早孕期胎儿颜面部超声筛查切面图像质量评价系统的构建及验证

目的 构建一种基于YOLOv4模型的早孕期胎儿颜面部超声筛查切面自动识别及图像质量评价系统，并验证该模型的识别效能。方法 收集2021年1月至2022年12月我院妊娠11～14周胎儿颜面部超声筛查切面图像为研究对象，分为模型构建集（1001张图像）和临床验证集（610张图像），其中模型构建集按8∶1∶1分为训练集、测试集和验证集，用于训练、测试和验证人工智能（AI）模型对正中矢状面（MSP）、鼻后三角切面（RNT）的分类与识别，临床验证集用于评价AI模型的临床泛化能力。采用Kappa检验及Kendall协同系数分析AI模型与专家级超声医师识别MSP和RNT及评价图像质量等级的一致性。结果 成功构建了自动识别早孕期胎儿颜面部超声筛查切面及图像质量评价的AI模型，该模型对测试集图像中各关键解剖结构的查准率、查全率和F1分数均>80%。AI模型识别验证集图像中MSP和RNT的准确率分别为94.9%、92.9%，与专家级超声医师分类的一致性均好（Kappa=0.888、0.810）;AI模型识别临床验证集图像中MSP和RNT的准确率分别为94.0%、84.4%，与专家级超声医师分类的一致...     

基于知识蒸馏改进U-Net网络模型用于分割CT图像中的口腔颌面部肿瘤

目的 观察基于知识蒸馏改进U-Net网络模型用于分割CT图像中的口腔颌面部肿瘤的价值。方法 收集2个医疗中心121例口腔颌面部肿瘤患者共609幅CT图像;于公开数据集HECKTOR2020搜集254例口腔颌面部肿瘤患者共1 977幅CT图像。向U-Net网络模型中引入多尺度和注意力机制,加入残差网络,建立改进U-Net模型;采用知识蒸馏技术生成学生模型,观察模型分割CT图像中的口腔颌面部肿瘤的效能。结果 改进U-Net模型大小为89.30 MB,参数数量为17.82 M,计算量为22.13 GFlops;其分割CT所示口腔颌面部肿瘤的精确率(Precision)、召回率(Recall)、戴斯相似系数和交并比分别为0.835、0.787、0.812及0.761,优于既往结合常规损失函数(Dice Loss function)所获模型及未改进模型;且除Precision之外,学生模型与教师模型差异较小。结论 基于知识蒸馏改进U-Net网络模型用于分割CT图像中的口腔颌面部肿瘤具有较高价值。     

双模态超声深度学习预测模型诊断乳腺癌的应用

目的 采用基于乳腺超声灰阶图像和弹性图像的深度学习(DL)技术构建一个预测模型,并探讨该模型在乳腺病灶良恶性鉴别中的诊断效能。方法 回顾性收集2020年5月至2021年4月于临沂市人民医院乳腺外科接受手术治疗患者的乳腺病灶共1 000个,包括超声图像及相关临床病理资料,选择每个病灶最大切面的超声灰阶图像及弹性图像,按照7∶2∶1的比例随机将病灶分为训练集、验证集和测试集;应用训练集和验证集的病灶图像基于神经网络构建预测模型,应用测试集病灶图像检测模型的诊断效能;邀请四位超声医生分别阅读测试集病灶的超声图像,比较模型与不同年资医生之间的诊断效能。结果 DL预测模型对乳腺病灶诊断的受试者工作特征曲线(ROC)曲线下面积(AUC)值(0.907)高于所有医生,差异有统计学意义(P<0.05);高年资医生单独阅片诊断的平均AUC值(0.835)高于低年资医生(0.719),差异有统计学意义(P<0.05)。模型辅助低年资医生诊断测试集乳腺病灶平均AUC值为0.806,模型辅助高年资医生诊断测试集乳腺病灶平均AUC值为0.864,经过模型辅助阅片后,不同年资医生的诊断效能均有提升,对...     

基于深度学习的甲状腺结节超声图像分割的临床应用

目的探讨深度学习方法在超声甲状腺结节分割中的效果及其临床应用价值。 方法收集2018年8月至2020年10月首都医科大学附属北京天坛医院的166例甲状腺结节患者的1044张超声图像。观察使用改进自注意力机制的Unet深度学习方法和Unet基础方法在测试数据集上的分割效果。以分割结果是否接近有多年临床经验的超声医师的手动标注作为参考标准,将改进自注意力机制的Unet和Unet基础方法对甲状腺结节的分割效果进行比较,以交并比（IoU）、戴斯（Dice）相似性系数及与超声医师对甲状腺结节的手动勾勒接近程度来评价深度学习模型对甲状腺结节分割效果及临床应用价值的性能。 结果改进自注意力机制的Unet深度学习模型对甲状腺结节分割的IoU及Dice系数分别为0.815和0.839,与Unet基础方法结果（IoU为0.788,Dice系数为0.817）相比,具有更高的IoU和Dice系数值。从分割图像可以看出,基于改进自注意力机制的Unet深度学习模型对甲状腺结节整体和边缘细节上的分割效果好于Unet基础方法,更接近于超声医师的手动勾勒结果。 结论基于自注意力机制的Unet深度学习模型在甲状腺结节分割方面有着较高的性能,可提高诊断效率,并且该方法具有一定的临床应用价值。     

超声影像下基于ResNet34-Unet的静脉分割方法研究

静脉超声图像存在噪点多、阈值分割效果不佳的问题，对此本文提出一种基于ResNet34主干网络的ResNet34-UNet分割网络模型，利用ResNet34网络残差学习的结构特点，在保证网络能够提取充足图像特征的前提下，有效避免梯度消失和网络退化问题，且34层的网络深度维持了较小的网络规模；利用U-Net结构特有的长连接（Skip Connection）模块，将静脉超声图像的深层特征与浅层特征有效融合，使静脉的识别精度得以较大幅度的提升，实现了静脉边缘的平滑分割。将300张静脉超声图像作为训练集，200张作为测试集，通过随机旋转、翻转、投影等操作进行数据集的增强，经过十轮迭代训练后得到模型的准确度（ACC）达96.3%，较全卷积神经网络（FCN）高5.9%，较DeepLab v3+高5.2%。结果表明基于ResNet34-UNet的静脉分割方法能够准确地分割静脉超声图像，为后续超声影像下静脉的自动识别与跟踪提供了技术参考。     

基于关键解剖结构检测的人工智能模型识别甲状腺超声标准切面的应用价值

目的 探讨基于关键解剖结构检测的人工智能（AI）模型在甲状腺超声标准切面（TUSP）识别中的应用价值。方法 以成人TUSP和非标准切面（N-SP）图像为研究对象，含标准集8978张和实验集1916张；其中标准集分为训练集8178张和验证集800张，分别用于训练和验证AI模型识别TUSP；以超声专家团队识别为标准，比较初级医师、中级医师及AI模型识别实验集TUSP和非标准切面（N-SP）的诊断效能；同时收集AI模型及不同年资医师识别实验集图像累计耗时及平均每张图像耗时，并对其进行比较。结果 AI模型识别实验集8个TUSP即甲状腺峡部横切面（TPTI）、甲状腺峡部纵切面（LPTI）、左甲状腺上极横切面（UTPLT）、左甲状腺下极横切面（DTPLT）、右甲状腺上极横切面（UTPRT）、右甲状腺下极横切面（DTPRT）、左甲状腺纵切面（LPLT）及右甲状腺纵切面（LPRT）的准确率为94.7%～99.9%，识别N-SP的准确率为93.8%;AI模型识别8个TUSP和N-SP的曲线下面积（AUC）均大于初级医师，差异均有统计学意义（均P<0.05）;AI模型识别LPTI、UTPLT、DTP...     

断层超声显像技术联合时间空间相关成像技术在胎儿心脏筛查中的初步应用

目的 探讨断层超声显像(TUI)技术和时间空间相关成像技术在胎儿心脏筛查中的应用价值.方法 采用时间空间相关成像技术采集60例孕龄19～34周正常胎儿心脏容积图像,再应用断层超声显像技术脱机进行分析,再现四腔心、左室流出道、右室流出道和三血管气管切面.结果 所有60例胎儿均获得了满意的TUI图像,其中51例可直接获得上述4个筛查切面,9例需沿Y轴稍微旋转图像.结论 断层超声显像和时间空间相关成像技术可应用于胎儿心脏筛查,可降低胎儿心脏筛查的难度.     

人工智能质控系统在11～13+6周胎儿颈后透明层超声标准切面判断中的应用

目的探讨产前超声图像人工智能(AI)质控系统对11～13+6周胎儿颈后透明层标准切面的质量控制效果。方法应用线上"产前超声AI智慧云平台"对2021年1月1日至9月30日南方医科大学附属深圳妇幼保健院超声科的1 063张胎儿颈后透明层切面超声图像进行智能质量控制, 并与2位专家的人工质量控制结果及耗时进行对比。最终结果评定的金标准由更高年资的专家小组统一决定。结果智能质控系统评估的图像标准率为87.3%, 基本标准率为2.82%, 非标准率为9.88%, 总体图像评价准确率为96.6%。与2位专家评价的结果符合率分别为96.1%及96.3%, 一致性较强(Kappa值分别为0.835、0.845)。智能质控总耗时明显短于人工质控(208 s比6 696 s/6 602 s), 差异有统计学意义(Z=-3.981, P<0.001)。结论智能质控系统能对11～13+6周胎儿颈后透明层超声切面是否标准进行准确、快速的质量控制。     

胎儿完全性大动脉转位产前超声诊断简

目的探讨超声对胎儿完全性大动脉转位的诊断价值。方法回顾性分析2010年3月至2013年7月北京协和医院4例胎儿完全性大动脉转位的产前超声表现,并与病理结果进行比较。结果4例完全性大动脉转位胎儿中,3例四腔心切面正常,1例可见室间隔缺损。左室及右室流出道切面4例胎儿可见心室与大动脉连接关系异常,2例可见室间隔膜部缺损。三血管气管切面4例均仅可见2条血管。结论完全性大动脉转位具有特征性超声表现,重点观察心室流出道切面及三血管气管切面有助于产前正确诊断。     

三血管气管切面超声诊断胎儿心脏大血管畸形的价值

【目的】探讨胎儿三血管气管切面超声诊断胎儿心脏大血管畸形的价值。【方法】回顾分析2006年1月至2007年3月12028例接受产前胎儿筛查的孕妇资料,采用彩色多普勒超声按顺序法扫查胎儿后检查胎儿心脏,在四腔心切面的基础上平行向胎儿头侧移头即可显示三血管气管切面,然后叠加彩色多普勒血流显像,观察大动脉血流分布和血流方向。【结果】12028例胎儿超声心动图检出胎儿心脏结构异常326例,其中大血管病变47例。36例胎儿抽脐带血或羊水检查染色体,15例染色体异常。16例在本院引产,14例尸检,其畸形结果与产前诊断相符。【结论】三血管气管切面超声检查对筛查及诊断胎儿心脏大血管畸形的先天性心脏病有重要的价值。     

基于超声影像组学的早产儿脑白质损伤诊断模型研究

目的通过构建基于灰阶超声影像组学特征的早产儿脑白质损伤诊断模型, 评价超声影像组学在早产儿脑白质损伤诊断中的临床应用价值。方法回顾性纳入2018年8月至2022年4月华中科技大学协和深圳医院和南方医科大学深圳医院住院的256例早产儿为研究对象。使用计算机生成的随机数按照6∶4的比例分配为训练集及验证集。在规范性采集颅脑灰阶超声图像的基础上, 使用Pyradiomics 3.0.1软件包从颅脑的感兴趣区域提取影像组学特征。采用Mann-WhitneyU检验、最小绝对收缩和选择算法(LASSO)联合逐步回归分析筛选与早产儿脑白质损伤相关的最优特征, 应用Logistic逻辑回归构建超声影像组学模型。以MRI结果作为参考标准, 绘制ROC曲线分析模型诊断性能。对验证集的患儿头颅超声影像先由一名高年资超声医师、一名低年资超声医师独立诊断, 之后上述两名不同年资医师在影像组学模型辅助下再次诊断, 比较超声影像组学模型与不同年资超声医师及在影像组学模型辅助下不同年资超声医师对早产儿脑白质损伤的诊断性能。结果最终精选出5个影像特征构建超声影像组学模型, 训练集与验证集影像组学模型的敏感性、特异性、准...     

超声心动图心尖四腔心切面图像质量智能评分研究

目的探讨基于深度学习的多尺度图像质量评价Transformer网络（MUSIQ）对超声心动图质量智能评分的可行性。 方法选取2021年12月至2022年4月在四川省人民医院完成超声心动图检查的457例受检者的心尖四腔心切面动态图像（共70 181帧）。由2位高年资专科医师根据图像切面质量,将图像标注为0分（极差）~5（优秀）分,所有图像按照8∶1∶1的方式划分为训练集、验证集和测试集。然后采用MUSIQ模型进行网络训练和验证,并选取在验证集上综合性能表现最好的模型作为最终模型。将测试集中MUSIQ模型预测分数与专业医师所标注的分数进行比较,以精确率、召回率、F1分数对模型的诊断性能进行评价。 结果模型预测结果在0~5分的精确率平均为0.941,召回率平均为0.941;F1分数平均为0.941,均处于较高值范围。同时,当图像大小为600×800时模型在GPU上的单帧推理时间为18 ms,满足实时部署要求。 结论基于深度学习的MUSIQ网络对心尖四腔心切面图像质量智能评分结果与超声医师人工打分结果一致性较高,具有较高的可行性;同时由于该方法对心尖四腔心切面没有做任何前置假设,原理上可以推广到任何标准超声切面,有利于实现超声图像质量智能化评估的标准化和规范化。     

胎儿心脏超声解剖教学标本的制作

目的 制作系统的、与心脏超声切面一致的胎儿心脏解剖教学标本.方法 引产前对10胎进行心脏超声检查,并存储图像.引产后按照不同超声切面对尸体心脏标本进行切割,并与超声图像对照.结果 成功获得胎儿尸体心脏的心尖四腔心切面、左心室流出道切面、三血管切面及主动脉弓解剖标本,并获得其他分别清晰显示左、右心房、卵圆孔、左、右心室、主动脉、肺动脉、动脉导管等重要解剖结构的教学标本.结论 胎儿心脏超声解剖标本的研究与制作有助于超声专业初学者形象化理解超声影像特点,有利于进一步提高胎儿心脏超声检查的敏感度和准确度.     

超声诊断胎儿单脐动脉合并心血管畸形的价值

目的 探讨超声诊断胎儿单脐动脉合并心血管畸形的价值.方法 35例单脐动脉胎儿行超声心动图检查,于胎儿腹部横切面、胸腔横切面、四腔心切面、左室流出道切面、右室流出道切面、主动脉弓及动脉导管弓切面、三血管(气管)切面及静脉切面全面探查胎儿心脏结构.结果 单纯性单脐动脉即心脏结构完全正常28例;合并胎儿心脏结构异常7例,其中有明显血流动力学意义的严重畸形4例;无明显血流动力学意义的轻度异常3例.结论 产前诊断为单脐动脉的胎儿应进行胎儿心脏超声检查,做出明确诊断.     

11例胎儿完全性血管环的超声图像分析

目的分析胎儿完全性血管环的超声图像特征,探讨产前超声诊断胎儿完全性血管环的应用价值。方法对11例经引产后尸检或产后超声心动图证实的胎儿完全性血管环的超声声像图特点进行分析与总结。结果 11例完全性血管环中8例为右位主动脉弓伴左锁骨下动脉迷走、左位动脉导管,3例为双主动脉弓伴左弓发育不良。声像图表现为三血管-气管切面显示8例主动脉弓走行于气管右侧,与左位动脉导管在气管后方交汇,呈"U"形动脉环包绕气管;3例主动脉弓在气管前呈"Y"形分支走行在气管两侧并在气管后方汇合,构成"O"形动脉环包绕气管。结论产前超声诊断胎儿完全性血管环有很好的临床应用价值,三血管-气管切面是诊断的重要切面。     

胎儿右位主动脉弓产前超声诊断、妊娠结局及漏误诊分析

目的探讨并总结胎儿右位主动脉弓（RAA）超声图像特征、鉴别诊断方法,分析其漏误诊原因,提高胎儿RAA产前超声诊断准确率。 方法选取2014年1月至2017年12月黑龙江省哈尔滨市红十字中心医院31例经产后小儿超声心动图检查、手术或引产后尸体解剖病理证实的胎儿RAA病例,总结胎儿RAA及其合并圆锥动脉干畸形产前超声图像特征、鉴别诊断方法,分析其漏误诊原因并随访其妊娠结局。应用胎儿心脏标准超声切面的灰阶和彩色多普勒血流成像,进行胎儿心脏系统超声检查。当三血管气管切面（3VT）发现主动脉弓位于气管右侧时,再获取气管及其分支冠状切面进一步明确主动脉弓、动脉导管弓与气管的位置关系。 结果产前超声诊断41例胎儿RAA,活产20例,引产15例,失访6例;产后证实31例,产前超声正确诊断25例（25/31,80.65%）,漏误诊6例（6/31,19.35%）。2例左位主动脉弓产前超声均未获取胎儿气管及其分支冠状切面,在3VT切面将支气管横断面误认为气管横断面而误诊为RAA,2例RAA伴左锁骨下动脉迷走（ALSA）左位动脉导管（LDA）,将左颈总动脉误认为发育不良的左弓而误诊为双主动脉弓（DAA）,2例RAA合并心脏圆锥动脉干畸形产前超声漏诊RAA。31例胎儿RAA在3VT切面显示主动脉弓位于气管右侧,不同类型的胎儿RAA在3VT切面形成血管环或无血管环。胎儿RAA合并圆锥动脉干畸形在3VT切面和气管及其分支冠状切面有不同超声表现。20例活产胎儿中13例孤立性RAA、2例合并永存左上腔、1例合并2~3腰椎椎体融合、2例合并室间隔缺损手术治疗、最大年龄随访至3岁半,无呼吸道消化道压迫症状,小儿状态良好。1例IDD型矫正型大动脉转位并RAA,未经手术治疗,目前小儿11个月,状态良好。1例合并食道闭锁产后14 d新生儿死亡。6例行胎儿染色体核型检查,5例染色体核型正常,1例合并心内外严重多发畸形胎儿染色体核型检查为18-三体。 结论3VT切面是诊断胎儿RAA的主要切面,联合应用气管及其分支冠状切面可提高产前超声诊断准确率。单纯性RAA多数预后好、RAA合并严重心内外畸形预后与其合并畸形严重程度有关。     

先天性心脏大动脉畸形的产前超声诊断线索

目的探讨先天性心脏大动脉畸形的产前超声诊断线索、检测技巧及临床意义,提高此类畸形的产前检出率。方法对16200例受检胎儿均采取胎儿心脏四腔心切面加胎儿头侧偏转法快速筛查胎儿心脏畸形,对疑有胎儿心脏畸形者获取左右心室流出道及主、肺动脉长轴切面、主动脉弓切面、大动脉短轴切面、动脉导管弓切面、三血管平面、三血管气管平面观察大动脉的排列关系、内径、血管数目、内部血流的彩色多普勒及频谱多普勒情况。结果产前共诊断累及大动脉的各种胎儿先天性心脏畸形94例,包括大动脉的内径异常55例,血管排列关系异常25例,血管数目异常19例,大动脉相对气管位置关系异常2例,血流方向及性质异常53例。结论大动脉起始部的平行排列,内径异常,数目异常及相对气管的位置关系异常,内部血流异常均是胎儿先天性大动脉畸形的产前超声诊断线索和依据。     

产前超声检查对胎儿心脏大动脉畸形的诊断价值

目的 探讨胎儿心脏大动脉畸形产前超声诊断的操作技巧,提高产前超声诊断符合率.方法 回顾分析我院诊断并经产后证实的20例心脏大动脉畸形胎儿的超声图像,总结不同类型大动脉畸形的声像图特征.结果 20例心脏大动脉畸形胎儿均经产后新生儿超声心动图检查或引产后尸体解剖证实,大动脉畸形在三血管气管(3VT)切面上均呈阳性特征,分别表现为大动脉内径异常10例,包括肺动脉狭窄7例,主动脉狭窄1例,主动脉弓离断1例及主动脉弓缩窄1例;永存动脉干4例;大动脉交叉关系消失5例,包括右室双出口3例,大动脉转位2例;右位主动脉弓1例.17例胎儿合并心内其他结构异常.结论 3VT切面是诊断胎儿心脏大动脉异常敏感且有效的切面,其他切面可作为诊断和鉴别诊断的辅助切面.     

早孕期胎儿复杂先天性心脏病的超声诊断

目的探讨妊娠11～13+6周超声对检测胎儿先天性心脏病诊断准确性, 并评估其预后。方法前瞻性选取2015年1月至2022年12月于广西壮族自治区妇幼保健院进行超声检查的11～13+6周胎儿, 利用规范化超声切面对胎儿进行检查, 对可疑先天性心脏病胎儿尽量完善心脏超声检查切面, 随访后续超声检查结果、产前诊断、病理解剖及妊娠结局。结果 72 242例混合风险胎儿共检出先天性心脏病539例, 早孕期发生率为0.75%(539/72 242), 软指标阳性胎儿先天性心脏病发生率9.20%(287/3 118), 胎儿多发畸形先天性心脏病发生率16.22%(235/1 449)。复杂先天性心脏病诊断符合率97.42%。对于复杂先天性心脏病, 早孕期超声的敏感性90.41%, 特异性99.98%, 假阳性率0.02%, 假阴性率9.59%, 结合本研究结果推荐复杂先天性心脏病异常切面模式图。252例行染色微阵列或基因测序, 42.46%(107/252)阳性。结论规范化超声检查对早孕期胎儿先天性心脏病有较高的检出率, 声束对心脏的横向扫描可以显著提高心脏切面灰阶图像的显示, 参照心脏切面模式图,...     

复杂畸形胎儿心脏超声解剖教学标本的制作与实践

目的 将临床确诊并引产的复杂畸形胎儿心脏制作成与心脏超声切面观一致的解剖教学标本,并应用于超声心动图教学.方法 分别对10例引产胎儿心脏按照不同超声切面观进行切割,与超声图像对照.结果 获得5例单心室(2例伴主动脉弓离断)、4例右室双出口并肺动脉发育不良、1例左室发育不良伴主动脉重度缩窄等复杂畸形胎儿心脏对照超声的解剖标本.心尖长轴观、三血管切面以及主动脉弓长轴观为超声诊断与教学的典型切面.结论 通过对复杂畸形胎儿心脏超声解剖标本的研究与制作,有助于超声专业初学者熟练掌握复杂畸形胎儿心脏各个部位解剖结构,形象化理解超声影像特点,有利于进一步提高复杂畸形胎儿心脏超声检查的准确性.