[發明專利]一種基于主動輪廓和能量約束的篩板前表面深度測量方法

有效

• 申請號: 201710810756.6
• 申請日: 2017-09-11
• 公開（公告）號: CN107657605B
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 陳再良;彭鵬;沈海瀾;劉晴;魏浩;段宣初;歐陽平波;廖勝輝
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/13;G06T7/50
• 代理公司: 43114 長沙市融智專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 龔燕妮<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明公開了一種基于主動輪廓和能量約束的篩板前表面深度測量方法，該方法采用基于k均值聚類和主動輪廓的Bruch膜開口點測定方法和基于能量約束的篩板前表面分割方法，首先將k均值聚類的聚類圖作為C?V主動輪廓模型的初始輪廓，提取出輪廓中的Bruch膜開口點，再根據開口點的位置得到篩板前表面分割的感興趣區域，使用能量約束方法分割出篩板前表面，最后根據兩個步驟的結構測量出篩板前表面深度。該方法所得結果優于現有的方法，并與專家手工標定結果相一致，能夠解決專家在臨床診斷時需要手動標定測量篩板前表面深度的費時費力的問題，對青光眼的早期篩查和臨床診斷具有積極意義。

技術領域

本發明屬于圖像識別技術領域，涉及一種基于主動輪廓和能量約束的篩板前表面深度測量方法。

背景技術

青光眼是世界第二大致盲疾病，它通過對人視乳頭周圍的視神經節細胞軸突的破壞，導致人的視野缺失。由于青光眼的不可逆性，對青光眼的早檢測、早發現和早治療能夠減緩疾病發展的進程。但因為青光眼的發病機制尚未完全明確，因此對青光眼的風險因素的研究仍然是目前的熱點問題。

視神經篩板(lamina cribrosa)位于鞏膜，是視網膜神經節細胞軸突穿出眼睛的位置，呈篩狀結構，負責對視網膜神經節細胞軸突提供營養和結構支持，并有助于保持眼內和眼外之間的壓力梯度。篩板的解剖學結構如下：大約1.2-1.5萬個視網膜神經節細胞軸突聚集在視乳頭，通過視神經管的內部(即Bruch's膜開口)和外部(即鞏膜)部分離開眼睛。視神經是中樞神經系統的一部分，外面包有由三層腦膜延續而來的三層被膜(硬腦膜、蛛網膜、軟腦膜)，硬腦膜下腔和蛛網膜下腔也隨之延續到視神經周圍，蛛網膜下腔充滿腦脊液。在鞏膜后孔處，鞏膜組織前1/3形成薄層纖維隔，隔板內有很多篩孔允許視網膜神經節細胞軸突穿行，后2/3與硬腦膜相接。研究表明篩板與青光眼最大的風險因素——眼內壓存在一定關系，在青光眼的發病過程中通常會伴隨著眼內壓的升高，而眼內壓的升高同時會造成篩板的向后移位和彎曲變形等。王寧利等人提出視神經節細胞軸突損傷與跨篩板壓力差(眼內壓與腦內壓之差)有關，而在這種壓力差之下篩板也會表現出向后移位的特征。

光學相干斷層掃描技術(Optic Coherence Tomography,OCT)技術在眼科的臨床應用不過二十年，其技術創新迅速，現已經成為眼科臨床最重要的檢查之一。該技術通過對組織發射相干光，回收組織的反射光與散射光，并與時間的延遲相結合，可以獲取到組織的二維斷層信息或整體視網膜三維圖像的信息。除了實時監測，無創等優點外，OCT最重要的特點是其分辨率高，并且觀察到的細微結構為橫截面結構，符合病理學的常規觀察習慣，為眼科研究者的活體視網膜形態研究提供技術支持。OCT的工作過程如下：由低相干光源發出的低相干光線，由干涉儀分成兩束光線，一束進入探測光路，直接入射眼內，被眼內不同組織的界面發射回來，用以提供眼內各種組織的厚度與距離信息；另一束進入參照光路，由已知空間距離的參照鏡反射回來。兩束光在光纖偶聯器中整合為一，由于發射到參照鏡的來回距離和發射到眼內給定結構的距離精確匹配，故產生干涉現象，被光敏探測器探測到。調解后的信號輸入計算機進行運算，得到被測物體的光學相干斷層圖像。由于眼內組織具有不同的深度和空間結構，所以兩束光線之間會產生時間差，這種時間差叫做光學延遲時間。把探測器所計算出的時間差利用低相干光涉度量學原理，可獲得組織反射的信息。獲取到這些信息后，由計算機計算出一維的掃描圖像信息，通常為二維圖像中的一列。