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基于手部制造技术

技术编号:39812595 阅读:9 留言:0更新日期:2023-12-22 19:29
本发明专利技术公开了一种基于手部

【技术实现步骤摘要】
基于手部X光图像的骨龄预测方法、系统、设备及介质


[0001]本专利技术属于人工智能
,涉及骨龄预测,尤其涉及一种基于手部
X
光图像的骨龄预测方法

系统

设备及介质


技术介绍

[0002]骨龄预测是一种医学任务,用于评估儿童和青少年的生长发育情况

骨龄是指一个人骨骼的成熟程度,通常以与年龄相对应的骨骼发育阶段来表示

在骨龄预测任务中,医生或医学专家会通过对患者进行临床检查和骨龄评估,来确定其骨骼的发育状况,这种预测可以帮助医生更准确地评估患者的生长发育状态,检测和监测生长异常,以及制定个性化的治疗计划

[0003]目前临床上现有的诊断方法主要有两种,一种是
GP
方法,另一种是
TW
方法

这两种方法都是将患者的左手
X。
光片与骨龄测量图谱进行比较

其中
GP
方法是通过对比整个手部区域直接得出患者的预测年龄,而
TW
方法则是对比指定的
ROI
关键区域,并为每个
ROI
进行打分,最后将其统计转化为对应的骨龄

与此同时,随着深度学习技术逐渐渗透到医学图像的各个领域,并取得了一系列先进的成果,目前市场上也出现了许多基于深度学习的骨龄预测方法

基于深度学习的骨龄预测方法大致可分为两类:一种是不基于
ROI
,直接将整个图片当作卷积神经网络的输入,采用端到端的单级结构进行骨龄的预测

另一种是基于
ROI
的方法,该方法通常会利用人类的先验知识对原始图像进行额外的图像处理

整个过程一般由多个图像处理步骤组成,首先将手从原始图像中进行分割,减少背景对实验结果的干扰,然后利用人类的先验知识检测和提取出对应的
ROI
关键区域,最后生成对应的年龄结果

[0004]申请号为
201910693283.5
的专利技术专利申请就公开了一种基于异构数据融合网络的手骨
X
光片骨龄评估方法,包括以下步骤:步骤一,对
X
光片图像进行预处理,提取图像中手腕骨部位;步骤二,构建卷积神经网络提取图像特征,构建卷积神经网络的过程为:步骤
2.1
:输入步骤一处理后的一组手骨
X
光片;步骤
2.2
:先经过
7*7
大小的卷积操作,随后进行
batch normalization

Relu
激活函数操作;步骤
2.3
:经过
MaxPooling
操作,提取主要特征;步骤
2.4
:提取的特征经过残差卷积模块,该模块包括2组
3*3
的卷积操作和
batchnormalization
;步骤
2.5
:重复步骤
2.4
三次,得到
X
光片粗糙的特征
Fcoarse
;步骤
2.6
:将
Fcoarse
输入到注意力机制模块中,得到精细的特征
Ffine
;步骤
2.7
:将
Ffine
输入到空间金字塔池化模块中,得到固定的
512*21
大小的一维向量
Vimage
;步骤三,构建文本特征提取模型;步骤四,构建融合层,合并图像特征和文本特征;步骤五,模型训练,充分收敛后,保存并导出模型结构及权重参数

其通过卷积神经网络对
X
光片进行分析,自动辅助评估
X
光片骨龄的方法,相比传统方法效率高,速度快;在
X
光片图像特征提取中采用了注意力机制模块,精细化了网络的特征,使重要的图像信息得到了有效利用;使用
X
光片图像和文本信息两种多源异构数据,两者信息融合互补,提高了评估效果

[0005]申请号为
202211076541.3
的专利技术专利申请就公开了一种用于小儿骨龄预测的方
法,包括如下步骤:从带有骨龄标签的手部
X
光片公开数据集中随机选取部分手部
X
光片组成数据集,并调整所有图片至规定的大小;建立
TENet
模型,同时构建训练集;将训练集作为
TENet
模型的输入,使用
Adam
优化器对
TENet
模型进行训练,当达到最大迭代次数时得到训练好的
TENet
模型;该
TENet
模型包括手部拓扑模块

边缘特征增强模块和深度学习网络改进模型
D
,其中,边缘特征增强模块为改进后的
Canny
边缘检测算法,所述改进后的
Canny
边缘检测算法使用的是双边滤波去噪算法和大津算法

在传统的
Canny
边缘检测算法中,采用的线性高斯滤波进行去噪,其中使用含有加权系数的卷积对图像进行卷积去噪,实质上就是一种均值模糊,只是高斯模糊是按照加权平均的,距离越近的点权重越大,距离越远的点权重越小,因此计算均值会将图像中的边缘信息以及特征信息“模糊”掉,会丢失很多特征

而双边滤波是一种非线性滤波方法,是结合图像的空间邻近度和像素值相似度的一种折衷处理,同时考虑空域信息和灰度相似性,即通过引入空间域核和值域核达到目的,此种方法不光考虑了像素在空间中位置远近程度的影响,还考虑了像素亮度相近程度的影响

因此双边滤波器可以良好地保留图像边缘特征且过滤掉低频分量的噪音

[0006]此外,申请号为
202310173447.8
的专利技术专利申请还公开了一种基于多区域结合的骨龄智能评估方法,包括以下步骤:步骤1:对待测手腕部
X
光片图像进行图像增强;步骤2:提取手腕骨
X
光片中的若干个兴趣区域,利用这些兴趣区域来提升骨龄评估的精度;步骤3:将步骤1和步骤2处理后的图片和感兴趣区域送入骨龄评估网络进行骨龄评估;步骤3中,
1)
利用卷积神经网络
Inception

ResNet

V2
对整张
X
光片和三个兴趣区域的图像进行特征提取,生成
46080
维的图像特征向量;
2)

X
光片对应的性别信息通过一个神经元个数为
32
的全连接层,生成
3本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于手部
X
光图像的骨龄预测方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤
S1
,初始值预测;根据获取的
X
光图像

关键点和中心线得到对应该
X
光图像的特征向量,基于
knn
算法从所有带年龄标签的训练集中选取前
k
个与
X
光图像的特征向量最接近的特征向量,并根据
k
个特征向量对应的年龄取平均值,得到该
X
光图像的第一次迭代的初始值;步骤
S2
,输出相对秩;将
X
光图像作为相对秩回归器的输入图像,并根据滑动窗口的大小选取出与输入图像对应的参考图像

参考图像;将输入图像

参考图像

参考图像

输入图像的关键点和中心线

参考图像的关键点和中心线

参考图像的关键点和中心线以及输入图像的性别和实际年龄均输入相对秩回归器,相对秩回归器输出输入图像的相对秩;步骤
S3
,输出预测年龄;采用步骤
S1
得到的初始值

步骤
S2
输出的相对秩进行迭代计算,迭代停止后,输出此时的绝对秩作为输入图像的预测年龄
。2.
如权利要求1所述的一种基于手部
X
光图像的骨龄预测方法,其特征在于,步骤
S1
中,获取的
X
光图像

关键点和中心线,并将
X
光图像

关键点和中心线输入编码器中进行特征提取,得到对应该
X
光图像的特征向量;编码器的主干网络为
ResNet

50
网络
。3.
如权利要求1所述的一种基于手部
X
光图像的骨龄预测方法,其特征在于,步骤
S2
中,相对秩的计算方式为:的计算方式为:的计算方式为:其中,表示输入图像对应的特征向量,表示参考图像对应的特征向量,表示参考图像对应的特征向量,

分别表示性别

年龄,

分别表示性别的学习乘数

年龄的学习乘数;表示回归计算,输出一个
[

...

【专利技术属性】
技术研发人员:张海仙谌祖港徐修远李欣洋尹腾尚文一
申请(专利权)人:四川大学
类型:发明
国别省市:

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