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(jī)器人的重要組成部分。該系統(tǒng)以由C形臂X線機(jī)采集到的患者骨折部位的X線圖像為診斷與治療的關(guān)鍵依據(jù)，以患者的病歷信息為輔助依據(jù)，將計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代控制理論、數(shù)字圖像處理理論、模式識別技術(shù)、人工智能和專家系統(tǒng)理論、傳感器技術(shù)、生物力學(xué)、人體解剖學(xué)、骨創(chuàng)傷理論和中醫(yī)徒手整復(fù)理論等多個(gè)領(lǐng)域的知識相融合，實(shí)現(xiàn)人體骨折診斷結(jié)論和治療方案的確定以及治療方案實(shí)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(gè)獨(dú)立的專家系統(tǒng)輔助領(lǐng)域?qū)＜彝瓿晒钦鄣呐R床診斷，最后給出臨床確定性診斷結(jié)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(shí)施，即根據(jù)診斷子系統(tǒng)給出的治療方案，提取整復(fù)特征，計(jì)算整復(fù)參數(shù)，編排整復(fù)程序，驅(qū)動控制系統(tǒng)和機(jī)械結(jié)構(gòu)執(zhí)行整復(fù)操作，對患者直接實(shí)施治療。兩個(gè)子系統(tǒng)既能分別獨(dú)立使用，也可以互為利用，實(shí)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(jié)論的關(guān)鍵。

3、該文提出以智能診斷技術(shù)中的規(guī)則推理理論為手段，將領(lǐng)域?qū)＜业呐R床經(jīng)驗(yàn)和知識轉(zhuǎn)化為若干條規(guī)則。采用人機(jī)交互的方式提取出隱含在患者骨折部位X線圖像中的關(guān)鍵診斷特征，確定骨折的診斷代碼。臨床上，確定性診斷結(jié)果的給出還需要綜合患者病歷中的相關(guān)信息。該文提出用智能診斷技術(shù)中案例推理理論模擬領(lǐng)域?qū)＜遗R床診斷的思維方法和診斷思路實(shí)現(xiàn)骨折的智能診斷。案例的表示是案例推理的基礎(chǔ)，該文提出采用模糊集合的方式表示含有多個(gè)不明確概念的骨折患者病歷，將案例的相似比

4、對轉(zhuǎn)換為模糊集合貼近度的計(jì)算實(shí)現(xiàn)案例的快速匹配，采用層級樹的層次結(jié)構(gòu)組織案例實(shí)現(xiàn)案例的高效檢索。如果在案例庫無法找到與當(dāng)前患者相似的病歷案例或者需要對診斷結(jié)果進(jìn)行修正時(shí)，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(shù)，可彌補(bǔ)案例推理本身的不足，增強(qiáng)系統(tǒng)的求解能力。 骨折整復(fù)動作的量化和參數(shù)化是治療子系統(tǒng)實(shí)施骨折治療的關(guān)鍵。將中醫(yī)徒手整復(fù)過程中的感覺和經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為確定性的整復(fù)動作也是實(shí)現(xiàn)自動整復(fù)的難題。針對多發(fā)于老年人群的

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