[發明專利]一種基于圖像識別的錐細胞密度的計算方法

有效

• 申請號: 201310714382.X
• 申請日: 2013-12-23
• 公開（公告）號: CN103745257A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 廖娜;王勤美;陳浩;厲以宇;李超宏
• 申請（專利權）人: 溫州醫科大學眼視光器械有限公司;溫州醫科大學眼視光研究院
• 主分類號: G06M11/00
• 分類號: G06M11/00;G06F19/00;A61B3/12;A61B3/14
• 代理公司: 溫州金甌專利事務所(普通合伙) 33237
• 代理人: 黃肇平

技術領域

本發明屬于眼底顯微成像、醫學檢測領域，具體的說本發明涉及一種基于圖像識別的錐細胞密度的計算方法。

背景技術

視網膜共三級神經元，包括視錐、視桿細胞，雙極細胞和神經節細胞。視錐細胞和視桿細胞屬于一級神經元，他們感受外界光和圖像信息并通過雙極細胞，神經節細胞向視中樞傳導。其中視錐細胞主要司明視覺，分辨精細形態和色覺，主要分布在視網膜的黃斑區（黃斑中心凹只有錐細胞），是視銳度即視力的形成的解剖和生理基礎。而且在一些諸如視網膜色素變性，錐桿細胞營養不良等眼底疾病出現視力損害前很早就會有視錐細胞的改變。因此檢測視錐細胞對于認識眼底疾病的發生發展過程，早期診斷，監測病變發展，判斷預后等方面有很重要的臨床價值。

Liang等較早就提出利用自適應光學技術應用于人眼觀測可以達到高分辨率眼底成像甚至還可以利用這項技術達到超視覺（Liang,?J.,?D.R.,?et?al.?“Supernormal?vision?and?high-resolution?retinal?imaging?through?adaptive?optics.”?J?Opt?Soc?Am?A?Opt?Image?Sci?Vis?11(11):2884-2892.(1997)）。其后Roorda將自適應光學技術和共焦眼底掃描計數相結合研發了第一臺真正意義上的眼底自適應共焦激光掃描檢眼鏡（Roorda,?A.,F.,?et?al.?“Adaptive?optics?scanning?laser?ophthalmoscopy.”?Opt?Express?10(9):?405-412.(2002)）。眼底自適應共焦激光掃描檢眼鏡（AOSLO）能實時校正人眼像差，與目前普通的眼底成像設備相比，它可以直接在人體上觀測到視網膜的細胞結構。因此改變了以往在對錐細胞的研究只能通過離體人眼球視網膜切片進行組織學研究或是通過動物實驗進行研究的現狀。目前國內外不同研究機構公開了利用自適應光學技術實現人眼視網膜顯微成像的設備（JP2007-14569,99115051.1，201110293434.1），他們在AOSLO成像系統上進行不斷的改進，實現獲得更大視場，更為清晰的視錐細胞圖像，但他們都沒有提出進行錐細胞自動計數密度的方法。而如果要進行錐細胞分析必然要了解數量密度的改變情況，如果僅采用人工進行錐細胞密度的運算，耗時、耗力，必然會限制今后在臨床的應用。

發明內容

為了解決背景技術中的不足，本發明公開的是一種錐細胞密度的計算方法。?

本發明所采用的技術方案是：一種基于圖像識別的錐細胞密度的計算方法，其包括以下步驟：

（1）?通過掃描設備獲得一段眼底錐細胞的視頻圖像,截取視頻圖像,選擇待操作的視網膜區域，并將其保存為圖像文件，選擇圖像文件中待計數錐細胞密度的區域作為候選區域；

（2）將候選區域內的像素大小（pixel²）通過I=????????????????????????????????????????????????換算為視網膜實際大小（mm²），其中I為視網膜的實際大小，x為眼軸長度，為角膜頂點到眼第二節點的距離，為視角；

（3）識別待計數的候選區域內的錐細胞，并對錐細胞進行數量統計和計算相鄰錐細胞間距離；

（4）將步驟（3）中得到的總錐細胞數除以步驟（2）中的到的視網膜實際面積獲得步驟（1）中候選區域內的錐細胞密度。

所述掃描設備為眼底自適應共焦激光掃描檢眼鏡。

在所述步驟（2）中，將眼球看作是“四個共軸球面折射系統”組成的光學系統，包括角膜前后表面，和晶狀體前后表面；利用近軸光學單球面折射和共軸球面折射系統的成像原理計算全眼系統的主點、焦點及節點，計算實際視網膜大小。

在所述步驟（2）中，應用Gullstrand-Emsley?No.1模型眼計算視網膜的放大率，?

M=?????????，并對掃描設備對視網膜放大率的影響進行校正，其中M為放大率，?P為試戴鏡的度數，d為鏡眼距，y為角膜頂點到入瞳的距離。

所述步驟（3）中，包括以下步驟：步驟一、將掃描設備獲取的錐細胞圖由空間域轉換為頻域上的功率譜圖，通過獲得二維序列I＇，其中T1，T2是水平和垂直方向上的采樣周期，是廣義的噪聲；

步驟二、讀取圖像文件后手動選取5個以上相鄰的錐細胞，作為樣本錐細胞利用周期圖法估計錐細胞響應頻率；