[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

本發(fā)明提供了一種錐體壓縮性骨折輔助診斷系統(tǒng)及方法，包括：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；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；對提取的骨折識別特征和良惡性分類特征進行權(quán)重控制融合，得到最終具有區(qū)分性表達的特征；基于得到的最終具有區(qū)分性表達的特征，使用類別預(yù)測網(wǎng)絡(luò)預(yù)測椎體的類別。本發(fā)明能夠?qū)斎氲腻F體圖片提取骨折識別和良惡性分類的特征表達，從而進行錐體壓縮性骨折的診斷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計算機輔助診斷領(lǐng)域，具體地，涉及一種錐體壓縮性骨折輔助診斷系統(tǒng)及方法，更為具體地，涉及一種椎骨之間對比與比較的雙支網(wǎng)絡(luò)錐體壓縮性骨折輔助診斷方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

幾年來，深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在諸多領(lǐng)域都有出色的表現(xiàn)，特別是在計算機輔助診斷的應(yīng)用受到越來越多的關(guān)注。計算機輔助診斷的目標是對醫(yī)學(xué)影像進行計算分析，給出最終的診斷結(jié)果，輔助醫(yī)生進行判斷。椎骨壓縮性骨折的診斷是計算機輔助診斷的重要部分之一。錐體壓縮性骨折分為由外傷或骨質(zhì)酥松導(dǎo)致的良性骨折或者由轉(zhuǎn)移性腫瘤導(dǎo)致的惡性骨折。良惡性骨折的分類對于病人的治療和預(yù)后具有重大意義。椎骨壓縮性骨折的診斷為進行正常椎骨、良性骨折、惡性骨折的診斷。現(xiàn)在常用的壓縮性骨折的診斷方法是影像學(xué)家通過檢查CT或MRI圖像得出結(jié)果。現(xiàn)在越來越多的計算機診斷技術(shù)都是基于深度學(xué)習(xí)。目前壓縮性骨折的自動診斷為兩步模式，首先進行正常椎骨和骨折椎骨的識別，然后進行骨折椎骨的良惡性分類。如何進行端到端的、一步完成壓縮性骨折的診斷還有待解決。正常椎骨與骨折椎骨的分類需要關(guān)注椎骨的上下邊緣，而良性惡性椎骨的分類需要關(guān)注椎骨中更局部的信息，簡單將椎骨自動診斷看作三分類問題會導(dǎo)致一定的沖突，因此如何在端到端完成三分類的同時解耦兩種特征的提取受到一定的關(guān)注。正常椎骨和輕微骨折的差異很小，且良性骨折和惡性骨折自身形態(tài)差異非常大，這就導(dǎo)致壓縮性骨折的診斷具有很明顯的細粒度分類的特征，即類內(nèi)差距大于類間差距。在計算機輔助診斷領(lǐng)域，針對細粒度分類的問題，很多方法基于局部特征和全局特征融合的方式。但是這種方法操作繁瑣，并且在提取局部特征時不同位置的特征有一定的割裂性。

專利文獻CN111739015A(申請?zhí)枺?02010623638.6)公開了一種基于人體胸部CT掃描序列數(shù)據(jù)的肋骨骨折AI輔助診斷方法，包括以下步驟：S1、標注訓(xùn)練并驗證AI輔助診斷模型；S2、獲取CT掃描序列數(shù)據(jù)；S3、預(yù)處理；S4、診斷，將預(yù)處理CT圖像數(shù)據(jù)，輸入AI輔助診斷模型RibsNet中，完成診斷，若檢測到疑似病灶，則輸出預(yù)測數(shù)據(jù)，否則，預(yù)測數(shù)據(jù)為空；S5、輸出診斷，將預(yù)測數(shù)據(jù)進行后處理，然后疊加顯示在胸部CT掃描序列中，并展示出骨折疑似病灶信息。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種錐體壓縮性骨折輔助診斷系統(tǒng)及方法。

根據(jù)本發(fā)明提供的一種錐體壓縮性骨折輔助診斷系統(tǒng)，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行權(quán)重控制融合，得到最終具有區(qū)分性表達的特征；

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

優(yōu)選地，所述骨折識別特征提取模塊包括：