基于边缘检测的快速超声膀胱容积测量算法

摘要：阐述了基于边缘检测的超声膀胱容积测量算法。通过超声膀胱测容仪的三维超声探头对膀胱沿轴向作180度扫描，获取12张不同截面的膀胱超声图像，对该组超声图像经图像预处理后进行边缘检测构造出膀胱的三维模型，并运用空间立体体积的积分法快速估算出膀胱的容积。该算法已经运用于超声膀胱测容仪PBSV3.1上，在临床实验中平均误差在12%以内。

关键词：边缘检测；膀胱；容积测量；三维超声扫描

中图分类号：TP391

0引言

膀胱容积是泌尿科临床应用的重要参数，反映的是膀胱内的尿量。对于泌尿系统来说，膀胱残余尿液容积和充盈尿液容积的测量结果，常作为诊断病例的重要依据[1]。临床上采用无创的超声法测定膀胱尿量。

最早的研究是应用简单的A型超声成像技术（A超）测量膀胱的残余尿量[2]，但是，通过A超（一维）测量出的膀胱前后壁的距离与真实的膀胱存在较大的差异，故该方法测量误差比较大。

随后出现的另一种方法是采用腹部B超对膀胱进行二维扫描，获得膀胱的截面积，根据仪器内置的球体体积测量公式计算出膀胱容积[3]，这种方法的测量结果不稳定，而且精度不高，最大误差可超过实际值的40%，很难满足临床需要。

继腹部B超之后，三维超声膀胱测容技术逐渐应用于泌尿科临床[4-6]。该技术仍然用B型超声模式扫描膀胱截面，通过三维超声探头对膀胱沿轴向作180°扫描，获取膀胱的12个不同截面的超声图像，形成一个膀胱三维模型，最后，根据拟球法计算该三维模型的容积[7-8]。虽然该方法是当前临床上广为采用的膀胱容积测定方法，但是该方法测量结果受膀胱形状、大小及残余尿量的影响较大，如果膀胱是一个圆球，则测量结果会误差较小。但膀胱只有在充盈时才接近圆球，非充盈状态类似椭圆。对于女性，由于膀胱受到子宫挤压，会变成非规则形状，故测定结果误差较大，平均误差达到20%。

综上所述，超声法测定残余尿量目前尚无一个理想的计算模型，根据临床需求，提出了一种基于膀胱超声图像边缘检测的容积测量模型。该算法实现简单，已经在一款超声膀胱测容仪上得到运用，在临床诊断中能够将平均测量误差控制在12%以内。