基于混合推理的骨折智能診斷與治療系統(tǒng)的研究.pdf

1、骨折智能診斷與治療系統(tǒng)是醫(yī)用整骨機器人的重要組成部分。該系統(tǒng)以由C形臂X線機采集到的患者骨折部位的X線圖像為診斷與治療的關鍵依據(jù)，以患者的病歷信息為輔助依據(jù)，將計算機技術、現(xiàn)代控制理論、數(shù)字圖像處理理論、模式識別技術、人工智能和專家系統(tǒng)理論、傳感器技術、生物力學、人體解剖學、骨創(chuàng)傷理論和中醫(yī)徒手整復理論等多個領域的知識相融合，實現(xiàn)人體骨折診斷結論和治療方案的確定以及治療方案實施的綜合性系統(tǒng)。 骨折智能診斷與治療系統(tǒng)主要分診斷子系

2、統(tǒng)和治療子系統(tǒng)兩大部分。診斷子系統(tǒng)可作為一個獨立的專家系統(tǒng)輔助領域專家完成骨折的臨床診斷，最后給出臨床確定性診斷結論和治療方案。治療子系統(tǒng)主要完成診斷后骨折治療方案的實施，即根據(jù)診斷子系統(tǒng)給出的治療方案，提取整復特征，計算整復參數(shù)，編排整復程序，驅動控制系統(tǒng)和機械結構執(zhí)行整復操作，對患者直接實施治療。兩個子系統(tǒng)既能分別獨立使用，也可以互為利用，實現(xiàn)了骨折臨床診斷與治療的“無縫聯(lián)接”。 骨折的代碼診斷是確定骨折臨床診斷結論的關鍵。

3、該文提出以智能診斷技術中的規(guī)則推理理論為手段，將領域專家的臨床經驗和知識轉化為若干條規(guī)則。采用人機交互的方式提取出隱含在患者骨折部位X線圖像中的關鍵診斷特征，確定骨折的診斷代碼。臨床上，確定性診斷結果的給出還需要綜合患者病歷中的相關信息。該文提出用智能診斷技術中案例推理理論模擬領域專家臨床診斷的思維方法和診斷思路實現(xiàn)骨折的智能診斷。案例的表示是案例推理的基礎，該文提出采用模糊集合的方式表示含有多個不明確概念的骨折患者病歷，將案例的相似比

4、對轉換為模糊集合貼近度的計算實現(xiàn)案例的快速匹配，采用層級樹的層次結構組織案例實現(xiàn)案例的高效檢索。如果在案例庫無法找到與當前患者相似的病歷案例或者需要對診斷結果進行修正時，該文提出將規(guī)則推理融入到案例推理過程中的混合智能診斷技術，可彌補案例推理本身的不足，增強系統(tǒng)的求解能力。 骨折整復動作的量化和參數(shù)化是治療子系統(tǒng)實施骨折治療的關鍵。將中醫(yī)徒手整復過程中的感覺和經驗轉化為確定性的整復動作也是實現(xiàn)自動整復的難題。針對多發(fā)于老年人群的

5、股骨頸骨折的特點，該文提出將股骨頸骨折的整復量化為牽拉、左(右)移和內旋三個動作，并將這些整復動作參數(shù)化為圖像上的九點、六線、兩角、一距等特征。針對由C形臂X線機采集到的X線圖像的特性，提出了相應的圖像處理和分析策略。在分析了整復參數(shù)的特點、整復要求的基礎上，提出了計算特征角和特征距的主、副坐標系法，確定了參數(shù)計算的標準，簡化了參數(shù)的計算。提出了四組、十六幀圖像壓力計算法解決了骨延遲愈合與不愈合治療過程中壓力難以準確計算的問題。