[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

说明书

本发明公开了一种超声图像中胎儿脑沟回三维立体图像成像方法，旨在通过胎儿颅脑三维容积数据，采用人工智能的方法，快速、直观地评估胎儿脑沟回的发育情况，该方法包括以下步骤：获取大量胎儿颅脑三维超声容积数据；输入容积数据到智能成像处理系统并经人工标注出脑沟回，得到胎儿颅脑三维脑沟回容积图像数据；将胎儿颅脑三维脑沟回容积图像数据输入到训练好的3D FCN网络中，得到胎儿颅脑三维脑沟回容积图像的体素；使用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。本发明能够解决现有临床医生不会重建胎儿脑沟回三维立体图像，重建步骤复杂、重建个体差异大、缺乏客观分析依据、结果重复性差等技术问题。

技术领域

本发明属于产前超声检查技术领域，更具体地，涉及一种在超声图像中对胎儿头部容积自动重建出胎儿颅脑脑沟回三维数据并对该数据进行自动分析的方法和系统。

背景技术

胎儿颅内结构异常是最常见的先天畸形之一，其发生率为1％-3％，不同程度的影响母体内胎儿及其出生后的神经功能。因此检测孕期胎儿颅脑发育状态具有重要的临床意义。目前，产前超声主要对胎儿颅脑的解剖结构进行评估和测量，可诊断出多种重要颅脑结构畸形，如无脑畸形、露脑畸形、全前脑、脑积水、小头、胼胝发育异常等多种明显的颅脑结构异常，但对于除脑裂以外的神经元迁移异常还缺乏有效诊断方法。

目前国内外仅有少数医疗机构在研究胎儿神经元迁移异常的产前超声诊断，因不易重建出脑沟回三维结构，其诊断指标较少基于三维容积超声，且没有统一诊断标准，这类异常的产前超声诊断存在较高的假阳性率和假阴性率。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了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，其目的在于，通过获取大量胎儿颅脑三维超声容积图像，用获取的数据集经过智能图像处理和人工标注后训练全卷积网络，将新的胎儿颅脑三维超声影像输入到训练好的全卷积网络中，以计算出每个三维超声影像中的体素并自动生成胎儿颅脑脑沟回三维立体图像，解决现有三维观测胎儿颅脑脑沟回中存在的图像清晰度和准确性较差的技术问题，以及超声医师较大工作量导致影响脑沟回表面准确观测的技术问题，以及由于不同水平的超声医生使用该检测方法会得到不同的诊断结果所导致的检测结果不一致的问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种超声图像中胎儿脑沟回三维立体图像成像方法，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3DFCN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。

优选地，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。

优选地，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；