基于超声影像的三维重建技术及超声评估方程的研究

摘要

超声检查是胎儿生长发育健康监测的主要手段之一，是基于超声生物测量值来判断胎儿生长健康状态。它是一种最常规的方式，起源于上个世纪40年代。超声常规检查具有无创伤、操作简便、无痛苦、无电离辐射、可多次重复、能及时获得结论、应用广泛、无特殊禁忌证等优点，深受医生和病人的欢迎。在监测胎儿生长发育过程中，超声医师将测量出的超声生物测量值应用在超声仪器内嵌的胎儿生长发育标准中，进而判断出胎儿生长发育的健康状态。　　在超声医师进行测量的过程中，就发现超声图像不清晰，羊水、粪胎等杂质容易影响医师的判断，胎盘的遮挡也容易导致排畸过程不全面，这样就可能导致很多假阳性、假阴性案例的出现。更进一步，超声医师在判断胎儿是否健康的过程中，参考的是超声仪器内嵌的方程，主要包括胎儿孕龄判断、体重估算、胎儿生长标准。在此过程中超声医师也提到，这些参考方程实用性很差，使用超声仪器内嵌的标准来判断胎儿生长发育健康状态，就很可能出现误判的情况，导致胎儿的过量治疗或者停止治疗，给病人及其家庭在心理上带来巨大压力和经济的损失。在这样的情况下，对医生和患者来说都是不友善的，极容易造成医患关系的紧张。这些参考方程的不适用性可能就是民族、地域、社会经济等问题造成的，以及参考方程过于陈旧也可能是原因之一。　　为了解决超声仪器成像不清晰，超声检查不全面的问题，我们研究出可一套超声三维重构技术，可基于超声仪器中输出的DICOM（医学数字成像和通信）文件，以等比例重构出器官模型，再用MIMICS进行自动化测量，以得到更精确的测量值。图像处理技术和三维影像重构技术的运用可以将医学影像数据的真实感官效果清晰地展示给诊断医师，使其可以对患者的病灶部位进行多方位、多层次的观察，从而减少主观臆断和临床经验不足的影响。通过超声医学影像处理和三维重构技术还可以辅助医生对病人的病灶部位进行定性和准确的定量分析，进而将医学影像设备输出的数据的利用价值发挥到最大程度，以及提高诊断的准确性。　　通过胎儿健康精准数字化筛查项目（The Precise and digital screening of fetal health(PDSFH)），本研究设计前瞻性实验，收集了大量的临床超声数据，通过多种统计、模拟方法，建立了胎儿胎龄预估方程、胎儿体重预估方程、在孕前通过胎儿股骨判断胎儿健康状态、胎儿生长发育健康标准。在后面，这些方程统称为PDSFH方程。这些标准及方程都是建立在同一民族的基础上而且具有庞大的样本量，超声医师也均经过专业的训练，这些都保证了所建方程的可靠性。使用我们所建的新方程有可能减少不必要的产科干预，并降低发病率及节省成本。鉴于中国每年的大量出生人数和干预率都处于高位，这项研究的发现可能对儿童健康及人口发展质量产生重要影响。

目录

1 绪 论

1.1 超声影像的发展与限制

1.2 胎儿超声检查的研究现状

1.2.1 估算胎龄

1.2.2 估算胎儿体重

1.2.3 孕前通过父母亲因素判断胎儿股骨健康状态

1.2.4 胎儿生长发育标准

1.3 本文研究的主要内容和创新之处

1.3.1 本文研究的主要内容

1.3.2 本文研究的创新之处

2 数据收集与分析

2.1 超声仪器设备及操作标准

2.2 收集数据方法及标准

2.3 数据统计与分析

2.3.1 估算胎龄

2.3.2 估算胎儿体重

2.3.3 在孕前通过父母亲因素预测胎儿股骨状态

2.3.4 建立中国地区胎儿生长发育标准

3 结果分析与讨论

3.1 超声影像三维重建技术

3.2 在中国使用胎儿生物测量值估算胎龄

3.2.1 结果

3.2.2 讨论

3.3 在中国建立实用性更强的估算体重方程

3.3.1 结果

3.3.2 讨论

3.4 在孕前通过父母亲因素预测胎儿股骨状态

3.4.1 结果

3.4.2 讨论

3.5 建立中国地区胎儿生长发育标准

3.5.1 结果

3.5.2 讨论

4 总结与展望

参考文献

附 录

A．作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录

B．学位论文数据集

致谢