[發(fā)明專利]一種確定核性白內(nèi)障級別的方法及系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980162130.2
• 申請日: 2009-08-24
• 公開（公告）號: CN102984997A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李慧琦;林如暉;劉江;黃永基;陳彥鳴;張卓;呂士健;黃天蔭
• 申請（專利權(quán)）人: 新加坡保健服務(wù)集團有限公司;新加坡科技研究局;新加坡國立大學(xué)
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;G06T7/60;A61B3/14
• 代理公司: 北京中博世達(dá)專利商標(biāo)代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種確定裂隙燈圖像中核性白內(nèi)障級別(grade)的方法及系統(tǒng)，該方法和裝置優(yōu)選地用于確定核性白內(nèi)障的級別。

背景技術(shù)

到2020年，全球盲人數(shù)量預(yù)計將達(dá)到76萬[1]。統(tǒng)計資料顯示，全世界有一半的失明是由白內(nèi)障所致。盡管提出了一些導(dǎo)致白內(nèi)障發(fā)展的可能危險因素，但到目前為止仍沒有確切的方法來防止白內(nèi)障的形成。但是通過使用人工晶狀體(intraocular?lens)的白內(nèi)障手術(shù)，可以恢復(fù)近乎正常的視功能。為了防止視力減退，準(zhǔn)確診斷和及時治療白內(nèi)障是非常必要的。

白內(nèi)障是指眼內(nèi)晶狀體的混濁或不透明。白內(nèi)障的首發(fā)癥狀通常是不清晰或模糊。年齡相關(guān)性(老年)白內(nèi)障主要有三種類型，即核性白內(nèi)障、皮質(zhì)性白內(nèi)障、后囊下白內(nèi)障。這些是由它們的臨床表現(xiàn)定義的，例如眼睛內(nèi)晶狀體的不透明的位置。核性白內(nèi)障形成于眼睛的晶狀體的中心，皮質(zhì)性白內(nèi)障形成于眼睛的晶狀體皮質(zhì)，而后囊下白內(nèi)障始于眼睛的晶狀體后部。核性白內(nèi)障在三種類型的白內(nèi)障中最常見。臨床上通過裂隙燈評估對核性白內(nèi)障進(jìn)行診斷，在裂隙燈評估中，通過將裂隙燈圖像與標(biāo)準(zhǔn)照片比較，指定白內(nèi)障級別，以提供白內(nèi)障嚴(yán)重程度的定量記錄。這些臨床分類方法比較主觀，也相當(dāng)費時，尤其是在進(jìn)行群體研究時。

幾個研究小組已經(jīng)研究了使用裂隙燈圖像自動診斷核性白內(nèi)障。威斯康星研究小組[2-3]提出一方法，該方法提取視軸上的解剖結(jié)構(gòu)，選擇溝強度(intensity)及晶狀體(lentil)前部和后部間的強度比作為特征，執(zhí)行線性回歸分析以對核硬化程度自動分級。約翰·霍普金斯研究小組[4]提出一方法，該方法分析了視軸的強度分布圖并提取了三個特征，即核平均灰度水平，分布圖后部的點的斜率和最小二乘擬合的小數(shù)殘差(fractional?residual)。然后使用這些特征確定核渾濁化的級別來訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。威斯康星研究小組和約翰.霍普金斯研究小組完成的研究僅利用視軸的特征，而在核性白內(nèi)障的臨床診斷中，通常會分析整個晶狀體核的區(qū)域。發(fā)明者自己之前也提出過核性白內(nèi)障的自動診斷方法[5-6]，該方法提取晶狀體輪廓。然而，發(fā)明者之前分析了整個晶狀體的區(qū)域，而不是僅核區(qū)域，并且發(fā)現(xiàn)這會導(dǎo)致不準(zhǔn)確的評估。之前由威斯康星研究小組、約翰.霍普金斯研究小組、甚至發(fā)明者他們自己完成的研究都沒有使用大量的臨床數(shù)據(jù)來證實。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種新型且有效的確定測試圖像中核性白內(nèi)障級別的自動的方法和系統(tǒng)。

總體而言，本發(fā)明提出定義圖像中晶狀體結(jié)構(gòu)輪廓，所述晶狀體結(jié)構(gòu)輪廓包括在晶狀體結(jié)構(gòu)核邊緣的周圍的部分。可使用該輪廓來確定圖像中的核性白內(nèi)障的級別。這樣的輪廓是更可取的，因為該核區(qū)域通常是正規(guī)評估核性白內(nèi)障的唯一區(qū)域。

具體來說，本發(fā)明的第一個方面是確定測試圖像中核性白內(nèi)障級別的方法，該方法包括以下步驟：(1a)定義在測試圖像中的晶狀體結(jié)構(gòu)輪廓，所述定義的晶狀體結(jié)構(gòu)輪廓包括在晶狀體結(jié)構(gòu)核邊緣的周圍的部分；(1b)基于定義的在測試圖像中的晶狀體結(jié)構(gòu)輪廓，從測試圖像提取特征；和(1c)基于所述提取的特征和分級模型，確定測試圖像中的核性白內(nèi)障的級別。

可選的，本發(fā)明還可表現(xiàn)為執(zhí)行這樣的方法的計算機系統(tǒng)。該計算機系統(tǒng)可與裂隙燈圖像拍攝設(shè)備集成。本發(fā)明也可表現(xiàn)為計算機程序產(chǎn)品，如這樣的一個計算機程序產(chǎn)品，其被記錄在有形的計算機介質(zhì)上，并且包括可由計算機系統(tǒng)操作的程序指令，以執(zhí)行所述方法的步驟。

附圖說明

現(xiàn)在出于舉例的緣故，本發(fā)明的實施例將僅參考下面的圖進(jìn)行說明，其中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的方法100的流程圖，所述方法100執(zhí)行對核性白內(nèi)障的自動分級，所述方法100包括步驟102-108和112-118；

圖2示出了圖1的方法100中的步驟102的子步驟102a-102d；

圖3示出了圖像中的水平線和豎直線，憑此，在圖1的方法100中的步驟102中分析了這些水平線和豎直線的剖面(profiles)；

圖4示出了描述圖像中晶狀體結(jié)構(gòu)形狀模型上的位標(biāo)(landmark)點；

圖5示出了圖1的方法100的步驟104的子步驟104b的子步驟104bi-104bii的流程圖；

圖6示出了方法100的步驟102-104的結(jié)果；和

圖7示出了方法100的結(jié)果與臨床分級執(zhí)行的分級結(jié)果之間的差異。

具體實施方式