[發明專利]三維視網膜OCT圖像的血管檢測和配準方法、設備及應用

有效

• 申請號: 201810072546.6
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108257126B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 陳新建;潘玲佼;管麗玲
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/33;G06T11/00;G06V10/46;A61B3/12;A61B5/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了一種三維視網膜OCT圖像的血管檢測和配準方法、設備及應用，所述的方法包括圖像預處理步驟，根據血管所在視網膜中的位置生成血管在圖像的對應位置上的垂直投影圖，并進行圖像去噪和增強；血管骨架提取步驟，基于去噪和增強后的垂直投影圖提取血管的骨架結構；特征提取步驟，找出目標圖像和待配準圖像的匹配的特征點；配準步驟，基于提取的特征點，生成目標圖像和待配準圖像之間的剛性配準模型。該方法能夠很好的消除散斑噪聲的影響，實現視網膜SD?OCT圖像中血管自動檢測和準確配準，對常見眼科疾病病程發展的評估以及醫生術前術后治療方案的確定起到了重要的輔助作用。

技術領域

本發明屬于醫學圖像處理領域，具體涉及一種三維視網膜OCT圖像的血管檢測和配準方法、設備及應用。

背景技術

視網膜是位于眼球后部的感光組織，它是人類視覺系統的重要組成部分。目前，SD-OCT技術已經成為無損評估視網膜疾病的一種強有力的工具，它能提供快速的、高分辨率的、顯示視網膜內部分層的三維圖像。對同一患者的縱向視網膜數據進行配準，能夠有效的評估患者的病情發展，并且對醫生的術前以及術后的治療方案的確定提供有效的幫助。由于SD-OCT視網膜圖像存在較強的散斑噪聲，以及其獨特的成像方式等因素，使得現有的用于MRI，CT等圖像縱向數據配準的成熟的方法直接用于SD-OCT視網膜圖像的配準難以取得理想的效果。主要技術缺陷表現在(1)基于灰度的配準方法受散斑噪聲影響無法準確配準(2)眼動造成的B掃描方向數據的不連續性給現有的配準技術造成很大困難；(3)更重要的是，SD-OCT數據在A掃描方向有強相關性，但目前的配準方法都未考慮此成像特性，從而造成配準自由度過大的結果。到目前為止，還沒有有關針對視網膜SD-OCT圖像血管提取和配準完整方法的相關報道。因此本發明提供了一種基于三維視網膜OCT圖像的血管自動檢測和配準方法，并將此方法應用于眼科疾病病程發展的評估和治療方案中。

發明內容

針對上述問題，本發明提出一種三維視網膜OCT圖像血管自動檢測和配準方法及應用。

實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現：

一種基于三維視網膜OCT圖像的血管自動檢測和配準方法，包括：

圖像預處理步驟，根據血管所在視網膜中的位置生成血管在圖像的對應位置上的垂直投影圖，并進行圖像去噪和增強；

血管骨架提取步驟，基于去噪和增強后的垂直投影圖提取血管的骨架結構；

特征提取步驟，找出目標圖像和待配準圖像的匹配的特征點；

配準步驟，基于提取的特征點，生成目標圖像和待配準圖像之間的剛性配準模型。

作為本發明的進一步改進，其中圖像預處理步驟包括：

視網膜內部分層步驟，對應于視網膜的生理解剖圖采用三維圖割技術將三維圖進行分層；和

圖像的垂直投影及去噪步驟，選取血管所在位置分層圖在垂直方向上的灰度投影圖，之后先后采用直方圖均衡化法對圖像進行增強處理和維納濾波法對投影圖進行去噪。

作為本發明的進一步改進，其特征在于：

所述的三維圖割技術采用邊界代價函數法將圖像分割為視網膜內部所對應的11個表面。

作為本發明的進一步改進，其中所述的血管骨架提取步驟中，包括：

血管檢測步驟，基于海森矩陣的多尺度血管增強濾波器對血管的管狀結構進行檢測；

血管骨架提取步驟，采用圓形結構體對血管進行腐蝕，直至血管管狀結構為一個像素寬；和

判斷血管骨架提取結果步驟，采用閾值法對提取的血管骨架進行提純。

作為本發明的進一步改進，其中所述的判斷血管骨架提取結果步驟中，包括：