智能化婴儿髋关节发育性不良辅助筛查系统

胡歆迪，杨 鑫，周 旭，王丽敏，梁永栋，尚 宁，倪 东，顾 宁

1) 南京医科大学生物医生工程与信息学院，江苏南京211166；2)深圳大学医学部生物医学工程学院，广东深圳 518060；3)广东省妇幼保健院超声诊断科，广东广州511400

髋关节发育性不良(developmental dysplasia of the hip, DDH)是一种常见的先天性关节疾病，发病率为0.15%～2.00%[1]．该疾病由股骨头和髋臼之间位置异常引起，患病婴儿髋臼较浅，股骨头无法牢固地嵌在髋臼内，甚至完全脱出髋臼．根据病情严重程度，DDH可分为发育不良、半脱位和脱位3类．常见的临床症状包括左右腿长度不等，腿纹和臀纹不对称，脱位腿向外翻转等，不及时治疗可能会引发慢性疼痛、步态紊乱和关节炎等疾病[2]．DDH早期的治疗简单有效，治疗成功率可达96%[3]，能有效减少后续疾病的产生，因此针对新生儿的DDH筛查具有重要意义．与X光相比，超声成像具有无创和无辐射等特点，且能显示婴儿髋关节尚未骨化的部分，便于观察股骨头在髋臼内的运动，因此对6月龄以内的婴儿，临床上通常使用超声检查，依据Graf法进行DDH诊断．

Graf法是一种基于形态学的方法，通过量化解剖结构在超声静态图像上的特征，评估髋关节发育状况[4]．Graf法通常分为3步：① 使用超声探头扫查婴儿髋关节(图1(a))，获得超声视频．② 从超声视频中挑选出一张标准切面图，该图必须包含平直髂骨、髂骨下缘、盂唇和骨-软骨结合处等关键解剖结构，如图1(b)．由于平直髂骨和髂骨下缘同属于髂骨结构，为便于测量角度，本研究将二者视作不同结构．③ 在标准切面上测量α角和β角两个发育指标．如图1(c)和(d)，角度测量需要作出3条测量线：沿平直髂骨顶部作出切线，即基线；……