(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210638349.2 (22)申请日 2022.06.08 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114723754 A (43)申请公布日 2022.07.08 (73)专利权人 中国科学技术大学 地址 230026 安徽省合肥市包河区金寨路 96号 专利权人 安徽省儿童医院 （安徽省新 华医 院、 安徽省儿科医学研究所） (72)发明人 谢洪涛　闫云燕　张思成　孙军　 陈勋　张勇东　 (74)专利代理 机构 北京凯特来知识产权代理有 限公司 1 1260 专利代理师 郑立明　韩珂(51)Int.Cl. G06T 7/00(2017.01) G06V 10/44(2022.01) G06V 10/764(2022.01) G06K 9/62(2022.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) 审查员 陈静 (54)发明名称 超声髋关节骨龄评估方法、 系统、 设备及存 储介质 (57)摘要 本发明公开了一种超声髋关节骨龄评估方 法、 系统、 设备及存储介质， 它属于一种基于解剖 学区域检测的弱监督超声髋关节骨龄评估方案， 包含两个阶段： 第一个阶段， 能够准确定位解剖 学关键区域， 一方面， 能够提高后续骨龄预测的 准确度； 另 一方面， 能够提供可解释性的解剖学 关键区域， 有利于促进医学研究的进一步发展； 第二个阶段， 在具有可解释性的解剖学关键区域 的基础上回归预测骨龄 。 权利要求书3页 说明书7页 附图2页 CN 114723754 B 2022.09.02 CN 114723754 B 1.一种超声髋关节骨龄 评估方法， 其特 征在于， 包括： 第一阶段： 利用注意力机制自动定位超声髋关节影像中的解剖学关键区域， 并裁剪出 解剖学关键区域的图像； 第二阶段： 对所述解剖学关键区域的图像进行特征提取， 利用特征提取获得的特征向 量进行骨龄 评估； 所述第一阶段通过检测网络实现； 通过所述检测网络对超声髋关节影像进行特征提 取， 获得特征图； 将所述特征图进行全局平均池化， 转化为指示通道响应的特征向量； 通过 第一全连接层对所述指示通道响应的特征向量进行变换， 获得输出得分， 利用输出得分计 算出骨龄伪标签； 同时， 利用第一全连接层 对特征图进 行变换获得注意力图， 利用骨龄伪标 签对注意力图进 行加权融合 获得新的注意力图， 利用所述新的注意力图裁剪出解剖学关键 区域的图像； 在训练阶段， 利用输出得分与骨龄标签构造第一损失函数并对所述检测网络进行约 束； 定义输出得 分 ， 第t个元素 表示将骨龄评估 为t时对应的得 分，t= 1,2,…,T，T为骨龄标签最大值； 利用输出 得分计算骨龄概 率： 其中，e为自然常数， 表示将骨龄评估为 t时对应的概率， 表示将骨龄评估为 i时对 应的得分； 对 于 一 张 真 实 骨 龄 为 的 超 声 髋 关 节 影 像 ， 使 用标 签 平 滑 后的 向 量 作为其骨龄标签， 是骨龄标签 的第t个元素， 通过如下公式计算： 其中， 为控制平 滑程度的超参数； 构造的第一损失函数表示 为： 。 2.根据权利要求1所述的一种 超声髋关节骨龄评估方法， 其特征在于， 利用输出得分计 算出骨龄伪标签的步骤 包括： 利用输出 得分 计算骨龄 评估为t时对应的概 率 ， t=1,2,…,T， 表示为：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114723754 B 2其中， 与 分别表示将骨龄 评估为t与i时对应的得分，  T为骨龄标签最大值； 选出最大概率对应的 t的数值， 记为 ， 并利用标签平滑公式得到骨龄伪标签 ， 其中， 是骨龄伪标签 的第t个元素， 计算公式表示 为： 其中，e为自然常数， 为控制平 滑程度的超参数。 3.根据权利要求1所述的一种 超声髋关节骨龄评估方法， 其特征在于， 利用骨龄伪标签 对注意力图进 行加权融合 获得新的注意力图， 利用所述新的注意力图裁剪出解剖学关键区 域的图像的步骤 包括： 记录骨龄伪标签为 ， 对特征图进行变换获得注意力图为 ， 利用骨龄伪标签 对 注意力图 进行加权融合获得新的注意力图 ， 表示为： 其中， 是骨龄伪标签 的第t个元素， 为注意力图 中的第t张， 即骨龄t对应的 注意力图； 将新的注意力图 调整为与所述超声髋关节影像相同的尺寸， 从尺寸调整后的注意力 图中选出一个矩形区域， 使其包含所有响应值大于阈值的像素点且面积最小， 并依照该矩 形区域从所述超声髋关节影 像中裁剪出对应的图像， 作为 解剖学关键区域的图像。 4.根据权利要求1所述的一种 超声髋关节骨龄评估方法， 其特征在于， 所述第 二阶段通 过回归网络实现， 所述回归网络采用双分支并行网络结构， 根据性别信息选择相应支路， 利 用相应支路从所述解剖学关键区域的图像中提取特征图， 并通过最大池化操作获得相应的 特征向量， 再通过第二全连接层， 获得骨龄 评估结果。 5.根据权利要求4所述的一种超声髋关节骨龄评估方法， 其特征在于， 训练阶段， 所述 回归网络中的双分支并行网络 分别使用不同性别的样本进 行训练， 利用骨龄评估结果构造 第二损失函数， 表示 为： 权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114723754 B 3