[发明专利]一种从超声视频图像中测量胎儿颈背透明物厚度的视频图像处理方法及系统

说明书

本发明公开了一种从超声视频图像中测量胎儿颈背透明物厚度(NT)的视频图像处理方法及系统，该方法实现过程为：输入待测超声视频，获取比例换算参数；视频图像检测，获得NT区域的候选位置，对具有NT区域的视频帧进行标记；对于所有标记的视频帧图像进行正中矢切面检测，获得具备正中矢切面特征的视频帧，结合NT区域具有双平行线结构特点，通过设定检测方法获得NT值。本发明方法可自动从视频图像中获得胎儿正中矢状切面图像及NT值，可有效解决现有NT检测中手动寻找正中矢状切面难度较大及手动操作带来检测误差的技术难题。

技术领域

本发明属于数字图像的目标识别及测量领域，涉及对产科超声图像的自动化分析与图像目标测量技术，尤其涉及一种从超声视频图像中测量胎儿颈背透明物厚度的视频图像处理方法及系统。

背景技术

目前，先天畸形种类多、发病率高，是医学难题之一，其既严重影响人口素质，又给社会带来沉重负担，而产前诊断是先天畸形二级干预措施，在降低先天畸形发生方面发挥重要作用。而提高对先天畸形的产前诊断技术，可以直接降低先天畸形的发生率。

产科超声图像分析是评价胎儿宫内生长发育的重要手段，具有无损、价廉、实时的优点，在医学影像技术中处于重要地位。产科超声图像分析中，通过超声成像测量胎儿颈背透明物厚度(nuchal translucency，NT)是衡量胎儿宫内生长发育的重要指标之一。NT是指胎儿颈部的透明液体。NT仅仅在胎儿11 周～13周⁺⁶才会存在，14周开始，正常情况下NT逐渐被淋巴系统吸收。在11周～13周⁺⁶期间，NT越厚的胎儿，出生后患有染色体问题和心脏等问题的概率就越高。目前产科超声图像胎儿颈背透明物厚度测量的准确性尚不尽人意，一方面是超声成像硬件的物理特性导致超声图像的信噪比较低，增加医生人工诊断难度，诊断过程中费时费力，手动寻找胎儿头部正中矢状切面较为困难；另一方面是，手动测量NT带来随机误差和操作者自身的视觉误差。

随着计算机技术的发展，医学视频图像的处理技术逐渐得到了广泛的应用，将视频图像处理技术应用于超声视频图像处理以提高NT检测准确性是具有可行性的发展方向。视频图像处理技术可以通过检测颈背透明物的目标线特征(NT区域在超声图像上表现局部的高亮平行线段)确定NT区域进而测得颈背透明物厚度。NT区域在超声图像上表现有局部的高亮平行线段，而超声图像的特点会有很多相似的区域，直接使用常用的目标检测方法，导致NT区域以及颈背透明物厚度检测错误较多。

随着医疗诊断对胎儿颈背透明物厚度测量准确性的要求不断提高，以及自动化的目标检测和分析测量方法对医疗领域变革的不断深入，有必要研究一种从超声视频图像中测量胎儿颈背透明物厚度的视频图像处理方法或处理系统，从数字图像处理和计算机视觉的角度提供一套自动化的超声视频图像分析的辅助工具。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，提出一种从超声视频图像中测量胎儿颈背透明物厚度的视频图像处理方法及系统。该方法运用时间中值滤波的方法获得视频图像的背景图像，将当前图像与背景图像做差分来找到图像中变化的区域。采用AdaBoost方法选择出少量但关键的haar-like特征来组合成强分类器，再使用级联的策略组合成最终的分类器。利用预先训练好的分类器对NT候选区域进行检测，检测出NT所在区域。将变化的区域和分类器检测出的NT所在区域进行比较，两者相近的区域为置信度较高的NT区域。同时，由于视频中所含图像帧较多，本发明采用通过对NT区域过去轨迹的分析来预测未来的运动轨迹的方法，把预测的位置和检测出来的位置结合起来对NT区域进行跟踪和检测，这样可实现不需要对视频的每帧图像进行识别，保证了检测的实时性。通过对胎儿头部鼻尖区域的定位及探测，进一步选出包含NT区域且符合要求的正中矢状切面图，利用该正中矢状切面图，结合NT图像双平行线结构检测算法计算出NT值，从而完成本发明。本发明中检测方法新颖独特，且在算法的基础上结合医学图像先验信息，有效提高了NT值准确性，而自动获取NT区域的方法，进一步提高了本发明方法的准确性，降低了人力检测带来的误差及劳动成本。

本发明的目的在于提供以下技术方案：