[發(fā)明專利]基于特征空間的光學相干層析的三維血流造影方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910097827.1
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN109907731B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李鵬;黃璐哲;付奕銘
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B5/026
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種基于特征空間的光學相干層析的三維血流造影方法，其特征在于包括：包括采集器(1)步驟，用于收集三維空間內(nèi)散射信號樣本的OCT散射信號；包括分類器(2)步驟，結(jié)合OCT散射信號的信噪比與去相關(guān)系數(shù)構(gòu)建二維特征空間實現(xiàn)動態(tài)血流信號與靜態(tài)組織的分類，進而實現(xiàn)利用信噪比的修正；包括成像造影步驟，基于分類器的分類結(jié)果生成血流造影圖(25)；

所述結(jié)合OCT散射信號的信噪比與去相關(guān)系數(shù)構(gòu)建二維特征空間，實現(xiàn)動態(tài)血流信號與靜態(tài)組織的分類，具體包括：

S1、采用一階和零階自協(xié)方差對OCT散射信號計算分析，并在時間、空間和通道多個維度上作滑動平均或高斯平均，得到各OCT散射信號的信噪比和去相關(guān)系數(shù)的兩個特征；

S2、建立信噪比-去相關(guān)系數(shù)特征空間，將體素映射至信噪比倒數(shù)-去相關(guān)系數(shù)(ID)特征空間；用多元時間序列模型建立線性分類器，在信噪比倒數(shù)-去相關(guān)系數(shù)特征空間中將OCT散射信號分為動態(tài)血流信號和靜態(tài)組織噪聲信號，并使用經(jīng)信噪比修正替換去相關(guān)系數(shù)生成血管造影圖；

S2具體步驟包括：

A)結(jié)合OCT探測得到的信噪比和基于去相關(guān)計算得到的OCTA血流信息建立信噪比-去相關(guān)系數(shù)二維特征空間，并將OCT散射信號投影在特征空間中(22)；根據(jù)通過時間序列模型的結(jié)果，獲得如下公式表示的信噪比和去相關(guān)系數(shù)之間的漸近關(guān)系，構(gòu)建信噪比倒數(shù)-去相關(guān)系數(shù)二維特征空間：

其中，r是后向散射光信號A的一階自相關(guān)系數(shù)，OCT散射信號X(m,t)是由生物組織樣本的后向散射光信號A(m,t)和隨機噪聲n(m,t)疊加而成，其中m,t分別指體素的空間位置和時間，ρ₁表示OCT信號X的一階自相關(guān)系數(shù)，iSNR表示局部信噪比SNR的倒數(shù)，→表示收斂，C表示一階自協(xié)方差，I表示零階自協(xié)方差，作為強度，D表示去相關(guān)系數(shù)；

對于靜態(tài)和噪聲區(qū)域，r＝1則：

D→iSNR

即對于靜態(tài)與噪聲體素，其局部信噪比的倒數(shù)收斂于去相關(guān)系數(shù)；

B)構(gòu)建分類器(23)，在信噪比倒數(shù)-去相關(guān)系數(shù)二維特征空間中對OCT散射信號進行分類(24)；建立以下公式表示的分類器計算獲得分類邊界：

D_c＝(1+3c_v)iSNR

其中，D_c表示分類器中去相關(guān)系數(shù)的分類邊界，c_v是每個體素的去相關(guān)系數(shù)的變異系數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于特征空間的光學相干層析的三維血流造影方法，其特征在于：

所述用于收集三維空間內(nèi)散射信號樣本的OCT散射信號，具體包括：對散射信號樣本進行三維空間的OCT掃描成像，相同空間位置及其附近位置在S個不同時間點重復采樣以及使用多通道進行重復采樣，其中S表示進行去相關(guān)系數(shù)計算時所取高維平均核在時間維度t上的總數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于特征空間的光學相干層析的三維血流造影方法，其特征在于：所述對散射信號樣本進行三維空間的OCT掃描成像，相同空間位置及其附近位置在S個不同時間點重復采樣，采用以下方式之一：通過掃描改變參考臂光程的時間域OCT成像方法；利用光譜儀記錄光譜干涉信號的光譜域OCT成像方法；利用掃頻光源記錄光譜干涉信號的掃頻OCT成像方法。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于特征空間的光學相干層析的三維血流造影方法，其特征在于：所述S1具體為：采用一階和零階自協(xié)方差對OCT散射信號計算分析，并在三維空間、時間和通道多個維度上做滑動平均或高斯平均，得到各OCT散射信號的信噪比和去相關(guān)系數(shù)的兩個特征。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于特征空間的光學相干層析的三維血流造影方法，其特征在于：所述去相關(guān)系數(shù)的特征包括：對同一空間位置S個不同時間點掃描得到的OCT散射信號的幅度部分或?qū)Π群拖辔坏腛CT散射信號計算去相關(guān)系數(shù)，作為各OCT散射信號的OCTA血流對比度，即作為OCTA血流信息，其中S表示進行去相關(guān)系數(shù)計算時所取高維平均核在時間維度t上的總數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于特征空間的光學相干層析的三維血流造影方法，其特征在于：所述S2具體為：結(jié)合OCT散射信號信噪比與去相關(guān)系數(shù)構(gòu)建信噪比倒數(shù)-去相關(guān)系數(shù)特征空間，根據(jù)多元時間序列模型通過數(shù)值模擬計算OCT散射信號的信噪比-去相關(guān)系數(shù)的漸近關(guān)系，將OCT散射信號投影到信噪比倒數(shù)-去相關(guān)系數(shù)特征空間中，獲得靜態(tài)區(qū)域和噪聲區(qū)域中體素分布及其統(tǒng)計特征。