胎儿颜面部三维超声基准标准切面自动校对系统的研究

发布时间：2017-06-27 13:07

  本文关键词：胎儿颜面部三维超声基准标准切面自动校对系统的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：胎儿颜面部检查是一项重要的超声产前检查项目。临床常用的三维超声表面模式主要提供胎儿颜面部表面信息,用三维超声扫查胎儿颜面部缺陷时,标准切面的获取仍然是关键。但由于宫内胎儿胎位的不确定性,医生需要从胎儿颜面部三维超声体数据中手动校对胎儿胎位,进而手动定位三正交基准标准切面。这一过程依赖于医生的经验且较为耗时,从而降低了临床诊断的效率。因此,本论文提出三维超声胎儿颜面部三正交基准标准切面自动校对系统,可减少医生工作量,提高产前超声诊断的标准化水平。本论文以胎儿颜面部三维超声体数据为研究对象,实现正中矢状切面、面额冠状切面和双眼球水平横切面三基准标准切面的自动校对。本论文提出了上下文约束的双眼球自动检测方法,实现正中矢状切面的自动校对。首先,定义眼球蝶骨球模型样本,将三维空间搜索序列样本的9维(位置、方向和大小)参数降到4(位置和半径)维,大大减少了自动检测复杂性和计算量。其次,采用3D Haar-like进行特征提取,评价函数特征选择和支持向量机学习训练得到眼球和蝶骨分类器;最后,充分利用蝶骨和眼球固有的空间位置关系,采用眼球和蝶骨成对存在、前后反馈和多分辩率策略在线检测双眼球,能有效克服超声图像中暗区的影响。基于正中矢状切面的自动校对,本论文提出通过面部轮廓线自动检测,即对面部轮廓线的直线方程求解,实现面额冠状切面的自动校对。本论文首先根据鼻骨的位置确定正中矢状切面上的面部轮廓区域,基于此区域分割得到二值图,再利用霍夫直线检测算法得到面部轮廓线的角度变化范围,最后由面部轮廓模板求得最优的面部轮廓线拟合直线方程。最后以鼻骨、双眼球和面部轮廓线为参考,重新定义胎儿颜面部的三维空间坐标系,实现双眼球水平横切面的自动校对。本研究基于VS2008,并利用VTK(Visualization Toolkit)实现了任意三正交切面的二维和三维显示,感兴趣区域的样本截取。通过对80个胎儿颜面部体数据(28-36周)进行测试得到的实验结果表明,我们的系统与超声医生手动校对的正中矢状切面、面额冠状切面和水平横切面三正交基准标准切面角度平均误差分别为:3.836±2.954(degree)、4.870±3.822(degree)、4.805±4.005(degree),距离平均误差分别为2.022±1.707(mm)、2.921±1.887(mm)、2.543±1.578(mm)。不同用户间结果的统计分析进一步的表明,自动校对系统可减少用户间差异。临床工作流程效率测试,验证了自动校对系统可提高医生的工作效率。因此,本论文提出的颜面部校对系统是一项可行的、可重复的和可靠的方法。本论文中所构建的系统是本研究领域中首个实现自动校对三维胎儿颜面部基准标准切面的系统,它充分将计算机技术与临床实际应用相结合。
【关键词】：胎儿颜面部三维超声 基准标准切面 双眼球 支持向量机 面部轮廓线
【学位授予单位】：深圳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R714.5;R445.1
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 引言10-19
• 1.1 胎儿颜面部产前超声诊断的背景与意义10-12
• 1.2 胎儿颜面部国内外研究现状12-14
• 1.3 本论文的研究目标与挑战14-16
• 1.4 本论文研究设想16-17
• 1.5 本文的组织结果17-19
• 第2章 眼球自动检测19-30
• 2.1 眼球和蝶骨19-21
• 2.2 眼球和蝶骨球模型样本21-22
• 2.3 Haar-like特征提取22-25
• 2.3.1 2D Haar-like特征23-24
• 2.3.2 3D Haar-like特征24-25
• 2.4 特征选择25-27
• 2.5 支持向量机分类器27
• 2.6 基于蝶骨限制的在线检测眼球方法27-29
• 2.6.1 眼球蝶骨固有的空间位置关系27-28
• 2.6.2 眼球在线检测28-29
• 2.7 本章小结29-30
• 第3章 面部轮廓线自动检测30-40
• 3.1 面部轮廓线30-32
• 3.2 鼻骨初步定位32-33
• 3.3 霍夫直线检测33-35
• 3.4 面部轮廓模板35-37
• 3.5 面部轮廓线直线方程37-39
• 3.6 本章小结39-40
• 第4章 三正交基准标准切面自动校对系统的实现40-56
• 4.1 软件平台开发40-43
• 4.1.1 平台设计40-41
• 4.1.2 交互实现41-43
• 4.2 实验数据43-44
• 4.3 评价方法44-46
• 4.3.1 眼球自动检测评价方法44-45
• 4.3.2 基准标准切面自动校对评价方法45-46
• 4.4 实验结果46-55
• 4.4.1 眼球自动检测结果46-51
• 4.4.2 三正交基准标准切面自动校对结果51-55
• 4.5 本章小结55-56
• 第5章 总结及展望56-59
• 5.1 全文总结56-57
• 5.2 本文研究的贡献57
• 5.3 不足与展望57-59
• 参考文献59-64
• 致谢64-65
• 攻读硕士学位期间的研究成果65-66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 李胜利;邓学东;;产前超声检查指南(2012)[J];中华医学超声杂志(电子版);2012年07期

  本文关键词：胎儿颜面部三维超声基准标准切面自动校对系统的研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：489892