[发明专利]髋关节标记系统及其标记方法

权利要求书

1.一种髋关节标记系统，其特征在于，包括，

髋部的X-Ray序列存储模块：存储髋部的X-Ray序列医学图像数据；

拍摄正位采集模块：从X-Ray序列存储模块的医学图像数据中采集正位拍摄的医学图像；

左右髋关节检测模块：从正位拍摄的医学图像中，通过矩形框标注左右髋关节并与待测髋关节医学图像进行比对，检测髋关节是否异常，得到比对检测结果；所述左右髋关节检测模块的工作步骤如下：

(1)将髋部X-Ray图像中的左右髋关节以矩形框加以标注，获得第一训练图片集；

(2)对第一训练图片集进行数据预处理；

(3)用目标检测神经网络模型，在所述第一训练图片集上训练目标检测神经网络模型，得到左右髋关节检测模型；

(4)将待检测的髋部X-Ray图像输入所述左右髋关节检测模型中，得到左右髋关节检测结果，即左右髋关节在图中的坐标，利用所述坐标将左右髋关节从图像中截取出来，供后续分类使用；

(5)对正常的髋关节和病变的髋关节加以标注，获得第二训练图片集；

(6)用分类神经网络模型，在所述第二训练图片集上训练分类神经网络模型，得到髋关节正常与病变的分类模型；

(7)将待检测的髋关节图片输入所述检测模型中，得到左右髋关节是病变或正常的检测结果；

结果输出模块：输出比对检测结果，生成报告；

分类识别模块：对异常的髋关节医学图像进行分类；

所述分类识别模块的工作过程如下：

(1)对病变的髋关节加以标注，标签分为股骨头坏死、髋关节关节炎和髋关节发育不良，获得第三训练图片集；

(2)用分类神经网络模型，在所述第三训练图片集上训练分类神经网络模型，得到髋关节病变的分类模型；

(3)将待检测的病变髋关节图片输入所述髋关节病变的分类模型中，得到髋关节病变的分类结果，包括股骨头坏死、髋关节关节炎和髋关节发育不良；

(4)对分类结果进行分期或分级。

2.如权利要求1所述的髋关节标记系统，其特征在于，所述拍摄正位采集模块的工作过程如下：

(1)获取序列中所有的医学图像；

(2)获取每个医学图像的tag，tag表示标签；

(3)判断tag是否为ap，ap表示拍摄体位为正位。

3.如权利要求1所述的髋关节标记系统，其特征在于，所述步骤(2)中，数据预处理的方法如下：

a、选择合适的窗宽窗位，选取需要关注的灰度范围使髋关节部位的骨结构更明显；

b、对训练图片集中的图片做灰度均衡化，将对比度拉开，突出骨结构的细节部分；

c、对图片集中的图片进行反色检测，并将因为拍摄原因呈现出反色的图片进行处理。

4.如权利要求1所述的髋关节标记系统，其特征在于，所述目标检测神经网络模型包括Faster-RCNN，YOLO或SSD。

5.如权利要求1所述的髋关节标记系统，其特征在于，所述分类神经网络模型包括深度残差网络、密集卷积网络、GoogLeNet或Inception。

6.如权利要求1所述的髋关节标记系统，其特征在于，所述髋关节病变的分类结果中，股骨头坏死分为Ⅱ期、Ⅲ期、Ⅳ期，髋关节关节炎分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级，髋关节发育不良分为Ⅰ期、Ⅱ期、Ⅲ期、Ⅳ期。

7.如权利要求1所述的髋关节标记系统，其特征在于，所述分类神经网络模型，包括深度残差网络、密集卷积网络、GoogLeNet或Inception。

8.一种髋关节标记方法，其特征在于，包括以下步骤，

S1、从髋部的X-Ray序列存储模块中获取髋部的X-Ray序列；

S2、通过拍摄正位采集模块，从髋部的X-Ray序列中找到正位的医学图像；

S3、通过左右髋关节检测模块，从正位医学图像中检测出左右两侧的髋关节；所述左右髋关节检测模块的工作步骤如下：

(1)将髋部X-Ray图像中的左右髋关节以矩形框加以标注，获得第一训练图片集；

(2)对第一训练图片集进行数据预处理；

(3)用目标检测神经网络模型，在所述第一训练图片集上训练目标检测神经网络模型，得到左右髋关节检测模型；

(4)将待检测的髋部X-Ray图像输入所述左右髋关节检测模型中，得到左右髋关节检测结果，即左右髋关节在图中的坐标，利用所述坐标将左右髋关节从图像中截取出来，供后续分类使用；

(5)对正常的髋关节和病变的髋关节加以标注，获得第二训练图片集；

(6)用分类神经网络模型，在所述第二训练图片集上训练分类神经网络模型，得到髋关节正常与病变的分类模型；

(7)将待检测的髋关节图片输入所述检测模型中，得到左右髋关节是病变或正常的检测结果；

S4、判断待检测的髋关节是否正常，若判为正常执行步骤S5，若判为异常执行步骤S6；

S5、从结果输出模块中生成报告，流程结束；

S6、通过分类识别模块，对判为异常的髋关节进行病变分类，对分类后的各种病变进行分期或分级，然后执行步骤S5；所述分类识别模块的工作过程如下：

(1)对病变的髋关节加以标注，标签分为股骨头坏死、髋关节关节炎和髋关节发育不良，获得第三训练图片集；

(2)用分类神经网络模型，在所述第三训练图片集上训练分类神经网络模型，得到髋关节病变的分类模型；

(3)将待检测的病变髋关节图片输入所述髋关节病变的分类模型中，得到髋关节病变的分类结果，包括股骨头坏死、髋关节关节炎和髋关节发育不良；

(4)对分类结果进行分期或分级。