[發(fā)明專利]一種基于圖像數(shù)據(jù)分析的醫(yī)學(xué)X線片放大率測(cè)量系統(tǒng)及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010522665.4
• 申請(qǐng)日: 2020-06-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111797902A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈陽(yáng);楊斌;王海娟;靳曉輝;杜涵容;陳偉光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安郵電大學(xué);西安紅會(huì)醫(yī)院
• 主分類號(hào): G06K9/62
• 分類號(hào): G06K9/62;G16H30/00;G06F17/16;G06F17/11
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 安麗

1.一種基于圖像數(shù)據(jù)分析的醫(yī)學(xué)X線片放大率測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，包括：PACS系統(tǒng)接口、影像傳輸存儲(chǔ)器、肢片距估計(jì)模型、放大率估計(jì)模型和顯示裝置；

PACS系統(tǒng)接口，接收來(lái)自PACS系統(tǒng)的醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)、測(cè)量被照肢體的影像尺寸；

影像傳輸存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)從PACS接收的影像數(shù)據(jù)；

肢片距估計(jì)模型，將采集到的病患的年齡、體厚、被照肢體的實(shí)際尺寸和在PACS中測(cè)量得到的被照肢體的影像尺寸輸入到肢片距的數(shù)學(xué)模型：

b＝-0.009x₁+1.24x₂-0.043x₃+0.0173x₄中，其中b表示肢片距，x₁、x₂、x₃和x₄分別為病患的年齡、體厚、被照肢體的實(shí)際尺寸和影像尺寸，得到病患的肢片距；利用的放大率計(jì)算公式：其中M表示放大率，S為影像尺寸，G為被照肢體的實(shí)際尺寸，b為肢片距，c為焦距且已知，將在肢片距估計(jì)模型中得到的肢片距進(jìn)行放大率估計(jì)，得到最終的放大率；

顯示裝置，將最終得到的放大率進(jìn)行顯示。

2.一種基于圖像數(shù)據(jù)分析的醫(yī)學(xué)X線片放大率測(cè)量方法，其特征在于，包括步驟如下：

步驟一、采集用于模型訓(xùn)練和測(cè)試的病患的骨盆X線圖像，記錄病患的年齡、性別、體厚、被照肢體的實(shí)際尺寸和影像尺寸，體厚是指被照肢體到攝影床面的距離，將病患的年齡、性別、體厚、被照肢體的實(shí)際尺寸和影像尺寸作為基本數(shù)據(jù)集；

步驟二、將基本數(shù)據(jù)集隨機(jī)分為訓(xùn)練集和驗(yàn)證集兩部分，訓(xùn)練集和驗(yàn)證集的數(shù)據(jù)各占基本數(shù)據(jù)集的50％；

步驟三、對(duì)肢片距與病患的年齡、性別、體厚、被照肢體的實(shí)際尺寸和影像尺寸之間進(jìn)行相關(guān)性分析，采用相關(guān)系數(shù)r衡量因變量肢片距與變量病患的年齡、性別、體厚、被照肢體的實(shí)際尺寸和影像尺寸之間的線性關(guān)系，相關(guān)性分析的過(guò)程中，肢片距與年齡的相關(guān)系數(shù)r＝0.383**，與性別的相關(guān)系數(shù)r＝0.000，與體厚r＝1.000**，與實(shí)際尺寸的相關(guān)系數(shù)r＝0.724**，與影像尺寸的相關(guān)系數(shù)r＝0.677**，**代表顯著性P值小于0.01，即得出變量間相關(guān)顯著的結(jié)論犯錯(cuò)誤的可能性為1％；

步驟四、根據(jù)步驟三可知肢片距與病患的年齡、體厚、被照肢體的實(shí)際尺寸和影像尺寸之間具有相關(guān)性，放大率的計(jì)算公式為:其中S為影像尺寸，G為被照肢體的實(shí)際尺寸，b為肢片距，c為焦距且已知，先得到肢片距，然后由放大率的計(jì)算公式得到放大率，以訓(xùn)練集中的數(shù)據(jù)為樣本，采用基于模型訓(xùn)練的肢片距估計(jì)方法得到肢片距與病患的年齡、體厚、被照肢體的實(shí)際尺寸與影像尺寸之間的數(shù)學(xué)模型：b＝-0.009x₁+1.24x₂-0.043x₃+0.0173x₄，其中b表示肢片距，x₁、x₂、x₃和x₄分別為病患的年齡、體厚、被照肢體的實(shí)際尺寸和影像尺寸，將病患的年齡、體厚、被照肢體的實(shí)際尺寸和影像尺寸代入得到的數(shù)學(xué)模型中，得到肢片距，然后根據(jù)肢片距與放大率之間的函數(shù)關(guān)系得到放大率；

步驟五、在驗(yàn)證過(guò)程中，將驗(yàn)證集中的數(shù)據(jù)代入步驟四中已經(jīng)得到的數(shù)學(xué)模型中，得到肢片距的預(yù)測(cè)值，驗(yàn)證集中包含肢片距的實(shí)際值，通過(guò)比較肢片距的預(yù)測(cè)值與肢片距的實(shí)際值之間的誤差來(lái)驗(yàn)證數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確性，如果得到的肢片距的預(yù)測(cè)值與肢片距的實(shí)際值誤差超過(guò)設(shè)定的閾值，則加大訓(xùn)練集的數(shù)據(jù)量，用最小二乘法重新估計(jì)年齡、體厚、被照肢體的實(shí)際尺寸和影像尺寸的系數(shù)對(duì)步驟四得到的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行修正；

步驟六、通過(guò)步驟四得到的肢片距與病患的年齡、體厚、被照肢體的實(shí)際尺寸和影像尺寸之間的數(shù)學(xué)模型，在肢片距估計(jì)模型b＝-0.009x₁+1.24x₂-0.043x₃+0.0173x₄中輸入測(cè)得的年齡、體厚、被照肢體的實(shí)際尺寸和影像尺寸的值，得到肢片距，在放大率估計(jì)模型中輸入得到的肢片距，得到放大率。