李宗桂 张俊华 梅礼晔

(云南大学信息学院，昆明 650500)

引言

用超声图像中的胎儿生物测量结果作为评估胎儿发育和胎龄的标准，其准确性对确保母亲和胎儿在怀孕期间和之后的持续健康至关重要。其中，头围(head circumference, HC)是妊娠中末期测量的最重要的生物特征之一，与胎儿脑重量的评估以及出生后前两年的生长发育密切相关[1]。若头围值偏低，则与胎儿的神经系统障碍和发育不良有关[2]。在临床上，头围定义为外颅骨椭圆的周长[3](见图1(a)中的红色轮廓)。在临床实践中，医生通过标记椭圆短轴和长轴的两个端点来计算椭圆周长，手动测量头围。

图1 超声胎儿头部图像。(a)红色轮廓表示头围，定义为外颅骨椭圆周长；(b)胎儿头骨边界模糊；(c)胎儿头骨边界缺失；(d) 存在与头骨相似的其他解剖结构Fig.1 Ultrasound fetal head images. (a)The red contour indicates the HC, defined as the circumference of the outer skull ellipse; (b) The boundary of fetal skull is fuzzy; (c) Fetal skull boundary is missing; (d) There are other anatomical structures similar to the skull

由于超声图像信噪比低，胎儿头骨常常出现边界模糊(见图1(b))或者边界缺失(见图1(c)中的箭头)，且子宫内胎儿姿势复杂，超声图像中可能包括与头骨相似的其他解剖结构(见图1(d)中箭头所指的肢体)，导致用许多方法也难以精确地提取完整的胎儿头骨进行头围测量。即使是有经验的医生，手工测量胎儿头围仍然是一项耗时的任务，而且由于存在操作者的误差，可能会导致后续的诊断误差。

近期已出现不少超声图像中自动测量胎儿头围的方法。Lu等[4]在利用K均值算法和形态学方法提取颅骨节段后，使用Hough变换拟合头部椭圆，但K均值算法难以有效地从噪声较多的图像中提取颅骨节段，导致Hough变换拟合精度降低。……