【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于脊柱侧凸筛查，具体是基于人体背部压力分布的青少年特发性脊柱侧凸筛查系统。
技术介绍
1、10岁至18岁的脊柱侧凸患者称之为青少年脊柱侧凸。迄今为止，最常见的脊柱侧凸是不明原因引起，被称为“特发性”或者青少年特发性脊柱侧凸(ais，adolescentidiopathic scoliosis)。
2、目前常见的特发性脊柱侧凸筛查手段有目测法、adams前屈试验、波纹图像检查和脊柱侧凸测量尺等。其中目测法主要依靠于主观判断，准确性较低；adams前屈试验假阴性率较高，易导致漏诊；波纹图像检查步骤繁琐，对设备要求较高，特异度较低；脊柱侧凸测量尺受限于刻度，筛查能力较弱，测量点定位需有一定经验的专业医生完成。综上所述现有的脊柱侧凸筛查手段均存在不足，筛查的准确性均有待提高。
3、中国专利文献cn113139962b记载了一种用于脊柱侧凸概率评估的系统，包括：采集设备，其被配置成获取背部图片；以及处理设备，其被配置成与采集设备通信连接并接收背部图片，处理设备包括：检测模块，其被配置成检测背部图片中的背部区域；对称性计算模块，其被配置成计算背部区域的背部对称性；平衡性计算模块，其被配置成检测背部区域中的关节点并基于检测到的关节点计算出背部平衡性；以及评估模块，其被配置成根据背部对称性和背部平衡性来评估脊柱侧凸的概率。
4、上述技术方案借助人工智能技术，有效提升了青少年特发性脊柱侧凸筛查的准确度，但是，一方面上述技术方案对背部图像的采集精度要求较高，需要足够精确的背部图像才能够进行精确的筛查；
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供基于人体背部压力分布的青少年特发性脊柱侧凸筛查系统，解决借助人工智能技术进行青少年特发性脊柱侧凸筛查时，对图像采集精度要求较高，以及图像采集时，需裸露背部为受检者带来不便的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：基于人体背部压力分布的青少年特发性脊柱侧凸筛查系统，包括数据采集模块、图像分割模块、图像对比模块和结果输出模块；
3、数据采集模块用于在受检者平卧状态下，对受检者背部对平卧面若干检测点位的压力进行采集，根据各检测点位的压力值实时生成压力分布图像；
4、图像分割模块用于根据受检者脊柱位置对压力分布图像进行左右分割，根据受检者肋弓后下缘位置对压力分布图像进行上下分割；
5、图像对比模块用于依次对比左上压力分布图像与右上压力分布图像，以及左下压力分布图像与左上压力分布图像中的压力分布，输出对比对称性和对比均匀度；
6、结果输出模块用于根据对比对称性和对比均匀度输出受检者是否存在脊柱侧凸以及脊柱侧凸的程度。
7、进一步，还包括矫正模块，矫正模块用于根据上压力分布图像获取受到压力的上最边缘检测点位，并构建上最边缘检测点位之间的连线，当上最边缘检测点位之间连线的中点与平卧面中线重合时生成第一重合信号；再根据下压力分布图像获取受到压力的下最边缘检测点位，并构建下最边缘检测点位之间的连线，当下最边缘检测点位之间连线的中点与平卧面中线重合时生成第二重合信号；图像对比模块用于接收到第一重合信号和第二重合信号后开始运行。
8、进一步，矫正模块还用于获取受检者背部肌肉的收缩状态，并根据肌肉的收缩状态，在肌肉的收缩状态满足阈值时，输出可检测信号，图像对比模块还用于接收到第一重合信号、第二重合信号和可检测信号后开始运行。
9、进一步，还包括提示模块，提示模块用于监听第一重合信号、第二重合信号和可检测信号，当未监听到第一重合信号、第二重合信号和可检测信号中的一个和多个时，输出与未检测到的信号对应的提示信号。
10、进一步，检测点位的密度每平方厘米的平卧面上设置有至少一个检测点位，且检测点位呈阵列排布。
11、进一步，图像分割模块用于根据压力分布图像获取脊柱位置和肋弓后下缘位置。
12、进一步，图像对比模块对比左上压力分布图像与右上压力分布图像中的压力分布包括如下步骤：
13、s1.1：获取左上压力分布图像中各检测点位所处位置对应的压力值；
14、s1.2：与右上压力分布图像中各检测点位所处位置对应的压力值进行对比；
15、s1.3：根据左上与右上压力分布图像中同一检测点位所处位置对应的压力值差值是否超过阈值输出对比对称性；
16、s1.4：根据左上与右上压力分布图像中同一检测点位所处位置对应的压力值差值大小输出对比均匀度；
17、对比左下压力分布图像与左上压力分布图像中的压力分布包括如下步骤：
18、s2.1：获取左下压力分布图像中各检测点位所处位置对应的压力值；
19、s2.2：与右下压力分布图像中各检测点位所处位置对应的压力值进行对比；
20、s2.3：根据左下与右下压力分布图像中同一检测点位所处位置对应的压力值差值是否超过阈值输出对比对称性；
21、s2.4：根据左下与右下压力分布图像中同一检测点位所处位置对应的压力值差值大小输出对比均匀度。
22、进一步，对比均匀度与脊柱侧凸的程度呈反比。
23、采用上述方案有以下有益效果：
24、1、本专利技术，通过患者平卧状态下平卧面上的检测点位进行压力采集，通过对比受检者各区域之间的压力均匀度和对称度，够自动、主动识别受检者背部压力对平卧面产生的压力分布的均匀和对称程度，分析受检者脊柱是否存在侧凸畸形及侧凸的程度；相较于现有技术，一方面，无需被检者裸露身体采集光学照片，提升受检者筛查过程的便捷度；另一方面，无需精确的进行受检者背部图像采集也无需专业医务人员进行操作及解析结果，即能够简便、快捷的完成青少年特发性脊柱侧凸筛查。
25、2、本专利技术，根据压力分布图像分析受检者在平卧面上的位置是否符合要求，并同时对受检者在平卧面上的背部肌肉收缩状态进行检测，仅当受检者在平卧面上的位置以及背部肌肉收缩情况符合要求时，再进行图像对比，确保筛选准确性，过滤假阳性；同时能够在受检者在平卧面上的位置以及背部肌肉收缩情况不符合要求时及时的进行提示，确保筛查效率。
26、3、本专利技术，通过压力分布图像能够智能的识别受检者脊柱和肋弓后下缘位置，提升分割压力分布图像的效率，同时提升分割压力分布图像的效率。
27、综上所述，本专利技术进行青少年特发性脊柱侧凸筛查时，通过获取受检者压力分布图像进行筛查，无需采集受检者背部图像，也无需受检裸露背部，操作过程简便、快捷，学习成本低。
28、本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.基于人体背部压力分布的青少年特发性脊柱侧凸筛查系统，其特征在于：包括数据采集模块、图像分割模块、图像对比模块和结果输出模块；
2.根据权利要求1所述的基于人体背部压力分布的青少年特发性脊柱侧凸筛查系统，其特征在于：还包括矫正模块，矫正模块用于根据上压力分布图像获取受到压力的上最边缘检测点位，并构建上最边缘检测点位之间的连线，当上最边缘检测点位之间连线的中点与平卧面中线重合时生成第一重合信号；再根据下压力分布图像获取受到压力的下最边缘检测点位，并构建下最边缘检测点位之间的连线，当下最边缘检测点位之间连线的中点与平卧面中线重合时生成第二重合信号；图像对比模块用于接收到第一重合信号和第二重合信号后开始运行。
3.根据权利要求2所述的基于人体背部压力分布的青少年特发性脊柱侧凸筛查系统，其特征在于：矫正模块还用于获取受检者背部肌肉的收缩状态，并根据肌肉的收缩状态，在肌肉的收缩状态满足阈值时，输出可检测信号，图像对比模块还用于接收到第一重合信号、第二重合信号和可检测信号后开始运行。
4.根据权利要求3所述的基于人体背部压力分布的青少年特发性脊柱侧凸筛查
5.根据权利要求1所述的基于人体背部压力分布的青少年特发性脊柱侧凸筛查系统，其特征在于：检测点位的密度每平方厘米的平卧面上设置有至少一个检测点位，且检测点位呈阵列排布。
6.根据权利要求1所述的基于人体背部压力分布的青少年特发性脊柱侧凸筛查系统，其特征在于：图像分割模块用于根据压力分布图像获取脊柱位置和肋弓后下缘位置。
7.根据权利要求1所述的基于人体背部压力分布的青少年特发性脊柱侧凸筛查系统，其特征在于：图像对比模块对比左上压力分布图像与右上压力分布图像中的压力分布包括如下步骤：
8.根据权利要求1所述的基于人体背部压力分布的青少年特发性脊柱侧凸筛查系统，其特征在于：对比均匀度与脊柱侧凸的程度呈反比。
...【技术特征摘要】
1.基于人体背部压力分布的青少年特发性脊柱侧凸筛查系统，其特征在于：包括数据采集模块、图像分割模块、图像对比模块和结果输出模块；
2.根据权利要求1所述的基于人体背部压力分布的青少年特发性脊柱侧凸筛查系统，其特征在于：还包括矫正模块，矫正模块用于根据上压力分布图像获取受到压力的上最边缘检测点位，并构建上最边缘检测点位之间的连线，当上最边缘检测点位之间连线的中点与平卧面中线重合时生成第一重合信号；再根据下压力分布图像获取受到压力的下最边缘检测点位，并构建下最边缘检测点位之间的连线，当下最边缘检测点位之间连线的中点与平卧面中线重合时生成第二重合信号；图像对比模块用于接收到第一重合信号和第二重合信号后开始运行。
3.根据权利要求2所述的基于人体背部压力分布的青少年特发性脊柱侧凸筛查系统，其特征在于：矫正模块还用于获取受检者背部肌肉的收缩状态，并根据肌肉的收缩状态，在肌肉的收缩状态满足阈值时，输出可检测信号，图像对比模块还用于接收到第一重合信号、第二重合信号和可检测信号后开始运行。
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄显明，唐超，蔡晨晖，杨思振，张莹，邱浩，温轩，初同伟，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军军医大学第二附属医院，
类型：发明
国别省市：
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