[發明專利]角膜共聚焦圖像中細胞基礎指標的精準量化方法及裝置

在審

• 申請號: 202110772766.1
• 申請日: 2021-07-08
• 公開（公告）號: CN113592783A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 洪晶;秦曉冉;彭榮梅;程健;曲景灝;徐波
• 申請（專利權）人: 北京大學第三醫院（北京大學第三臨床醫學院）;中國科學院自動化研究所
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/11;G06T7/13;G06T7/136;G06T5/00;G06N20/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 謝志超

1.一種角膜共聚焦圖像中細胞基礎指標的精準量化方法，其特征在于，包括：

獲取待識別的角膜共聚焦圖像；

將所述角膜共聚焦圖像輸入到細胞邊界分割模型，根據所述細胞邊界分割模型輸出細胞邊界概率圖；其中，所述細胞邊界分割模型是以角膜共聚焦圖像樣本作為輸入、以所述角膜共聚焦圖像樣本中每個像素點是否為細胞邊界的標注結果作為輸出標簽，通過機器學習訓練得到的；

對所述細胞邊界概率圖進行預設后處理，得到細胞邊界分割圖；

基于所述細胞邊界分割圖，獲取所述角膜共聚焦圖像的細胞區域，根據所述角膜共聚焦圖像的所述細胞區域計算角膜細胞的基礎指標。

2.根據權利要求1所述的角膜共聚焦圖像中細胞基礎指標的精準量化方法，其特征在于，所述預設后處理包括以下處理過程中的至少一種：

對所述細胞邊界概率圖進行平滑處理后，進行全局自適應閾值二值化處理，生成具有邊界輪廓的二值圖像；對所述二值圖像進行形態細化處理，生成所述邊界輪廓為單像素寬的細化后二值圖像；去除所述細化后二值圖像中圖像邊緣上不完整的細胞區域；去除所述細化后二值圖像中所述邊界輪廓上的突出線條；去除孤立點；去除面積小于預設閾值的閉合區域。

3.根據權利要求1所述的角膜共聚焦圖像中細胞基礎指標的精準量化方法，其特征在于，所述角膜細胞的基礎指標包括細胞數目、細胞密度、正常細胞比例、細胞面積變異系數、細胞面積的最小值、細胞面積的最大值、細胞面積的平均值及細胞面積的方差中的至少一種。

4.根據權利要求3所述的角膜共聚焦圖像中細胞基礎指標的精準量化方法，其特征在于，所述基于所述細胞邊界分割圖，獲取所述角膜共聚焦圖像的細胞區域，具體包括：

將所述細胞邊界分割圖的前景從細胞邊界區域變為非細胞邊界區域；計算所述細胞邊界分割圖中所有的連通分量，去除所述所有的連通分量中與所述細胞邊界分割圖的邊緣臨接的所述連通分量實現去背景處理，僅保留用于標識所述細胞區域的所述連通分量。

5.根據權利要求4所述的角膜共聚焦圖像中細胞基礎指標的精準量化方法，其特征在于，所述根據所述角膜共聚焦圖像的所述細胞區域計算角膜細胞的基礎指標，具體包括：

根據用于標識所述細胞區域的所述連通分量，計算所有所述細胞區域的個數，得到所述細胞數目；

根據用于標識所述細胞區域的所述連通分量，計算每個所述細胞區域所占像素個數，根據每個所述細胞區域所占像素個數以及單個像素對應的真實物理尺度，得到每個所述細胞區域的面積，根據每個所述細胞區域的面積得到所述細胞面積的最小值、所述細胞面積的最大值、所述細胞面積的平均值及所述細胞面積的方差；

根據每個所述細胞區域的面積得到細胞區域總面積，將所述細胞數目除以所述細胞區域總面積，得到所述細胞密度；

將所述細胞面積的方差與所述細胞密度相乘得到所述細胞面積變異系數；

獲取正常細胞區域，計算所述正常細胞區域的個數占所述細胞數目的比例，得到所述正常細胞比例。

6.根據權利要求3所述的角膜共聚焦圖像中細胞基礎指標的精準量化方法，其特征在于，所述方法還包括：

將所述角膜共聚焦圖像與所述細胞邊界分割圖進行疊加，得到可視化圖像，將所述可視化圖像及所述角膜細胞的基礎指標進行可視化展示。

7.根據權利要求1所述的角膜共聚焦圖像中細胞基礎指標的精準量化方法，其特征在于，所述將所述角膜共聚焦圖像輸入到細胞邊界分割模型，根據所述細胞邊界分割模型輸出細胞邊界概率圖，具體包括：

將所述角膜共聚焦圖像輸入到編碼器的骨架網絡塊，輸出第一特征圖；將所述第一特征圖輸入到所述編碼器的膨脹卷積塊，輸出第二特征圖；將所述第二特征圖輸入到所述編碼器的自注意力塊，輸出第三特征圖；將所述第三特征圖輸入到解碼器，輸出所述細胞邊界概率圖。