本发明涉及超声图像处理，具体为一种盆底超声图像处理方法及系统。
背景技术：
1、女性盆底功能障碍性疾病是一组涉及盆底肌肉群功能异常的疾病，严重影响患者的生活质量，及早的识别和治疗可以帮助缓解症状。女性盆底肌主要由肛提肌组成，其中肛提肌裂孔的面积、前后径等测量参数可为临床诊断盆腔脏器脱垂提供重要的依据。
2、而在目前的盆底超声检查项目中，医生使用容积探头获取三维盆底超声容积数据，手动寻找肛提肌裂孔平面，进行肛提肌裂孔相关数据测量。由于不同地区超声医生的手法不同，及对三维空间的理解差异，导致无法确保患者盆底肛提肌切面的准确性，并且，在现有的超声检查项目中，单一地进行肛提肌裂孔关键点检测，在寻找肛提肌切面时不能充分利用患者三维盆底容积数据，无法确保最终标注识别结果准确性与辅助医生进行诊疗时的适用性。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种盆底超声图像处理方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
3、一种盆底超声图像处理方法，所述方法分为以下步骤：
4、步骤s100：利用肛提肌裂孔三维关键点检测及耻骨直肠肌三维分割构建多任务网络模型进行训练；
5、步骤s200：使用平均径向误差和成功检测率作为所述多任务网络模型肛提肌裂孔三维关键点检测任务分支性能评估标准；
6、步骤s300：使用容积探头采集待检患者三维盆底超声数据，使用模型对超声图像进行标注，输出肛提肌裂孔三维关键点检测结果；
7、步骤s400：根据三维关键点检测结果进行角度变换，对容积数据进行渲染获取患者盆底超声图像。
8、步骤s100中，选取耻骨联合后下缘点、耻骨直肠肌底部前缘点、尿道中心点、左侧肛提肌附着点、右侧肛提肌附着点作为关键解剖点构建肛提肌裂孔三维关键点检测任务分支，再设定耻骨直肠肌三维分割任务分支，构建肛提肌裂孔三维关键点检测及耻骨直肠肌三维分割的多任务网络模型进行训练；通过构建多任务分支，从不同的解剖学方向进行模型训练，充分利用患者的三维盆底容积数据，提高模型检测结果的精确性；
9、在所述的多任务网络模型中，两个任务分支各自均使用类unet网络结构，且共用编码器；在解码阶段，耻骨直肠肌三维分割任务分支中解码器与编码器采用多级级联结构，肛提肌裂孔三维关键点检测任务分支中，通过耻骨直肠肌三维分割任务分支与肛提肌裂孔三维关键点检测任务分支的特征层进行注意力机制计算，使用耻骨直肠肌三维分割任务分支所获取的特征信息进行补充，进而获得图像中各关键点的热图；在肛提肌裂孔三维关键点检测分支与耻骨直肠肌三维分割任务分支中，充分发挥两侧分支数据的解剖学关联性，引入注意力机制计算，实现检测数据进一步的共享补充，进一步提高结果数据的精确性；
10、其中，注意力机制计算中，耻骨直肠肌三维分割任务分支特征图经一次上采样后与肛提肌裂孔三维关键点检测任务分支特征图进行逐像素相加，经卷积与激活函数后，将注意力系数约束于[0,1],进而使用注意力系数与肛提肌裂孔三维关键点检测任务分支特征图谱逐像素相乘生成获取注意力图谱；
11、在耻骨直肠肌三维分割任务分支中，设定分割任务分支的损失函数其中，ldice为分割任务分支的损失函数，x为模型预测分割结果二值图，y为真实标注分割结果二值图，∈为非零常数；
12、在肛提肌裂孔三维关键点检测任务分支中，设定损失函数其中，n为关键点数量，x为关键点热图的预测值，y为关键点真实值；在不同的任务分支中设定不同的损失函数进行检测参数约束，细化两侧检测数据模型训练，从而提高最终超声数据检测结果的精确性；
13、超声医生对数据中的超声图像进行关键点标注构建模型训练集，从而对所述多任务网络模型进行训练。
14、步骤s200中，所述多任务网络模型肛提肌裂孔三维关键点检测任务分支性能评估中，使用平均径向误差和成功检测率作为评估标准；
15、计算肛提肌裂孔三维关键点检测任务分支中所有关键点的预测坐标平均径向误差，根据公式：
16、
17、其中，mre为所有关键点的预测坐标平均径向误差，i为关键点编号，n为关键点数量，δxi、δyi、δz为第i个关键点预测坐标和真实坐标在x轴、y轴及z轴上的绝对差值；
18、使用肛提肌裂孔三维关键点检测任务分支进行单任务分支模型训练，并获取单任务分支模型所有关键点预测坐标平均径向误差mresingle；
19、对肛提肌裂孔三维关键点检测任务分支进行性能评估时，当mre<mresingle，判定模型肛提肌裂孔三维关键点检测数据结果可信，性能评估结果好；当mre≥mresingle，判定模型肛提肌裂孔三维关键点检测数据结果不可信，性能评估结果差；
20、计算肛提肌裂孔三维关键点检测任务分支中所有关键点成功检测率，根据公式：
21、
22、其中，sdr为肛提肌裂孔三维关键点检测任务分支中所有关键点成功检测率，nacc为准确预测的关键点数量，nall为关键点总数量；对于关键点准确预测的判定，设置关键点坐标距离阈值d0；当关键点预测坐标与真实坐标欧几里德距离大于d0，判定当前关键点预测不准确；当关键点预测坐标与真实坐标欧几里德距离小于等于d0，判定当前关键点预测准确；
23、使用肛提肌裂孔三维关键点检测任务分支进行单任务分支模型训练，并获取单任务分支模型所有关键点成功检测率sdrsingle；
24、对肛提肌裂孔三维关键点检测任务分支进行性能评估时，当sdr>sdrsingle时，判定模型肛提肌裂孔三维关键点检测数据结果可信，性能评估结果好；当sdr≤sdrsingle，判定模型肛提肌裂孔三维关键点检测数据结果不可信，性能评估结果差；
25、当同时获取到两种检验标准的模型肛提肌裂孔三维关键点检测数据结果可信，性能评估结果好反馈时，判定模型通过性能评估，当存在一种检验标准的模型肛提肌裂孔三维关键点检测数据结果不可信，性能评估结果差反馈时，判定模型未通过性能评估。
26、采用多种不同的标准进行性能评估检验，真实反映模型检测结果的可信度，确保在辅助医生进行诊疗时能提供更为真实可靠的三维盆底超声图像。
27、上述方案步骤s300中，使用容积探头采集待检患者三维盆底超声数据，通过所述多任务网络模型对超声数据进行肛提肌裂孔三维关键点检测及耻骨直肠肌三维分割，获得所述耻骨联合后下缘点、耻骨直肠肌底部前缘点、尿道中心点、左侧肛提肌附着点、右侧肛提肌附着点预测结果，根据耻骨联合后下缘点和耻骨直肠肌底部前缘点连线，利用超声断层成像技术，得到肛提肌裂孔平面。
28、上述方案步骤s400中，获取模型预测的超声图像中五个关键点坐标，选取其中任意三个关键点计算所确定的平面α，进而计算平面α的法向量nα，得到nα与x轴、y轴及z轴的夹角θx、θy、θz，将三维超声数据按各方向角度进行旋转，选取切片厚度并对检测区域进行三维渲染成像。
29、应用上述方案中一种盆底超声图像处理方法的一种盆底超声图像处理系统，所述系统包括数据采集单元、模型训练模块、超声数据处理模块；
30、所述数据采集单元使用容积探头采集待检患者三维盆底超声数据；所述模型训练模块根据人体盆底解剖学构建肛提肌裂孔三维关键点检测及耻骨直肠肌三维分割的多任务网络模型，再根据超声医生预标注数据集进行模型训练，并对模型各任务分支数据预测结果进行性能评估；所述超声数据处理模块使用多任务网络模型对患者三维盆底超声数据进行关键点标注，并根据标注结果进行超声成像。
31、所述模型训练模块包括任务构建单元、模型训练单元、性能评估单元；所述任务构建单元输出端与所述模型训练单元输入端相连接；所述模型训练单元输出端与所述超声数据处理模块及所述性能评估单元输入端相连接；
32、所述任务构建单元选取人体盆底关键解剖点构建肛提肌裂孔三维关键点检测任务分支，再设定耻骨直肠肌三维分割任务分支构建多任务网络模型进行训练；所述模型训练单元使用超声医生预标注超声数据集进行模型训练；所述性能评估单元对模型各任务分支数据预测结果进行性能评估。
33、所述超声数据处理模块包括关键点标注单元、超声成像单元；所述关键点标注单元输入端与所述数据采集单元及所述模型训练模块输出端相连接；所述超声成像单元输入端与所述关键点标注单元输出端相连接；
34、所述关键点标注单元使用训练的多任务网络模型对待检患者超声数据进行关键点预测并标注；所述超声成像单元根据预测的关键点坐标对超声数据进行三维渲染，获取盆底渲染图像。
35、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
36、本发明采用多任务分支的网络模型，构建肛提肌裂孔三维关键点检测任务分支及耻骨直肠肌三维分割任务分支，充分利用患者三维盆底容积数据，通过设定不同的损失函数对不同的任务分支进行检测参数约束，提高模型数据结果精确性与鲁棒性；在检测模型中，引入注意力机制计算，分析不同任务分支数据间关联性，共享互补所获取的数据，进一步提高模型数据精确性；而在模型中训练参数一致，在进行超声检测项目时，自动识别关键点与关键部位，统一超声检测标准，大大提高不同地区之间超声结果的适用性，减轻医生手动识别与异地结果二次识别的负担。
1.一种盆底超声图像处理方法，其特征在于，包括以下分析步骤：
2.根据权利要求1所述的一种盆底超声图像处理方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种盆底超声图像处理方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种盆底超声图像处理方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的一种盆底超声图像处理方法，其特征在于：
6.应用权利要求1-5中任一项所述的一种盆底超声图像处理方法的一种盆底超声图像处理系统，其特征在于：所述系统包括数据采集单元、模型训练模块、超声数据处理模块；
7.根据权利要求6所述的一种盆底超声图像处理系统，其特征在于：所述模型训练模块包括任务构建单元、模型训练单元、性能评估单元；
8.根据权利要求6所述的一种盆底超声图像处理系统，其特征在于：所述超声数据处理模块包括关键点标注单元、超声成像单元；
