可以對任意姿態的三維數據進行標準平面定位，在三維空間中一鍵自動生成標準切面方法是非常重要的。

發明內容