[發明專利]兒童股骨頭旋轉中心檢測方法

有效

• 申請號: 202010195907.3
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111429417B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 廖勝輝;蔣義勇;韓付昌;申鍇鑌;鄒忠全;溫小斌;劉姝;趙于前
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06N20/00
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠;米中業

本發明公開了一種兒童股骨頭旋轉中心檢測方法，包括獲取并選擇兒童雙側髖關節X線圖像、標注標志點、X軸和Y軸并測量髖關節指標；處理髖關節指標得到樣本數據并設定權重；將數據分為訓練集和測試集，采用訓練集對檢測模型進行訓練、采用測試集進行檢測得到最終的兒童股骨頭旋轉中心檢測模型；采用最終的兒童股骨頭旋轉中心檢測模型對待檢測兒童的雙側髖關節X線圖像進行股骨頭旋轉中心的檢測。本發明方法能夠快速準確對兒童股骨頭旋轉中心進行檢測，而且訓練速度快，穩定性強，實用效果較好。

技術領域

本發明屬于圖像處理領域，具體涉及一種兒童股骨頭旋轉中心檢測方法。

背景技術

隨著經濟技術的發展和智能時代的到來，圖像處理技術和人工智能技術正在廣泛應用于健康檢查和醫療領域，給人們帶來了無盡的便利。

發育性髖關節發育不良(developmental?dysplasia?of?the?hip，DDH)，又稱發育性髖關節脫位，是臨床上常見的兒童髖關節疾病，通常包括髖臼發育不良、股骨頭半脫位和股骨頭全脫位等。頭臼同心(即，股骨頭旋轉中心與髖臼中心保持同心圓關系)是髖關節發育的先決條件，而DDH患兒由于頭臼喪失同心圓關系，從而導致一系列髖關節形態學變化。

在定義DDH及其嚴重程度的參數指標有，髖臼指數、Perkin象限、中心邊緣角、Shenton氏線、髖臼覆蓋度等，其中最重要的一個是中心邊緣角(Wiberg’s?center-edgeangle，CEA)，即過股骨頭旋轉中心點的平行于身體軸線的垂線，髖臼外緣與股骨頭旋轉中心點的連線所形成的夾角，用于檢測髖臼與股骨頭的相對位置，這項指標在世界范圍內被廣泛應用于DDH的早期診斷、治療、后期追蹤，其決定性因素就是股骨頭旋轉中心的確切位置。與此同時，DDH的治療目的就是恢復股骨頭與髖臼之間的同心圓關系。因此，準確定位股骨頭旋轉中心的位置，是整個過程中必不可少且最為重要的環節之一。

然而，低齡兒童的股骨頭旋轉中心的位置一直存在爭議。由于低齡兒童的髖關節軟骨成分較多，在其髖關節正位X線圖像上顯示的髖臼弧度遠小于實際弧度。同樣由于股骨頭骨骺骨化不充分、存在較多軟骨的關系，在低齡兒童髖關節正位X線圖像上，股骨頭骨骺骨化不充分，并未形成標準的半圓形，甚至股骨頭骨骺的中心常常偏離股骨頭旋轉中心。在這種情況下，按照以往的方法，以髖關節正位X線圖像上的解剖標志點和解剖經線，或者以股骨頭骨骺的中心位置來定位股骨頭的旋轉中心，并判斷股骨頭和髖臼是否恢復同心圓關系，可能會存在一定的偏差，從而進一步誤導并影響后續的治療決策。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠快速準確對兒童股骨頭旋轉中心進行檢測，而且可靠性高的兒童股骨頭旋轉中心檢測方法。

本發明提供的這種兒童股骨頭旋轉中心檢測方法，包括如下步驟：

S1.獲取兒童的雙側髖關節X線圖像，并選取符合設定標準的X線圖像；

S2.對步驟S1選取的X線圖像標注標志點、X軸和Y軸，并測量設定的髖關節指標；

S3.對步驟S2獲取的髖關節指標進行處理得到樣本數據，并設定權重；

S4.將步驟S3獲取的數據和對應的權重分為訓練集和測試集，并采用訓練集對檢測模型進行訓練，采用測試集對檢測模型進行檢測，從而得到最終的兒童股骨頭旋轉中心檢測模型；

S5.采用步驟S4得到的最終的兒童股骨頭旋轉中心檢測模型，對待檢測兒童的雙側髖關節X線圖像進行股骨頭旋轉中心的檢測。

步驟S1所述的設定標準，具體包括如下標準：

R1.兒童拍攝時平躺仰臥，沒有發生傾斜或旋轉；

R2.雙側髖關節發育正常、無病理改變；

R3.拍攝的X線圖像清晰，且骨盆解剖標志清晰可見；

R4.獲得相關人員的同意和批準。