基于神经网络的腰椎病变诊断系统技术方案

本发明专利技术涉及一种人工智能技术领域的智能决策应用领域，揭露一种基于神经网络的腰椎病变诊断系统，包括：图像获取装置，用于获取腰椎扫描序列图像；图像处理装置，用于对腰椎扫描序列图像进行预处理，得到间盘层扫描图像；图像处理装置，还用于将间盘层扫描图像输入基于神经网络的分割模型中进行分割处理；图像处理装置，还用于基于分割出的腰椎间盘、脱出病灶以及病变程度标注线获得腰椎的病变诊断结果；输出装置，用于输出病变诊断结果。本发明专利技术提出的基于神经网络的腰椎病变诊断系统可以自动判断腰椎的病变诊断结果；另外还具有判读精确程度更高的优点。本发明专利技术还涉及区块链技术，所述病变诊断结果存储于区块链中。本发明专利技术可以提高诊疗效率。

【技术实现步骤摘要】
基于神经网络的腰椎病变诊断系统
本专利技术涉及基于人工智能
的智能决策等应用领域，尤其涉及一种基于神经网络的腰椎病变诊断系统。
技术介绍
腰椎间盘突出症是引起腰腿痛的最常见疾病之一，腰椎间盘突出症包含脱出、突出、膨出、间盘游离等征象，腰椎间盘突出症在影像诊断工作中重复性极高。目前市场上尚未出现成熟落地的针对腰椎间盘上各类病变的基于神经网络的影像辅助诊断系统，早期针对腰椎间盘的影像学分析方法主要是采用传统图像学方法，如边缘提取等，这类方法精度低，且腰椎间盘突出的辅助检查主要为影像学检查，而影像学报告目前均为人工判读，影像医生的工作量大，工作重复度高。同时阅片的主观性比较强，虽然诊断结果有一定的撰写规范，但不同的医生会有其各自的描述用语，导致诊断结果存在较大的描述误差。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于神经网络的腰椎病变诊断系统、计算机设备及存储介质，以解决基于神经网络的腰椎病变诊断系统的人工判读，影像医生的工作量大，工作重复度高以及不同的医生会有其各自的描述用语，导致诊断结果存在较大的描述误差的问题。一种基于神经网络的腰椎病变诊断系统，包括：图像获取装置，用于获取腰椎扫描序列图像；图像处理装置，用于对所述腰椎扫描序列图像进行预处理，得到间盘层扫描图像；所述图像处理装置，还用于将所述间盘层扫描图像输入基于神经网络的分割模型中进行分割处理，以分割出腰椎间盘、脱出病灶以及用于腰椎间盘突出症分型的病变程度标注线；所述图像处理装置，还用于基于分割出的腰椎间盘、脱出病灶以及病变程度标注线获得腰椎的病变诊断结果；输出装置，用于输出所述病变诊断结果。在一实施例中，所述图像处理装置具体用于：剔除所述腰椎扫描序列图像的腰椎定位像，以获取所述腰椎扫描序列的轴扫图像；从所述轴扫图像中选取所述腰椎扫描序列的螺旋扫描图像；将所述螺旋扫描图像重建形成所述间盘层扫描图像。在一实施例中，所述图像处理装置具体还用于：通过预设训练好的预设Vnet模型以对所述间盘层扫描图像进行分割处理，以得到分割图像，所述分割图像包括已分割出的所述腰椎间盘、脱出病灶以及病变程度标注线。在一实施例中，所述预设Vnet模型采用如下分割网络结构：包括依次连接的上采样网络和下采样网络，所述上采样网络包括依次向下采样连接的第一编码单元、第二编码单元、第三编码单元、第四编码单元和第五编码单元；所述下采样网络包括依次向上采样连接的第四解码单元、第三解码单元、第二解码单元、第一解码单元，所述第五编码单元的输出层连接于所述第四解码单元；其中，所述第一编码单元、第二编码单元、第三编码单元和第四编码单元中各编码单元与所述下采样网络中对应的解码单元连接，所述第三解码单元的输出端还与所述第一解码单元的输入端连接，以将所述第三解码单元输出的特征图作为第一解码单元的输入；所述上采样网络中各编码单元包括依次连接的输入层、卷积层、池化层和输出层；所述下采样网络中各解码单元包括依次连接的输入层、反卷积层、卷积层和输出层。在一实施例中，所述图像处理装置，还用于：在分割出腰椎间盘、脱出病灶以及用于腰椎间盘突出症分型的病变程度标注线之后，判断所述间盘层扫描图像相对于正常间盘层扫描图像位置是否处于水平位置；若不是处于水平位置，则将所述间盘层扫描图像调整至水平位置，以使得到的所述病变程度标注线为水平的标注线。在一实施例中，所述病变程度标注线包括多条，所述图像处理装置用于：以椎管中央为中心绘制多条与所述病变程度标注线垂直的病变位置标注线，以获得腰椎间盘突出症的宫格图；通过判断脱出病灶分布在所述宫格图的位置，以获得腰椎间盘突出的诊断结果。在一实施例中，所述病变程度标注线包括两条，所述图像处理装置用于：以所述椎管中央为中心绘制四条与所述病变程度标注线垂直的病变位置标注线，以获得腰椎间盘突出症的九宫格图；通过判断脱出病灶分布在所述九宫格图的位置，以获得所述腰椎间盘突出的诊断结果。在一实施例中，所述图像处理装置用于：在所述腰椎间盘与椎小附件之间绘制第一、二条病变程度标注线，其中，所述第一、二条病变程度标注线从上往下依次排列的病变程度标注线；以所述椎管中央为中心，两侧的关节突关节边缘为界分别绘制第一、二、三、四条病变位置标注线，以获得所述九宫格图；其中，所述第一、二、三、四条病变位置标注线为从左往右依次排列的病变位置标注线，所述第一条病变位置标注线位于其中一侧的关节突关节边缘，所述第四条病变位置标注线位于其中另一侧的关节突关节边缘，所述第二条病变位置标注线位于椎管中央与所述一侧的关节突关节边缘之间，所述第三条病变位置标注线位于椎管中央与所述另一侧的关节突关节边缘之间。在一实施例中，所述图像处理装置用于：若确定所述脱出病灶未凸出于第一条病变程度标注线，则判断所述腰椎间盘突出为轻度病变；若确定所述脱出病灶凸出于所述第一条病变程度标注线且未凸出于第二条病变程度标注线，则判断所述腰椎间盘突出为中度病变；若确定所述脱出病灶凸出于第二条病变程度标注线外，则判断所述腰椎间盘突出为重度病变；若确定所述脱出病灶在所述第二条病变位置标注线与第三条病变位置标注线之间，则判断所述脱出病灶位于第一位置区域；若确定所述脱出病灶在所述第一条病变位置标注线与第二条病变位置标注线之间，或者，确定所述脱出病灶在第三条病变位置标注线与第四条病变位置标注线之间，则判断所述脱出病灶位于第二位置区域；若确定所述脱出病灶凸出于第一条病变位置标注线外，或凸出于第四条病变位置标注线外，则判断所述脱出病灶位于第三位置区域；根据腰椎间盘突出的病变程度和所述脱出病灶的位置区域确定对应的手术策略。在一实施例中，所述腰椎扫描序列图像为腰椎CT扫描序列图像、腰椎X光扫描序列图像或腰椎磁共振图像。本专利技术提出的基于神经网络的腰椎病变诊断系统包括图像获取装置，用于获取腰椎扫描序列图像；图像处理装置，用于对所述腰椎扫描序列图像进行预处理，得到间盘层扫描图像；所述图像处理装置，还用于将所述间盘层扫描图像输入基于神经网络的分割模型中进行分割处理，以分割出腰椎间盘、脱出病灶以及用于腰椎间盘突出症分型的病变程度标注线；所述图像处理装置，还用于基于分割出的腰椎间盘、脱出病灶以及病变程度标注线获得腰椎的病变诊断结果；输出装置，用于输出病变诊断结果。本专利技术提出的基于神经网络的腰椎病变诊断系统可以自动判读腰椎间盘的病变诊断结果，为疾病治疗方案的选择提供有价值的参考依据；另外，本专利技术提出的基于神经网络的腰椎病变诊断系统还具有阅片速度快、判读精确程度更高的优点，通过该系统统一输出的病变诊断结果，可以绕开同医务人员水平或不同地区诊疗水平的差异，导致诊断结果的描述存在较大误差的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对本专利技术的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于神经网络的腰椎病变诊断系统，其特征在于，包括：/n图像获取装置，用于获取腰椎扫描序列图像；/n图像处理装置，用于对所述腰椎扫描序列图像进行预处理，得到间盘层扫描图像；/n所述图像处理装置，还用于将所述间盘层扫描图像输入基于神经网络的分割模型中进行分割处理，以分割出腰椎间盘、脱出病灶以及用于腰椎间盘突出症分型的病变程度标注线；/n所述图像处理装置，还用于基于分割出的腰椎间盘、脱出病灶以及病变程度标注线获得腰椎的病变诊断结果；/n输出装置，用于输出所述病变诊断结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于神经网络的腰椎病变诊断系统，其特征在于，包括：
图像获取装置，用于获取腰椎扫描序列图像；
图像处理装置，用于对所述腰椎扫描序列图像进行预处理，得到间盘层扫描图像；
所述图像处理装置，还用于将所述间盘层扫描图像输入基于神经网络的分割模型中进行分割处理，以分割出腰椎间盘、脱出病灶以及用于腰椎间盘突出症分型的病变程度标注线；
所述图像处理装置，还用于基于分割出的腰椎间盘、脱出病灶以及病变程度标注线获得腰椎的病变诊断结果；
输出装置，用于输出所述病变诊断结果。


2.如权利要求1所述的腰椎病变诊断系统，其特征在于，所述图像处理装置具体用于：
剔除所述腰椎扫描序列图像的腰椎定位像，以获取所述腰椎扫描序列的轴扫图像；
从所述轴扫图像中选取所述腰椎扫描序列的螺旋扫描图像；
将所述螺旋扫描图像重建形成所述间盘层扫描图像。


3.如权利要求2所述的腰椎病变诊断系统，其特征在于，所述图像处理装置具体还用于：
通过预设训练好的预设Vnet模型以对所述间盘层扫描图像进行分割处理，以得到分割图像，所述分割图像包括已分割出的所述腰椎间盘、脱出病灶以及病变程度标注线。


4.如权利要求3所述的腰椎病变诊断系统，其特征在于，所述预设Vnet模型采用如下分割网络结构：包括依次连接的上采样网络和下采样网络，所述上采样网络包括依次向下采样连接的第一编码单元、第二编码单元、第三编码单元、第四编码单元和第五编码单元；所述下采样网络包括依次向上采样连接的第四解码单元、第三解码单元、第二解码单元、第一解码单元，所述第五编码单元的输出层连接于所述第四解码单元；
其中，所述第一编码单元、第二编码单元、第三编码单元和第四编码单元中各编码单元与所述下采样网络中对应的解码单元连接，所述第三解码单元的输出端还与所述第一解码单元的输入端连接，以将所述第三解码单元输出的特征图作为第一解码单元的输入；
所述上采样网络中各编码单元包括依次连接的输入层、卷积层、池化层和输出层；所述下采样网络中各解码单元包括依次连接的输入层、反卷积层、卷积层和输出层。


5.如权利要求1-4任一项所述的腰椎病变诊断系统，其特征在于，所述图像处理装置，还用于：
在分割出腰椎间盘、脱出病灶以及用于腰椎间盘突出症分型的病变程度标注线之后，判断所述间盘层扫描图像相对于正常间盘层扫描图像位置是否处于水平位置；
若不是处于水平位置，则将所述间盘层扫描图像调整至水平位置，以使得到的所述病变程度标注线为水平的标注线。


6.如权利要求5所述的腰椎病变诊断系统，其特征在于，所述病...

【专利技术属性】
技术研发人员：张芮溟，吴海萍，
申请(专利权)人：平安科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44