[發明專利]一種DDH人工智能輔助診斷方法及裝置

在審

• 申請號: 202010578575.7
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111798976A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 宮平;施嵐峰;俞益州
• 申請（專利權）人: 杭州深睿博聯科技有限公司;北京深睿博聯科技有限責任公司
• 主分類號: G16H50/20
• 分類號: G16H50/20;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京天方智力知識產權代理事務所(普通合伙) 11719
• 代理人: 吳凡

本發明提供了一種DDH人工智能輔助診斷方法及裝置，方法包括：通過實例分割網絡，分割出髖部各骨，進行影像質量控制；通過關鍵點檢測網絡，結合月齡信息，得到髖關節關鍵點；基于髖關節關鍵點，測量髖臼指數、CE角、股骨頭覆蓋率、Tonnis級別、IHDI級別；結合月齡信息，訓練髖關節發育異常識別網絡，檢測征象；結合月齡信息、病例病史信息、髖臼指數、CE角、股骨頭覆蓋率、Tonnis級別、IHDI級別和征象，訓練分類網絡，得出DDH輔助診斷結果。不僅可以自動、快速、準確的計算DDH涉及的各項測量指標，而且考慮了患兒病例病史信息，可給出DDH輔助診斷建議，能夠提高DDH的臨床診斷效率和準確性。

技術領域

本發明涉及計算機領域，尤其涉及一種DDH人工智能輔助診斷方法及裝置。

背景技術

發育性髖關節發育不良(DDH)是常見的小兒骨科疾病之一，對患兒生活影響很大。根據臨床診療指南，DDH包括髖臼發育不良、髖關節半脫位及髖關節脫位。在中國，DDH發病率大約為1‰，其中20％DDH患者具有家族史，女孩的發病率是男孩的6倍左右，髖關節左側發病率約為右側的2倍。DDH公認的治療原則是早發現、早治療。對于6月以下的兒童，DDH篩查、診斷主要采用超聲影像；對于6個月以上的兒童，主要以X片影像作為診斷依據。

在DDH診斷中，醫生首先需要在X線片上找出一組DDH診斷相關的關鍵點(landmark),并依據這些landmarks，測量出髖臼指數、CE角(中心邊緣角)、股骨頭覆蓋率；還需計算出Tonnis分級或IHDI分級。然后，醫生需要結合一些髖關節X線片的征象，如“沈通氏線是否連續、髖臼外側緣是否銳利清晰、髖臼頂部是否呈弧形”，并綜合考慮患兒的病例病史信息，在報告中給出髖關節發育正常、髖臼發育不良、髖關節半脫位、髖關節脫位中的一種診斷結論，以對應不同的治療路徑。該過程不僅繁瑣耗時，且醫生間一致性較差。

且現有的基于人工智能的DDH公開文獻，僅完成了X線片上DDH診斷相關的關鍵點定位及髖臼指數的計算；并且沒有考慮對DDH臨床診斷有意義的患兒月齡等信息。

因此，現有的基于X片影像的DDH人工智能診斷方法，具有以下局限性：(1)只給出CE角、髖臼指數等部分測量指標，未能給出‘沈通氏線是否連續，髖臼外側緣是否銳利清晰、髖臼頂部是否呈弧形’等髖關節發育異常征象的判斷，也不能給出‘髖臼發育不良，髖關節半脫位及髖關節脫位’的診斷結果。(2)現有方法，沒有合理利用患兒的月齡信息，由于不同月齡段兒童髖關節部位形態發育變化大，各測量指標的合理范圍也隨月齡的變化而發生明顯變化，不考慮患者月齡將引入較大的不確定性。(3)DDH的測量與診斷，對髖關節正位片的拍攝質量(尤其是拍攝姿態的規范性)有嚴格要求。公開文獻中沒有關于自動識別‘髖關節正位片’拍攝姿態是否合格的方法。

發明內容

本發明旨在提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的DDH人工智能輔助診斷方法及裝置。

為達到上述目的，本發明的技術方案具體是這樣實現的：

本發明一方面提供了一種DDH人工智能輔助診斷方法，包括：通過實例分割網絡，分割出髖部各骨，進行影像質量控制；通過關鍵點檢測網絡，結合月齡信息，得到髖關節關鍵點；基于髖關節關鍵點，測量髖臼指數、CE角、股骨頭覆蓋率、Tonnis級別、IHDI級別；結合月齡信息，訓練髖關節發育異常識別網絡，檢測征象；結合月齡信息、病例病史信息、髖臼指數、CE角、股骨頭覆蓋率、Tonnis級別、IHDI級別和征象，訓練分類網絡，得出DDH輔助診斷結果。

其中，通過實例分割網絡，分割出髖部各骨，進行影像質量控制包括：通過實例分割網絡將髖關節各骨頭分割出來，分別計算出左髖的髂骨、右髖的髂骨、恥骨、坐骨的投影面積；通過左髖的髂骨和右髖的髂骨的投影面積比例，確定拍攝角度的水平方向偏差；計算恥骨和坐骨最高點的水平切線，以恥骨和坐骨頂端兩水平切線之間的垂直距離和坐骨投影垂直高度的比值確定拍攝角度的垂直方向偏差。