胎兒腹部超聲圖像自動(dòng)質(zhì)量控制與參數(shù)測(cè)量
本文選題:胎兒超聲 + 質(zhì)量控制; 參考:《深圳大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:產(chǎn)前超聲檢查過(guò)程中,超聲圖像的質(zhì)量和相應(yīng)生物參數(shù)測(cè)量的精度對(duì)于胎兒生長(zhǎng)發(fā)育狀況的準(zhǔn)確診斷是非常重要的。但是,手動(dòng)的質(zhì)量控制是一個(gè)大量繁雜重復(fù)性工作的過(guò)程,臨床上難以實(shí)現(xiàn)。另外,手動(dòng)的解剖結(jié)構(gòu)邊緣輪廓勾畫也非常耗時(shí),在臨床實(shí)踐中會(huì)導(dǎo)致較大的醫(yī)師間差異。為了提高產(chǎn)前檢查的效率,減輕由不恰當(dāng)?shù)某晵卟榍忻孢x取和不精確的生物計(jì)量估計(jì)引起的測(cè)量誤差,本論文提出全自動(dòng)的胎兒超聲圖像質(zhì)量控制(FUIQA)和參數(shù)測(cè)量(FUIPM)系統(tǒng),協(xié)助實(shí)現(xiàn)臨床產(chǎn)科檢查中胎兒腹部超聲圖像的質(zhì)量控制和精準(zhǔn)的生物學(xué)參數(shù)測(cè)量。本論文提出的FUIQA系統(tǒng)由兩個(gè)深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型實(shí)現(xiàn),分別定義為L(zhǎng)-CNN和C-CNN。L-CNN用于超聲圖像中胎兒腹部區(qū)域感興趣目標(biāo)(ROI)的定位;贚-CNN定位到的ROI,C-CNN通過(guò)評(píng)價(jià)關(guān)鍵解剖結(jié)構(gòu)胃泡(SB)和臍靜脈(UV)描述的完整性來(lái)評(píng)估超聲圖像的質(zhì)量。為了進(jìn)一步提高L-CNN的性能,本文通過(guò)局部相位特征與原始超聲數(shù)據(jù)通道融合的方式增加神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入源。通過(guò)全面的實(shí)驗(yàn),闡明本文提出的FUIQA系統(tǒng)適用于16~40孕周的不同參數(shù)設(shè)置的胎兒超聲圖像,與超聲醫(yī)師手動(dòng)評(píng)分相比達(dá)到90%的一致性。本論文提出的FUIPM系統(tǒng)是一個(gè)全自動(dòng)分割胎兒超聲圖像的級(jí)聯(lián)框架。首先,一個(gè)修正的全卷積網(wǎng)絡(luò)(R-FCN)被用于提取多尺度視覺(jué)特征,產(chǎn)生密集的邊緣預(yù)測(cè)圖以鑒別解剖結(jié)構(gòu)。為了提高預(yù)測(cè)圖的局部空間一致性同時(shí)改善細(xì)節(jié),本文將核心的R-FCN模型嵌入到自動(dòng)上下文模型中,并將傳統(tǒng)自動(dòng)上下文模型中的并行級(jí)聯(lián)改進(jìn)為求和級(jí)聯(lián)操作。大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,FUIPM系統(tǒng)可以有效克服嚴(yán)重的邊界不完整缺陷,相比其它流行的最新算法,可以取得更好的分割精度。本論文提出的FUIQA與FUIPM系統(tǒng)具有通用性,可以很容易的拓展到其他類型胎兒超聲掃查切面的質(zhì)量控制和參數(shù)測(cè)量,比如胎兒顏面部、四腔心切面等。
[Abstract]:During prenatal ultrasound examination, the quality of ultrasound image and the accuracy of biological parameters measurement are very important for the accurate diagnosis of fetal growth and development. However, manual quality control is a complex and repetitive process, which is difficult to achieve clinically. In addition, manual outline of the edge of the anatomical structure is also time-consuming, leading to greater differences between physicians in clinical practice. In order to improve the efficiency of prenatal examination and reduce the measurement error caused by improper selection of ultrasonic scanning section and inaccurate biometric estimation, a fully automatic FUIQA and parameter measurement system for fetal ultrasound image quality control (FUIQA) and parameter measurement (FUIPM) are proposed in this paper. Assist in the quality control of fetal abdominal ultrasound images and accurate measurement of biological parameters in clinical obstetrical examination. In this paper, the FUIQA system is implemented by two deep convolution neural network models, which are defined as L-CNN and C-CNN.L-CNN for localization of fetal abdominal area of interest (ROI). The quality of ultrasound images was evaluated by evaluating the integrality of the description of the key anatomical structures (SBB) and umbilical vein (UVS) based on the L-CNN localization of ROIC-CNN. In order to further improve the performance of L-CNN, the input source of neural network is added by the fusion of local phase feature and original ultrasonic data channel. Through a comprehensive experiment, it is clarified that the proposed FUIQA system is suitable for fetal ultrasound images with different parameters at 16 ~ 40 gestational weeks, which is 90% consistent with the ultrasound doctor's manual score. The FUIPM system proposed in this paper is a cascade framework for automatic segmentation of fetal ultrasound images. First, a modified full convolution network (R-FCN) is used to extract multi-scale visual features and generate dense edge prediction images to distinguish anatomical structures. In order to improve the local spatial consistency of the prediction graph and improve the detail, the core R-FCN model is embedded into the automatic context model, and the parallel concatenation in the traditional automatic context model is improved to sum concatenation operation. A large number of experimental results show that the FUIPM system can effectively overcome the serious boundary imperfections and achieve better segmentation accuracy than other popular algorithms. The FUIQA and FUIPM systems proposed in this paper are universal and can be easily extended to other types of fetal ultrasound scanning for the quality control and parameter measurement, such as fetal face, four-cavity tangent surface, and so on.
【學(xué)位授予單位】:深圳大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號(hào)】:R714.5;TP391.41
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,本文編號(hào):1782843
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