[发明专利]一种超声图像中胎儿脑沟回三维立体图像成像方法和系统

权利要求书

1.一种超声图像中胎儿脑沟回三维立体图像成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，获取原始数据集，其包括多张胎儿颅脑三维超声容积图像；

步骤S2，将原始数据集的胎儿颅脑三维超声容积图像输入到智能成像处理系统中进行自动处理并人工标注，得到胎儿颅脑三维脑沟回容积图像；

步骤S3，将得到的胎儿颅脑三维脑沟回容积图像输入到训练好的3D FCN网络中，得到胎儿颅脑三维脑沟回容积图像的体素；

步骤S4，使用得到的胎儿颅脑三维脑沟回容积图像的体素，自动重建出胎儿颅脑脑沟回三维立体图像并输出。

2.根据权利要求1所述的超声图像中胎儿脑沟回三维立体图像成像方法，其特征在于，在步骤S2中，所述智能成像处理系统对原始数据集的胎儿颅脑三维超声容积图像进行自动处理包括：

对胎儿颅脑三维超声容积图像进行三维表面成像，获得表面成像数据；

对胎儿颅脑三维超声容积图像进行三维反转成像，只留下脑沟回结构，获得反转成像数据；

将表面成像数据和反转成像数据叠加并进行降噪处理；

输出处理后的超声图像。

3.根据权利要求1所述的超声图像中胎儿脑沟回三维立体图像成像方法，其特征在于，所述智能成像处理系统包括：

表面成像模型层，用于对超声图像进行三维表面成像，获得表面成像数据；

反转成像模型层，用于对超声图像进行三维反转成像，只留下脑沟回结构，获得反转成像数据；

成像叠加模型层，用于对表面成像数据和反转成像数据叠加并进行降噪处理；

成像输出层，用于输出经表面成像、反转成像、叠加、降噪处理后的超声图像。

4.根据权利要求1所述的超声图像中胎儿脑沟回三维立体图像成像方法，其特征在于，所述3D FCN网络是通过如下步骤训练得到的：

A、获取数据集，包括从三维超声设备获取的胎儿颅脑三维超声容积图像、智能成像处理系统处理过的数据以及超声医师为每个胎儿颅脑三维超声容积图像手工标注的胎儿颅脑三维脑沟回容积图像；

B、对步骤A获取的数据集进行去噪处理，以得到预处理后的数据集，将预处理后的数据集随机划分为训练集、验证集、以及测试集；

C、将步骤B预处理后的数据集中的训练集输入到3D FCN网络中，以获得胎儿头部容积数据的推理输出，将该推理输出输入到3D FCN网络中的损失函数中，以获取损失值；

D、根据随机梯度下降算法并使用步骤C得到的损失值对3D FCN网络中的损失函数进行优化，以更新3D FCN网络；

E、针对步骤B得到的数据集中的训练集部分中的剩余数据集，重复执行上述步骤C和步骤D，直到3D FCN网络收敛到最佳为止，从而得到训练好的3D FCN网络；

F、使用步骤B中得到的数据集中的验证集对训练好的3D FCN网络进行验证；

G、使用步骤B中得到的数据集中的测试集对训练好的3D FCN网络进行测试。

5.根据权利要求4所述的超声图像中胎儿脑沟回三维立体图像成像方法，其特征在于，损失函数为：L(x,y)＝(x-y)²，其中x是超声医师根据手工标注的胎儿颅脑三维脑沟回容积图像获取的脑沟回表面参数，其具体等于超声医师根据手工标注的胎儿颅脑三维脑沟回容积图像获取的体素与单位体素的体积之间的乘积，y是胎儿脑沟回表面参数的推理输出。