[發明專利]基于關鍵點信息的眼眶軟組織形態評價方法、系統及設備

有效

• 申請號: 202010655993.1
• 申請日: 2020-07-09
• 公開（公告）號: CN111938655B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 翟廣濤;楊逸炎;朱文瀚;楊小康;宋雪霏;畢曉萍;范先群;周一雄;張路
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院
• 主分類號: A61B5/107
• 分類號: A61B5/107
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 徐紅銀;劉翠

本發明提供了一種基于關鍵點信息的眼眶軟組織形態評價方法、系統及設備，使用LSFM模型對三維人臉數據進行注冊，并以標準可動模型所處的坐標空間為基礎對三維人臉數據做校準和歸一化；記錄左右眼區域特征點索引和特征點數量，并提取左右眼區域特征點；采用線性回歸模型判斷從三維人臉數據手術前后對應的左、右眼特征點區域，得到平均位移矩陣和對應區域是否進行手術，再得到線性回歸的自變量和因變量，計算出方向對結果影響的權值；計算手術眼區域與標準可動模型的平均位移矩陣和非手術眼區域與標準可動模型的平均位移矩陣，設定閾值判斷術后眼眶軟組織恢復情況。本發明準確率達到90％。

技術領域

本發明涉及三維圖像處理領域，具體是一種基于關鍵點三維信息的眼眶軟組織形態評價方法、系統及設備。

背景技術

眼眶病的診斷、治療方案決策、療效評價等當前主要依賴患者CT、MRI的資料。近年來，隨著美學需求的日益增長，基于患者主觀感受的醫學決策和patient-reportedoutcomes越來越受到重視。因此，在影像學前置判斷的基礎上，基于面部測量的判斷逐漸成為影像眼眶病診療決策的新因素。眼眶病包括血管類疾病、腫瘤類疾病、外傷、炎癥等，很多疾病比如甲狀腺相關眼病(TAO)、眼眶骨折等在病程的不同時段可以發生多次、快速、短暫的臨床表現的變化，尤其是體現在軟組織形態的變化。依靠影像學檢查雖然可以捕捉這些變化，但CT檢查要付出的代價是射線的輻射，MRI的限制因素是成本和檢查時長，因此此二類檢查僅在診斷決策和重要隨訪節點時使用，并不是可以多次、隨時、重復檢測的項目，無法為患者快速變化的體征提供可靠數據，限制了眼眶醫生在患者高風險變化早期提示、快速反應、康復指導等方面的認知和干預方面的提升空間。

眼眶骨折是眼眶病中比重很大的一類，多數由外傷引起，造成面中部畸形以及眼球運動障礙、復視、視力下降甚至失明等不良后果。TAO導致眼球突出、眼瞼退縮以及眼球運動障礙等臨床癥狀，嚴重患者出現角膜穿孔、視神經損傷等不可逆損害，生活質量嚴重降低。無論是眼眶骨折還是TAO，除了骨性結構和視功能方面的考量，外觀改變也同樣是日益重要的影響手術決策的因素。可察覺的眶面部形態改變、眼眶腫脹程度、眼眶軟組織腫脹的消退等，都是patient-reported outcomes或者說主訴，這些主訴在患者就診目的和自我評價療效等方面具有不可忽視的重要性。然而，如前所述，除了CT和MRI以及基于或不基于這些影像學檢查的眼球突出度等指標之外，我們沒有除了主觀的“有無評判”之外的更好指標。以眼眶骨折患者為例，符合手術適應癥的患者通常在病程中具有或不具有如下全部或部分特征：患側術前可察覺眶面部形態改變，術后即刻眼眶軟組織腫脹，術后近期或遠期腫脹消退。既往對此類內容的評價僅憑醫患雙方的主觀感受，無法進行具有可重復性的量化評價，因此無法作為可靠的觀察指標，同時也嚴重減少了患者視角在疾病診療過程中的參與度。

目前沒有發現同本發明類似技術的說明或報道，也尚未收集到國內外類似的資料。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供了一種基于關鍵點三維信息的眼眶軟組織形態評價方法、系統及設備。

本發明是通過以下技術方案實現的。

根據本發明的一個方面，提供了一種基于關鍵點信息的眼眶軟組織形態評價方法，包括：

使用LSFM模型對三維人臉數據進行注冊，并以標準可動模型所處的坐標空間為基礎對注冊后的三維人臉數據做校準和歸一化；

記錄左右眼區域特征點索引和特征點數量n，并在三維人臉數據中提取左右眼區域特征點作為關鍵點；

采用線性回歸模型判斷手術區域位于左眼或者右眼，包括從第i個三維人臉數據手術前后對應的左、右眼特征點區域P_{i_before},P_{i_after}，得到第i個平均位移矩陣P_i和對應區域是否進行手術Y_i，再得到線性回歸的自變量P和因變量Y，計算出x、y、z方向對結果影響的權值W；