基于模糊神经网络的脊柱侧弯矫形器设计模型

关天民,赵德竹,梅钊

(1.大连交通大学 机械工程学院，辽宁 大连 116028；2.华柱医疗科技(上海)有限公司 技术部，上海 201204) *

脊柱侧弯是一种常见的三维脊柱畸形疾病，其发病率达2%～3%.在脊柱侧弯的分型中，青少年特发性脊柱侧弯(Adolescent Idiopathic Scoliosis, AIS)是一种发生在青春期、病因不明确的脊柱侧弯，其发病数约占脊柱侧弯患者总数的75%～80%，严重影响青少年正常的脊柱功能.目前，临床上对于脊柱侧弯Cobb角介于25°～40°之间的AIS患者主要采取脊柱侧弯矫形器保守治疗方法[1-2].然而，传统的脊柱侧弯矫形器设计流程繁琐、设计效率低.脊柱侧弯矫形器的设计主要依靠医师的经验，易受其医疗水平及主观因素影响.这导致脊柱侧弯矫形器的设计过程中存在大量的不确定性、非线性信息，难以建立精确的脊柱侧弯矫形器设计数学模型.近年来，随着人工智能技术的不断发展，人工神经网络被广泛地应用到医疗的各个领域.模糊神经网络结合了模糊逻辑与神经网络，同时具备处理不确定性信息和非线性模型学习的能力.当前，在疾病诊断和治疗上的应用[3-6]是模糊神经网络的研究热点，并且都达到了理想的准确性.为了辅助医师进行脊柱侧弯矫形器设计、提高脊柱侧弯矫形器的设计效率，本文提出了一种基于模糊神经网络的脊柱侧弯矫形器设计模型，实现了预测脊柱侧弯矫形器设计参数和自适应调整隶属度函数；并应用于脊柱侧弯矫形器修型调整量的预测；最后通过试验研究……