基于膝关节轴位X线片的髌骨异常检测方法及装置与流程

本申请属于髌骨异常检测领域，尤其涉及一种基于膝关节轴位x线片的髌骨异常检测方法、装置、设备及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、髌骨异常包括：髌骨有外侧倾斜、髌骨有外移。髌骨的外侧倾斜和外移通常与髌骨软化症有关。髌骨软化症是一种常见的膝关节疾病，主要表现为髌骨软骨的退化或损伤。这种病症可能会导致以下症状和问题：

2、膝关节疼痛：患者可能会在活动时感到膝关节前部的疼痛，尤其是在下蹲、上下楼或长时间行走后。

3、活动障碍：随着病情发展，患者可能会发现膝关节活动受限，严重时甚至影响正常行走。

4、髌骨不稳定：髌骨的不稳定可能导致半脱位或脱位，这可能会在膝关节运动中引起异常感觉或声音。

5、软骨损伤：长期的髌骨异常位置可能导致髌股关节的软骨磨损，进一步加剧疼痛和功能受限。

6、肿胀和积液：膝关节可能会出现反复肿胀和积液，有时会被误诊为其他疾病如风湿。

7、目前，对上述髌骨异常的检测，主要通过医生依据多年经验进行诊断，效率低下且准确率不高。

8、因此，如何又快又准地进行髌骨异常检测是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种基于膝关节轴位x线片的髌骨异常检测方法、装置、设备及计算机可读存储介质，能够又快又准地进行髌骨异常检测。

2、第一方面，本申请实施例提供一种基于膝关节轴位x线片的髌骨异常检测方法，包括：

3、将膝关节轴位x线片输入预设的膝关节轴位多任务网络模型中，分别得到分割结果和第一点识别结果；其中，分割结果包括髌骨和股骨的分割结果；第一点识别结果包括髌骨两个关键点和股骨两个关键点；

4、基于髌骨和股骨的分割结果，分别使用凸包算法，得到第二点识别结果；

5、基于第一点识别结果和第二点识别结果综合优化，确定最终点识别结果；其中，最终点识别结果包括：股骨内髁最高点a，股骨外髁最高点d，髌骨外侧关节面形成切线的最大值点c、最小值点b；

6、基于最终点识别结果，进行髌骨异常检测；其中，髌骨异常包括：髌骨有外侧倾斜、髌骨有外移。

7、可选的，膝关节轴位多任务网络模型中分割网络的结构包括：

8、完全卷积网络和三个分支；其中，每个分支负责特定比例对象的分割；在训练阶段，每个分支将为其相应比例尺的像素预测类别标签，每个分支的输出称为比例尺诱发的分割图。

9、可选的，三个分支，包括：

10、分支一下采样一次，分支二下采样两次，分支三下采样三次，三个分支输出特征图进行融合以生成最终的类标签图；

11、将输入图像的大小调整为三个比例，以产生三个比例的特征，并使用一种注意力机制来学习对每个像素位置的多比例特征进行轻加权，以生成最终的分割图。

12、可选的，还包括：

13、将三个分支分别输出的特征图进行合并，输入膝关节轴位多任务网络模型中点识别网络，用于关键点识别。

14、可选的，基于髌骨和股骨的分割结果，分别使用凸包算法，得到第二点识别结果，包括：

15、基于髌骨和股骨的分割结果，分别使用凸包算法，分别得到髌骨多个关键点和股骨多个关键点；

16、依据预设的髌骨、股骨筛选关键点原则，分别筛选出髌骨两个关键点和股骨两个关键点；

17、其中，髌骨筛选关键点原则：选择髌骨外侧关节面形成切线的两个点；

18、股骨筛选关键点原则：股骨内、外髁最高点。

19、可选的，基于最终点识别结果，进行髌骨异常检测，包括：

20、作以a点和d点连线方向的垂线；

21、若髌骨的分割结果远离该垂线位置，则表示髌骨有外移。

22、可选的，基于最终点识别结果，进行髌骨异常检测，包括：

23、计算b点和c点连线与a点和d点连线的夹角；

24、若夹角的开口向内或两线平行，则表示髌骨有外侧倾斜。

25、第二方面，本申请实施例提供了一种基于膝关节轴位x线片的髌骨异常检测装置，包括：

26、多任务结果输出模块，用于将膝关节轴位x线片输入预设的膝关节轴位多任务网络模型中，分别得到分割结果和第一点识别结果；其中，分割结果包括髌骨和股骨的分割结果；第一点识别结果包括髌骨两个关键点和股骨两个关键点；

27、凸包算法计算模块，用于基于髌骨和股骨的分割结果，分别使用凸包算法，得到第二点识别结果；

28、点识别结果优化模块，用于基于第一点识别结果和第二点识别结果综合优化，确定最终点识别结果；其中，最终点识别结果包括：股骨内髁最高点a，股骨外髁最高点d，髌骨外侧关节面形成切线的最大值点c、最小值点b；

29、髌骨异常检测模块，用于基于最终点识别结果，进行髌骨异常检测；其中，髌骨异常包括：髌骨有外侧倾斜、髌骨有外移。

30、第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，电子设备包括：处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；

31、所述处理器执行所述计算机程序指令时实现基于膝关节轴位x线片的髌骨异常检测方法。

32、第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现基于膝关节轴位x线片的髌骨异常检测方法。

33、本申请实施例的基于膝关节轴位x线片的髌骨异常检测方法、装置、设备及计算机可读存储介质，能够又快又准地进行髌骨异常检测。

34、该基于膝关节轴位x线片的髌骨异常检测方法，包括：

35、将膝关节轴位x线片输入预设的膝关节轴位多任务网络模型中，分别得到分割结果和第一点识别结果；其中，分割结果包括髌骨和股骨的分割结果；第一点识别结果包括髌骨两个关键点和股骨两个关键点；

36、基于髌骨和股骨的分割结果，分别使用凸包算法，得到第二点识别结果；

37、基于第一点识别结果和第二点识别结果综合优化，确定最终点识别结果；其中，最终点识别结果包括：股骨内髁最高点a，股骨外髁最高点d，髌骨外侧关节面形成切线的最大值点c、最小值点b；

38、基于最终点识别结果，进行髌骨异常检测；其中，髌骨异常包括：髌骨有外侧倾斜、髌骨有外移。

技术特征：

1.一种基于膝关节轴位x线片的髌骨异常检测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于膝关节轴位x线片的髌骨异常检测方法，其特征在于，膝关节轴位多任务网络模型中分割网络的结构包括：

3.根据权利要求2所述的基于膝关节轴位x线片的髌骨异常检测方法，其特征在于，三个分支，包括：

4.根据权利要求3所述的基于膝关节轴位x线片的髌骨异常检测方法，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求4所述的基于膝关节轴位x线片的髌骨异常检测方法，其特征在于，基于髌骨和股骨的分割结果，分别使用凸包算法，得到第二点识别结果，包括：

6.根据权利要求5所述的基于膝关节轴位x线片的髌骨异常检测方法，其特征在于，基于最终点识别结果，进行髌骨异常检测，包括：

7.根据权利要求6所述的基于膝关节轴位x线片的髌骨异常检测方法，其特征在于，基于最终点识别结果，进行髌骨异常检测，包括：

8.一种基于膝关节轴位x线片的髌骨异常检测装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求1-7任意一项所述的基于膝关节轴位x线片的髌骨异常检测方法。

技术总结
本申请提供了一种基于膝关节轴位X线片的髌骨异常检测方法、装置、设备及计算机可读存储介质。该方法，包括：将膝关节轴位X线片输入预设的膝关节轴位多任务网络模型中，分别得到分割结果和第一点识别结果；其中，分割结果包括髌骨和股骨的分割结果；第一点识别结果包括髌骨两个关键点和股骨两个关键点；基于髌骨和股骨的分割结果，分别使用凸包算法，得到第二点识别结果；基于第一点识别结果和第二点识别结果综合优化，确定最终点识别结果；基于最终点识别结果，进行髌骨异常检测；其中，髌骨异常包括：髌骨有外侧倾斜、髌骨有外移。根据本申请实施例，能够又快又准地进行髌骨异常检测。

技术研发人员：刘星宇,张逸凌
受保护的技术使用者：北京长木谷医疗科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/10/31