产前超声检查
基于人工智能的三维超声自动断层成像提取11~13+6周正常胎儿腭骨关键切面的初步研究
中华超声影像学杂志, 2023,32(3) : 227-233. DOI: 10.3760/cma.j.cn131148-20220811-00553
摘要
目的

探讨基于人工智能的11~13+6周胎儿三维超声腭骨自动断层成像提取关键切面方法的可行性。

方法

选取于2020年5月至2021年4月于深圳市罗湖区人民医院超声科与华中科技大学协和深圳医院超声科进行孕11~13+6周产前超声检查的胎儿容积数据235例,由超声医师A和B进行三维容积数据采集。所有数据由超声医师C进行离线标注。超声医师D对所有纳入数据进行断层成像操作,保存断层图像并记录耗时,获得医师组数据。标注后数据随机分为训练集与测试集进行模型迁移学习与测试,采取4-折交叉验证,记录模型输出的测试集图像及耗时,获得智能组数据。由1名高年资超声医师对两组数据图像进行图像分析。通过比较医师组与智能组所得鼻后三角切面(RTP)评分、RTP获取率、断层获取率、耗时差异,验证智能模型的可行性。

结果

①医师组与智能组RTP评分总体分布差异无统计学意义[5(5,6)分比5(5,6)分,Z=0.355,P=0.722],RTP获取率差异无统计学意义(78.72%比76.60%,χ2=0.55,P=0.458)。两组获取RTP的一致性、相关性较高(Kappa=0.645,φ=0.646,均P<0.001)。②医师组有效层数为9(8,9)层,智能组为8(7,9)层,医师组断层获取率大于智能组(78.72%比68.51%,χ2=12.52,P=0.001)。两组在获取断层的一致性与相关性中等(Kappa=0.503,φ=0.521,均P<0.001)。③智能组耗时明显短于医师组[1.50(1.23,1.75)s比26.94(22.28,30.48)s,Z=11.440,P<0.001]。

结论

本研究模型能快速准确地实现11~13+6周胎儿腭骨关键切面提取与断层成像。

引用本文: 潘文雄, 张丹丹, 潘瑞娟, 等.  基于人工智能的三维超声自动断层成像提取11~13+6周正常胎儿腭骨关键切面的初步研究 [J] . 中华超声影像学杂志, 2023, 32(3) : 227-233. DOI: 10.3760/cma.j.cn131148-20220811-00553.
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胎儿颜面部发育是产前超声重要的研究领域之一,唇腭裂是胎儿最常见的先天性畸形之一,发病率约1.4‰[1]。近年来,随着对唇腭裂认识加深以及超声诊断仪器分辨力的提高,11~13+6周胎儿唇腭裂的检出率得到提高,并有多位学者进行了相关报道[2,3],其中鼻后三角为胎儿鼻后方的三角形强回声区域,由两侧鼻骨、两侧上颌骨额支和原发腭组成,是妊娠早期筛查胎儿颜面部畸形的关键结构之一[4]。三维超声断层成像技术在检测胎儿颜面部畸形方面具有独特的优势[5],可快速评估胎儿腭骨的连续性和完整性。基于深度学习的神经网络结构搜索为智能三维超声研究的热点[6],部分学者使用深度卷积神经网络对中晚孕胎儿颜面部三维超声标准切面进行自动定位、识别研究[7,8],并取得令人满意的实验结果。然而,目前并无基于人工智能的三维超声早孕期胎儿腭骨关键切面自动定位识别的研究报道。本研究旨在探索基于人工智能的11~13+6周胎儿腭骨三维超声自动断层成像提取关键切面的方法,以期为11~13+6周常规使用三维超声断层成像技术评估胎儿腭骨发育情况奠定基础。

 
 
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