深度学习技术在胎儿超声心动图图像自动识别中的应用
2022-09-13罗刚泮思林乔思波庞善臣陈涛涛孙玲玉董玉坤
罗刚 泮思林 乔思波 庞善臣 陈涛涛 孙玲玉 董玉坤
青岛大学附属妇女儿童医院1心脏中心,2超声科(山东青岛 266034);3中国石油大学(华东)计算机科学与技术学院(山东青岛 266580)
随着胎儿超声心动图技术的发展和胎儿先天性心脏病(简称先心病)认识程度的提升,超声心动图在胎儿先心病评估及干预策略的选择中发挥重要作用。受胎位、超声斑点噪声及伪影等影响,超声心动图准确筛查胎儿先心病极具挑战性,准确率高度依赖于医师经验,基层医院普及较为困难[1]。引入深度学习技术识别超声图像可能更具优势[2-5],但在胎儿超声心动图图像识别中的应用研究相对缺乏[6-8]。四腔心切面可较清楚地显示心腔形态及大小,较全面地评估胎儿心脏发育情况,是超声诊断胎儿先心病的基本切面[9]。本研究在YOLOv4 模型[10]基础上适当缩减模型深度,采用多级残差混合注意力机制模块(multistage residual hybrid attention module,MRHAM)建 立MRHAM-YOLOv4-Slim 模型,评价该模型在胎儿超声心动图四腔心切面定位、识别心腔结构的可行性。
1 资料与方法
1.1 研究对象选取2019年8-12月青岛市妇女儿童医院采集的2 000 张健康孕25 周胎儿的超声心动图标准四腔心切面图像(JPG 格式)建立实验数据集。标准超声图像由2 名具有10年以上工作经验的超声医师采用Samsung WS80A 超声诊断扫描仪获取,数据图像存在不同程度的伪影、斑点噪声及模糊边界。本研究遵循《世界医学协会赫尔辛基宣言》原则,经医院伦理委员会讨论审核批准(批件号:QFELL-KY-2021-22)。
1.2 仪器与方法(1)建立机器学习模型:为匹配本研究胎儿超声心动图图片数据集的规模,缩减YOLOv4 模型的深度,降低了模型复杂度。……
