[发明专利]基于人工智能的超声骨龄诊断装置及方法

说明书

本发明属于超声检测技术领域，具体公开了一种基于人工智能的超声骨龄诊断装置及方法，所述诊断方法包括超声测试成像、人工智能识别、三维重建、建立标准预测公式；所述诊断装置包括手提便携超声、扫查移动装置、超声探头和耦合介质容器。本发明的超声诊断方法对人体无损伤，测试结果准确度更高更可靠；本发明的测试装置操作简单，便于携带，使用场景不受限制。同时，本发明的检测基于人工智能识别，通过设置参数可以自动完成检测和分析，并且得出结果，整个测试过程受操作者的影响较小，稳定性较高。本发明为骨龄的临床检测和随访观察提供了一种更为实用的检测手段。

技术领域

本发明涉及一种基于人工智能的超声骨龄诊断装置及方法，属于超声检测技术领域。

背景技术

根据报道，当代中国儿童青少年的发育状况较20年前有较为明显的提前，儿童的身高逐渐成为众多父母关注的一个重要发育指标，而骨龄的预测是临床常用的预测身高的方法。目前国内外广泛应用的骨龄评价方法主要为Greulich-Pyle(G-P)图谱法和Tanner-Whitehouse(TW2)计分法，以及适应中国人手骨骼发育情况的CHN法等。这些方法通常都需要要拍摄人手部的X光片，医生再通过X光片观察手掌指骨、腕骨及桡尺骨下端的骨化中心的发育程度来预测骨龄。然而X线具有放射性，对于生长发育期的儿童具有严重的危害，可能会引起基因突变，对身体也存在潜在的损伤和致畸致癌风险。利用目前的方法对儿童青少年进行骨龄检测时，其安全性问题引起了家长和医生的高度关注，限制了其大范围的应用，另外该方法也不能进行骨龄测试的多次随访，同时限制了骨龄判断的准确性。

随着高频超声技术的快速发展，利用超声技术进行骨龄的测定成为一种可能。郑元义、陈涛等于2017、2018和2019年在多个国际、国内有关超声技术的会议上，展示了对超声图像三维重建的可行性。2018年中国专利CN108606811A公开了一种超声骨龄测量方法及其系统，该方法仅限于利用常规超声对手部进行断层扫查，通过扫查的超声切面图像进行评价，文本中描述的方法主要限于如何进行扫查，但并未提出具体的超声图像与年龄的对比诊断方法，所涉及的扫描装置也没有相关示意图的展示。中国专利CN1846627A公开了一种利用超声波测量骨龄和骨生长板发育程度的方法，该方法主要是通过超声波测量桡骨处的骨声速，并与其所建立的标准进行比对来判断骨龄，但并不涉及超声图像的重建，且该测试方法的准确性不高，受所建标准的影响较大，并且无法直观的展示骨骼的形态和生长状况。中国专利CN204813952U公开了一种新型骨龄检测仪，主要包括机座、检测工作台、超声波发生器，超声波探头、微型计算机等，该仪器采用超声波进行检测，但是并未给出骨龄的具体判断方法、数据输出的形式等、无法判断测试的准确性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，发明了一种基于人工智能的超声三维重建的骨龄诊断装置及其方法，具有一定的可靠性和可操作性，并且从根本上杜绝了X射线对儿童身体的损伤，为临床检测和随访观察提供了一种更为实用的检测手段。

本发明提供的一种基于人工智能的超声骨龄诊断方法，包括如下步骤：

a)首先，应用建立的超声诊断装置对人体手部进行平移扫描，获得相应的原始超声图像，并对原始超声图像进行人工智能识别，自动标识出原始超声图像中的骨骼与关节部分；

b)其次，对骨骼在超声状态下呈现的声影伪像问题进行优化处理，虚拟出完整的骨骼影像，再对手腕、掌骨、指骨及腕和手指各关节的原始超声图像进行三维重建，并进行透视化处理；

c)然后，在处理后的三维重建图像上测量各节指间关节间距、各节指骨长度、关节盘厚度等数据，并与不同年龄阶段不同性别的人体手部X线成像图像进行对比，通关相关性分析，建立不同年龄阶段不同性别的人体手部超声测试骨龄的预测公式；

d)再次，通过对不同年龄阶段不同性别的儿童和青少年的大样本进行预测公式的验证，最终建立超声测试骨龄的标准预测公式；

e)最后，将待测组织的超声测试数据代入步骤d)中的标准预测公式即可获得所测试的骨龄数值。