利用计算机视觉检测腕部带扣骨折

阿比拉米-维纳

5 分钟阅读

2025 年 9 月 19 日

了解什么是腕部带扣骨折以及为什么这种骨折常见于儿童。探索人工智能和计算机视觉如何帮助医生准确检测和治疗骨折。

腕部扣骨骨折,又称环形骨折或桡骨远端扣骨骨折,是一种常见的腕部损伤,发生时腕骨会弯曲并轻微隆起,而不是完全断裂。这种骨折最常见于儿童,尤其是腕部周围。

扣骨骨折虽然会造成疼痛,但一般情况下是稳定的,只需进行简单的治疗(如佩戴夹板)就能很快愈合。传统上,医生依靠 X 光片来诊断这类损伤,但有时会漏诊一些细微的骨折。

如今,人们正在探索一种被称为计算机视觉的尖端技术,以改进诊断。计算机视觉是人工智能(AI)的一个分支,它能让计算机以类似人类视觉的方式观察和解读 X 光片等图像。通过协助医生准确检测腕扣骨折,计算机视觉还能帮助减少不必要的治疗。

在本文中,我们将详细介绍什么是带扣骨折、为什么它在儿童中如此常见、如何治疗以及计算机视觉如何塑造诊断和康复的未来。让我们开始吧!

腕扣骨折的原因

在深入探讨计算机视觉如何改善骨折患者护理之前,让我们先来更好地了解一下什么是腕部扣骨骨折、它是如何发生的,以及为什么它在儿童中如此常见。

腕扣骨折常见于 12 岁以下的儿童。成人的骨头更硬更脆,而儿童的骨头更软更有弹性。此外,儿童骨骼的皮质(骨骼的坚硬外层)更薄、更灵活,而骨膜(帮助骨骼愈合的保护层)更厚。

由于这种灵活性,当孩子伸手摔倒时,骨头通常不会像成人那样折断。相反,骨皮质的一侧会压缩并向外凸出,形成医生所说的骨扣。

扣骨骨折发生在桡骨远端(手腕附近较大的骨头),有时也会发生在尺骨(旁边较小的骨头)。即使是简单的意外事故,如从自行车上摔下、在操场上绊倒或在接触性运动中的笨拙着地,都可能对儿童的手腕造成足够的压力,导致这种类型的骨折。

图 1.桡骨远端腕部扣骨骨折。(资料来源)

与青棒骨折或完全骨折等严重损伤不同,扣骨骨折属于不完全骨折,通常会很快愈合,很少会造成长期问题。然而,对损伤进行正确诊断和治疗以确保骨骼正确愈合并避免并发症仍然非常重要。

在家发现腕扣骨折的迹象

既然我们已经对什么是腕扣骨折有了一个大致的了解,那么让我们先来看看它通常是如何治疗的,然后再看看其中的挑战和计算机视觉的作用。

扣骨骨折很难发现,因为手腕看起来并不总是严重受伤。常见的迹象是手腕周围疼痛、肿胀和触痛。在某些情况下,可能会有一个小凸起或形状的轻微变化,但通常情况下,手腕看起来相当正常。

常常让家长感到困惑的是,即使是扣骨骨折,孩子的手腕仍然可以很好地活动。完全骨折时,手腕会变得不稳定,几乎不可能活动,但带扣骨折比较稳定,因此仍有可能做一些活动。

这就很容易将扣骨骨折误认为扭伤。两者都会引起疼痛和肿胀,但骨折涉及的是骨头,而扭伤影响的是韧带。如果疼痛在一两天内没有改善,或者在孩子使用手腕时不断复发,最好请医护人员进行检查。尽管扣骨骨折没有其他骨折那么严重,但仍然需要适当的护理才能痊愈。

治疗:医生如何治疗腕扣骨折

大多数扣骨骨折愈合很快,不需要持续治疗。恢复期主要是在骨头愈合期间保持手腕的稳定和舒适。 

医生通常会关注三个简单的步骤:夹板固定、止痛和检查进展情况的短期随访。让我们来看看这三个步骤。

夹板和固定

矫形外科医生通常会使用一种可拆卸的夹板来固定手腕,而不是使用厚重的石膏。这种腕部夹板更便于家长管理,对儿童来说也更舒适,是英国国家医疗服务系统(NHS)的推荐产品。根据医生的建议,有时可以取下夹板洗澡或作短暂休息。

图 2.活动腕夹板(资料来源)

缓解疼痛

最初几天,骨折处可能会疼痛,但安全剂量的止痛药(如布洛芬或扑热息痛)通常就足够了。用夹板支撑手腕并控制疼痛,大多数儿童很快就会感觉舒服些。

恢复和后续行动

扣骨骨折通常会在几周内愈合,很少会造成持久性问题。有些儿童可能需要复诊,由医生检查骨骼是否正常愈合。 

一旦夹板脱落,疼痛减轻,孩子们就可以恢复正常游戏,不过足球或体操等接触性运动可能需要多花一点时间。在大多数情况下,骨折完全愈合,不会产生长期影响。

医疗保健领域对计算机视觉的需求

在医院和诊所,医生每天都要查看数百张医学影像,如 X 光片、CT 扫描和核磁共振成像。虽然这些图像揭示了重要信息,但在人工查看过程中可能会忽略一些微妙的细节。计算机视觉模型可以快速、精确地解读这些图像和其他视觉信息。

图 3.X 光片显示手腕扣骨骨折(资料来源)

例如,Ultralytics YOLO11Ultralytics YOLOv8等视觉人工智能模型支持对象检测(在图像中定位对象)、图像分类(为整幅图像分配标签)和实例分割(勾勒出对象的确切形状和边界)等任务。YOLO11 和 YOLOv8 在对一组自定义 X 光图像进行训练后,可以学会识别扣骨骨折的细微迹象,使其在诊断中更加有用。 

就骨折而言,物体检测可以帮助确定 X 光片上受伤的确切位置,而图像分类则可以确定扫描结果是正常还是显示骨折,甚至可以识别骨折的类型。实例分割可以更进一步,勾勒出骨折的精确形状和边界,让医生更清楚地了解有多少骨头受到影响。

为什么使用 Ultralytics YOLO 模型进行腕部骨折检测?

您可能会问,现在有这么多计算机视觉模型,为什么还要使用像 YOLO11 这样的 Ultralytics YOLO 模型呢?YOLO11 和 YOLOv8 等 YOLO 模型之所以广受欢迎,是因为它们集速度、准确性、效率和精度于一身,在实际应用中非常实用。这一点在医院和诊所尤为重要,因为医生每天都要查看大量的 X 光片。

事实上,在最近一项以检测 小儿腕部异常为重点的研究中,研究人员将几种 YOLO 模型(Ultralytics YOLOv5、YOLOv6、YOLOv7 和 YOLOv8)与传统的两阶段物体检测方法如 Faster R-CNN 甚至传统的 CNN 分类器)进行了比较。

结果表明,YOLO 系列模型不仅工作速度更快,而且检测断裂的精度更高。其中,YOLOv8m 的表现尤为突出,其断裂检测灵敏度达到 92%,平均精度 (mAP) 达到 95%。

图 4.使用 YOLOv8 检测手腕骨折的示例(资料来源)

主要收获

扣骨骨折在儿童中很常见,但通常只需夹板固定和休息就能很快愈合。现在,医生们开始使用计算机视觉来更准确地发现这些骨折,这意味着漏诊率更低,治疗更快。有了正确的治疗方法和人工智能的帮助,孩子们可以放心地恢复正常活动。

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