[发明专利]用于脊柱侧凸概率评估的系统和方法

说明书

本申请公开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。本申请还公开了一种用于脊柱侧凸概率评估的方法和一种机器可读存储介质。

技术领域

本申请涉及一种用于脊柱侧凸概率评估的系统和方法，以及一种相应的机器可读存储介质。

背景技术

青少年特发性脊柱侧凸(AIS)是脊柱侧弯中最为常见的一种三维脊柱畸形，约占特发性脊柱侧弯总数的80％，临床上常将站立正位X线片上Cobb角大于10°定义为脊柱侧凸。AIS在10至16周岁的青少年中发病率为1％至3％。AIS不仅严重影响青少年的身体外观，还会损害他们的呼吸系统功能、运动功能、心理状态以及总体生活质量。

脊柱侧凸早期症状并不明显，易被忽视。治疗不及时可严重影响患者体型，并导致缺乏自信、抑郁倾向及自杀观念等心理问题。情况严重时会对患者的心理造成沉重打击，并大大降低患者的生活质量，并增加家庭和社会的经济负担。

近年来，脊柱侧凸发病率呈上升态势，通过开展筛查能早期发现脊柱侧凸并及时提供科学的控制和治疗手段，加强脊柱畸形的健康管理。筛查对保持青少年身心健康、缓解由于脊柱侧凸带来的社会及家庭负担有重要意义。早筛能够在很大程度上尽早发现疾病，并尽早给与医学专业治疗，减少患者成年后的心理、身体和经济上的负担。

目前国内外的脊柱侧凸筛查地点均以学校为主。学校筛查的开展在社区医院和地区中心医院的协助下进行。在《中国青少年脊柱侧凸筛查临床实践指南及路径指引》中，建议联合使用三种或以上的筛查手段作为脊柱侧凸的筛查方法，如目测法、Adams前屈试验、躯干旋转角测量(包括脊柱侧凸测量尺或便携式电子脊柱侧凸筛查工具)。

目测法是最易使用的、不用借助任何工具的筛查方式。目测法是指专业的医生通过对双肩外观、腰线外观及骨盆水平度的观察进行判断和推测。但该方法过于依赖临床医生的经验和主观判断，虽具有一定的检查意义，但由于准确性较低，且不能量化，很难进行广泛推广。

Adams前屈试验是业内公认的脊柱侧凸首要筛查方法，其操作简单、无创、价格低廉。然而，Adams前屈试验也有其明显不足，过分依赖于临床医生经验，且该方法假阴性率高，尤其是对于轻度患者，易导致漏诊，因此也不建议单独作为脊柱侧凸的筛查方式。

躯干旋转角测量借助于脊柱侧凸测量尺或便携式电子脊柱侧凸筛查工具来评估。测量点定位需要专业的医生完成，且依赖于专业的设备。单个患者筛查耗时长，在大规模筛查时不便于使用。相关检测指标的研究较少，对其灵敏度和特异性很难评估和度量。

而X线作为脊柱侧凸诊断金标准，由于存在辐射，不建议作为筛查手段，尤其是对青少年，不建议用X线作为筛查的手段，因此，目前仅作为筛查阳性者最终的确诊手段。

以此，指南建议联合使用三种或以上的筛查手段作为脊柱侧凸的筛查方法。但联合使用的方法越多，在人群中广泛进行筛查的操作性和可实施性就越差，筛查效率就越低。

人工智能是一门研究计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为的学科。随着人工智能技术在检测、识别、分割等任务中的研究逐渐趋于成熟，在医学影像领域，人工智能技术也被广泛用于疾病的筛查、诊断和治疗。从理论上来说，基于人工智能的图像分割、检测和图像分类系统的成功发展与应用，将很可能会在很大程度上辅助医生进行筛查，为上述问题提供快速、客观、准确的解决办法。

发明内容