Pose-GuideNet：基于姿态估计的胎儿头部超声自动扫描引导

从二维横截面视图进行三维姿态估计使医疗专业人员能够在三维空间中导航，此类技术启动了许多图像引导放射学应用中的自动引导。在这项工作中，我们研究了如何从自由手持二维超声扫描估计胎儿三维姿态，以引导超声医师定位头部标准切面。胎儿头部姿态由提出的Pose-GuideNet估计，这是一种新颖的二维/三维配准方法，将自由手持二维超声与三维解剖图谱对齐，无需获取三维超声。为了促进二维到三维的跨维投影，我们利用图谱中的先验知识将标准切面框架与自由手持扫描对齐。进一步提出了一种语义感知的对比学习方法来根据解剖相似性对齐偏离标准切面的帧。在实验中，我们通过比较估计姿态到标准切面的变换与相应的探头运动（反映了三维解剖中的实际视图变化），增强了对自由手持图像定位的现有评估。两个临床头部生物测量任务的广泛结果表明，Pose-GuideNet不仅准确预测姿态，而且成功预测胎儿头部的方向。探头运动的评估进一步证明了在无传感器环境中采用Pose-GuideNet进行自由手持超声辅助导航的可行性。