[發(fā)明專利]一種錐體壓縮性骨折輔助診斷系統(tǒng)和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110229959.2
• 申請日: 2021-03-02
• 公開（公告）號: CN112884749A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張婭;馮世祥;劉貝貝;張小云;李躍華
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06K9/46;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 上海段和段律師事務(wù)所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

1.一種錐體壓縮性骨折輔助診斷系統(tǒng)，其特征在于，包括：

骨折識別特征提取模塊：將待診斷椎骨圖片以及與待診斷椎骨圖片上下相鄰的椎骨圖片輸入特征提取網(wǎng)絡(luò)，特征提取網(wǎng)絡(luò)使用三分支網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)椎骨特征，通過判別器比較相鄰椎骨特征訓(xùn)練特征提取網(wǎng)絡(luò)，提取得到骨折識別特征；

良惡性分類特征提取模塊：對輸入的待診斷椎骨圖片使用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)良惡性椎骨特征，通過比較良惡性椎骨特征，提取得到良惡骨折分類特征；

特征融合模塊：對提取的骨折識別特征和良惡性分類特征進(jìn)行權(quán)重控制融合，得到最終具有區(qū)分性表達(dá)的特征；

類別預(yù)測模塊：基于得到的最終具有區(qū)分性表達(dá)的特征，使用類別預(yù)測網(wǎng)絡(luò)預(yù)測椎體的類別。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錐體壓縮性骨折輔助診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述骨折識別特征提取模塊包括：

骨折識別特征提取模塊S1：將待診斷椎骨圖片以及與待診斷椎骨圖片上下相鄰兩張椎骨圖片輸入特征提取網(wǎng)絡(luò)，利用三支結(jié)構(gòu)完全相同的多個卷積層組成的網(wǎng)絡(luò)分支分別提取特征后，融合得到骨折識別特征，并將任意兩個相鄰椎骨特征通過判別器訓(xùn)練三支結(jié)構(gòu)完全相同的多個卷積層組成的網(wǎng)絡(luò)分支，得到訓(xùn)練后的網(wǎng)絡(luò)分支；

骨折識別特征提取模塊S2：對于待診斷椎骨圖片以及與待診斷椎骨圖片上下相鄰的椎骨圖片，待診斷椎骨x_c，上一塊椎骨x_p，下一塊椎骨x_n，經(jīng)過訓(xùn)練后的三支對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)分支f_c，f_p，f_n，得到對應(yīng)特征f_c(x_c)，f_p(x_p)，f_n(x_n)，將得到的對應(yīng)特征f_c(x_c)，f_p(x_p)，f_n(x_n)相加再輸入卷積層M融合特征，得到骨折識別特征f_R：

f_R＝M(f_p(x_p)+(f_c(x_c)+(f_n(x_n))。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的錐體壓縮性骨折輔助診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述將任意兩個相鄰椎骨特征通過判別器訓(xùn)練三支結(jié)構(gòu)完全相同的多個卷積層組成的網(wǎng)絡(luò)分支包括：將待診斷椎骨與上一塊椎骨的特征進(jìn)行拼接后輸入由卷積層和全連接層組成的判別器，同時將待診斷椎骨與下一塊椎骨的特征進(jìn)行拼接后輸入由卷積層和全連接層組成的判別器；判別器分別輸出兩個椎骨屬于同一類別的概率；將判別器輸出的概率與相應(yīng)的標(biāo)注進(jìn)行對比，計算損失函數(shù)，計算公式如下所示：

L_D＝L_CE(D(f_c(x_c)，f_p(x_p))，|y_c-y_p|)+L_CE(D(f_c(x_c)，f_n(x_n))，|y_c-y_n|)

其中，y_i∈{0，1}，i∈{p，l，n}是椎骨的標(biāo)簽，y_i＝0表示椎骨正常，y_i＝1表示椎骨為良性或者惡性骨折，L_CE代表交叉熵函數(shù)；D表示判別器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錐體壓縮性骨折輔助診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述良惡性分類特征提取模塊中深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括特征提取網(wǎng)絡(luò)分支和良惡性分類網(wǎng)絡(luò)；利用良惡性分類網(wǎng)絡(luò)提取良惡性分類特征。