基于多光谱成像的胎盘缺损检测方法、装置、设备及介质与流程

本发明涉及医学图像处理，尤其涉及一种基于多光谱成像的胎盘缺损检测方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、胎盘是妊娠期间母体与胎儿间物质交换的核心器官，自然分娩或剖宫产时需完整娩出，部分胎盘组织残留宫腔是晚期产后出血的主要诱因，其整体发生率约0.5%–3%，在前置胎盘、有多次刮宫史的高危产妇中还会显著升高。为此，相关妇产科学专著及国际产科指南均明确，胎盘娩出后需立即检查其完整性，重点观察面向子宫壁的母体面，正常母体面由15–20个胎盘小叶构成，呈暗红色粗糙颗粒状，小叶缺失会表现为局部光滑凹陷，提示该区域可能仍附着于宫壁。

2、目前，全球范围内对胎盘完整性的检查仍完全依赖人工操作，助产士将胎盘平铺后，通过触摸结合肉眼观察判断是否存在缺损，该方法无需仪器、成本低廉，却存在诸多根本性局限。人工检查的结果受操作者经验影响极大，对小型缺损的识别灵敏度低，也无法对缺损情况进行量化描述，同时检查过程无客观图像和数据记录，且在急产、多胎分娩等高压临床场景中，检查流程易被简化，不同人员的判定标准也缺乏统一性，后续若发生产后出血，也无法回溯胎盘娩出时的真实状态。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于多光谱成像的胎盘缺损检测方法、装置、设备及介质，旨在实现胎盘完整性检查的客观化与自动化，有效解决了现有胎盘完整性检查中因依赖人工操作而导致的可靠性低、效率差、风险高等问题。

2、本发明第一方面提供了一种基于多光谱成像的胎盘缺损检测方法，包括：获取胎盘的rgb图像和红外图像，基于所述rgb图像和所述红外图像生成目标融合图像；调用预训练的语义分割模型对所述目标融合图像进行语义分割处理，得到胎盘母体面区域图像；对所述胎盘母体面区域图像进行缺损识别处理，得到二值缺损掩码；基于所述红外图像构建高度图；基于所述二值缺损掩码和所述高度图确定胎盘的缺损区域，并对所述缺损区域进行可视化处理，得到检测报告。

3、可选的，在本发明第一方面的第一种实现方式中，所述基于所述rgb图像和所述红外图像生成目标融合图像，包括：采用图像配准算法对所述rgb图像和所述红外图像进行空间对齐处理，得到双通道对齐图像；采用通道拼接融合算法对所述双通道对齐图像进行特征融合，得到初始融合图像；采用滤波算法对所述初始融合图像进行降噪处理，得到降噪融合图像；采用直方图均衡化算法对所述降噪融合图像进行对比度增强处理，得到所述目标融合图像。

4、可选的，在本发明第一方面的第二种实现方式中，所述语义分割模型包括编码器模块、解码器模块和掩码生成模块，所述编码器模块、所述解码器模块和所述掩码生成模块依次连接，所述调用预训练的语义分割模型对所述目标融合图像进行语义分割处理，得到胎盘母体面区域图像，包括：基于所述编码器模块对所述目标融合图像进行多尺度下采样特征提取处理，得到压缩语义特征图；基于所述解码器模块对所述压缩语义特征图进行特征融合处理，得到高分辨率特征图；基于所述掩码生成模块对所述高分辨率特征图进行二值化区域提取处理，得到所述胎盘母体面区域图像。

5、可选的，在本发明第一方面的第三种实现方式中，所述对所述胎盘母体面区域图像进行缺损识别处理，得到二值缺损掩码，包括：获取所述胎盘母体面区域图像的所有像素点、预定义的均值计算函数、预定义的标准差计算函数、预设的灰度均值阈值和预设的纹理标准差阈值；分别以每个所述像素点为中心，获取多个预设尺寸的邻域窗口；基于预定义的均值计算函数计算每个所述邻域窗口的局部灰度均值；基于预定义的标准差计算函数计算每个所述邻域窗口的局部灰度标准差；将每个所述局部灰度均值分别与所述灰度均值阈值进行对比，以及将每个所述局部灰度标准差分别与所述纹理标准差阈值进行对比；将所述局部灰度均值小于所述灰度均值阈值，且所述局部灰度标准差小于所述纹理标准差阈值的像素点判定为缺损点，并基于所述缺损点生成所述二值缺损掩码。

6、可选的，在本发明第一方面的第四种实现方式中，所述基于所述缺损点生成所述二值缺损掩码，包括：采用像素级赋值算法基于所述缺损点生成二值图；采用形态学开运算算法对所述二值图进行开运算处理，得到净化二值图；采用形态学闭运算算法对所述净化二值图进行闭运算处理，得到平滑二值图；采用连通域筛选算法对所述平滑二值图进行连通域分析处理，得到所述二值缺损掩码。

7、可选的，在本发明第一方面的第五种实现方式中，所述基于所述红外图像构建高度图，包括：获取预设的反射率、预定义的映射函数和预定义的托盘平面高度基准参数；基于所述反射率和所述红外图像构建朗伯反射模型，并基于所述朗伯反射模型计算胎盘表面法向量；采用所述映射函数根据所述胎盘表面法向量计算胎盘表面梯度场；采用积分算法对所述胎盘表面梯度场进行积分计算，得到胎盘表面高度图；根据所述托盘平面高度基准参数对所述胎盘表面高度图进行全局校准处理，得到所述高度图。

8、可选的，在本发明第一方面的第六种实现方式中，所述基于所述二值缺损掩码和所述高度图确定胎盘的缺损区域，包括：获取预设的托盘中心坐标、标准高度均值以及所述二值缺损掩码中与每个缺损点对应的缺损高度值；将每个所述缺损高度值与所述标准高度均值的差值定义为对应的缺损点的凹陷深度，得到多个凹陷深度，并基于多个所述凹陷深度确定最大凹陷深度和平均凹陷深度；基于所述二值缺损掩码计算几何质心坐标，并基于所述几何质心坐标和所述托盘中心坐标之间的距离和角度确定空间位置信息；基于所述最大凹陷深度、平均凹陷深度和所述空间位置信息确定所述缺损区域。

9、本发明第二方面提供了一种基于多光谱成像的胎盘缺损检测装置，包括：图像融合模块：用于获取胎盘的rgb图像和红外图像，基于所述rgb图像和所述红外图像生成目标融合图像；语义分割模块：用于调用预训练的语义分割模型对所述目标融合图像进行语义分割处理，得到胎盘母体面区域图像；缺损识别模块：用于对所述胎盘母体面区域图像进行缺损识别处理，得到二值缺损掩码；高度图构建模块：用于基于所述红外图像构建高度图；缺损区域确定模块：用于基于所述二值缺损掩码和所述高度图确定胎盘的缺损区域，并对所述缺损区域进行可视化处理，得到检测报告。

10、本发明第三方面提供了一种基于多光谱成像的胎盘缺损检测设备，所述基于多光谱成像的胎盘缺损检测设备包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令；至少一个所述处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述基于多光谱成像的胎盘缺损检测设备执行上述任一项所述的基于多光谱成像的胎盘缺损检测方法的各个步骤。

11、本发明的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，所述指令被处理器执行时实现上述任一项所述基于多光谱成像的胎盘缺损检测方法的各个步骤。

12、本发明的技术方案中，首先获取胎盘的rgb图像和红外图像，基于rgb图像和红外图像生成目标融合图像，然后调用预训练的语义分割模型对目标融合图像进行语义分割处理，得到胎盘母体面区域图像，对胎盘母体面区域图像进行缺损识别处理，得到二值缺损掩码，基于红外图像构建高度图，最后基于二值缺损掩码和所述高度图确定胎盘的缺损区域，并对缺损区域进行可视化处理，得到检测报告，旨在实现胎盘完整性检查的客观化与自动化，有效解决了现有胎盘完整性检查中因依赖人工操作而导致的可靠性低、效率差、风险高等问题。