[發(fā)明專利]一種適用于測(cè)量人眼睫狀肌和鞏膜結(jié)構(gòu)多指標(biāo)的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210748091.1
• 申請(qǐng)日: 2022-06-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115147364A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃凡凡;張童;胡柯;萬(wàn)文娟;計(jì)巖;高寧;杜淼淼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06N3/04;G06N3/08;G06T7/10;G06T7/60
• 代理公司: 重慶智慧之源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50234
• 代理人: 高彬

本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體公開(kāi)了一種適用于測(cè)量人眼睫狀肌和鞏膜結(jié)構(gòu)多指標(biāo)的方法，包括獲得睫狀體部的灰度圖像；對(duì)灰度圖像進(jìn)行預(yù)處理；對(duì)睫狀肌進(jìn)行識(shí)別并進(jìn)行實(shí)例分割，獲得睫狀肌掩膜；對(duì)獲得的睫狀肌掩膜進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理，包括篩選出睫狀肌掩膜中所占面積最大的輪廓以計(jì)算睫狀肌面積、睫狀肌周長(zhǎng)、睫狀肌長(zhǎng)度、睫狀肌厚度、鞏膜厚度和最大睫狀肌厚度；對(duì)睫狀肌的相關(guān)角度進(jìn)行測(cè)量，相關(guān)角度包括睫狀肌前角、睫狀肌尾角、睫狀肌下角、TCA、ICA和前房角。本技術(shù)方案能夠完成對(duì)睫狀肌和鞏膜相關(guān)參數(shù)的全自動(dòng)測(cè)量，提升在醫(yī)學(xué)研究、臨床工作中的效率，無(wú)需人工介入，排出人為因素干擾，結(jié)果可重復(fù)性強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于測(cè)量人眼睫狀肌和鞏膜結(jié)構(gòu)多指標(biāo)的方法。

背景技術(shù)

人眼部睫狀肌相關(guān)生物參數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)量，是眼科醫(yī)學(xué)研究中的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)方式利用超聲活體顯微鏡(Ultrasound Biomicroscopy，UBM)獲取被測(cè)者睫狀體部灰度圖像，人工在圖像上測(cè)量睫狀肌的各種生物指標(biāo)。該方法受測(cè)量者的主觀影響較大，可重復(fù)性低。人眼部睫狀肌生物參數(shù)包括：睫狀肌的周長(zhǎng)，面積，睫狀肌厚度，睫狀肌長(zhǎng)度，以及睫狀肌角度等參數(shù)。由于圖像分辨率的局限性和像素點(diǎn)的不連續(xù)性，基于圖像的角度估計(jì)是計(jì)算機(jī)圖像處理問(wèn)題中的一大難點(diǎn)。

睫狀肌的識(shí)別可以通過(guò)掩膜區(qū)域卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Mask RCNN)獲得睫狀肌的掩膜，接著應(yīng)用各種計(jì)算機(jī)視覺(jué)方法進(jìn)行圖像形態(tài)學(xué)處理以測(cè)量睫狀肌相關(guān)指標(biāo)。為對(duì)睫狀肌相關(guān)角度指標(biāo)進(jìn)行全自動(dòng)測(cè)量，需要找到睫狀體附近的關(guān)鍵點(diǎn)。關(guān)鍵點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)指的是計(jì)算機(jī)從圖像中自動(dòng)識(shí)別出被檢測(cè)對(duì)象的關(guān)鍵部位，已被廣泛用于人體姿態(tài)估計(jì)、行為識(shí)別等領(lǐng)域。關(guān)鍵點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)的兩大方法，分為回歸法和熱圖法。回歸法，即在主干特征提取網(wǎng)絡(luò)后將特征圖打平(flatten)，使用全連接層回歸出關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)值。熱圖法，即讓卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)最后一層生成高斯熱圖，再找出熱圖中值最大位置的索引作為關(guān)鍵點(diǎn)的位置。兩種方法各有優(yōu)劣，回歸法具有更好的魯棒性，但其將特征圖打平，喪失了關(guān)鍵點(diǎn)的空間特征；而熱圖法更多關(guān)注于局部的空間特征，網(wǎng)絡(luò)更好收斂，使用DSNT(Differentiable Spatialto Numerical Transform)層對(duì)熱圖求期望還可以使熱圖法具有高精度，但熱圖法不太擅長(zhǎng)剛性物體的關(guān)鍵點(diǎn)檢測(cè)。角度估計(jì)更多關(guān)注角的頂點(diǎn)和兩條射線的斜率，即兩個(gè)向量之間的夾角，而非是三個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)值，使用傳統(tǒng)的方法生成三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的熱圖，或用三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)值作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出，不符合角度測(cè)量任務(wù)的目的。

因此現(xiàn)在急需設(shè)計(jì)一種能夠完成對(duì)睫狀肌相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行全自動(dòng)測(cè)量的方法，來(lái)提升在醫(yī)學(xué)研究、臨床工作中的效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種適用于測(cè)量人眼睫狀肌和鞏膜結(jié)構(gòu)多指標(biāo)的方法，以解決目前采用的回歸法會(huì)造成喪失關(guān)鍵點(diǎn)的空間特征以及采用的熱圖法不擅長(zhǎng)鋼性物體的關(guān)鍵點(diǎn)檢測(cè)的問(wèn)題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種適用于測(cè)量人眼睫狀肌和鞏膜結(jié)構(gòu)多指標(biāo)的方法，包括

獲得睫狀體部的灰度圖像；

使用深度學(xué)習(xí)平臺(tái)對(duì)灰度圖像進(jìn)行預(yù)處理；

使用深度學(xué)習(xí)平臺(tái)對(duì)睫狀肌進(jìn)行識(shí)別并進(jìn)行實(shí)例分割，獲得睫狀肌掩膜；

使用深度學(xué)習(xí)平臺(tái)對(duì)獲得的睫狀肌掩膜進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理；包括篩選出睫狀肌掩膜中所占面積最大的輪廓以及根據(jù)所占面積最大的輪廓計(jì)算出睫狀肌面積、睫狀肌周長(zhǎng)、睫狀肌長(zhǎng)度、睫狀肌厚度、鞏膜厚度和最大睫狀肌厚度；

使用深度學(xué)習(xí)平臺(tái)對(duì)睫狀肌的相關(guān)角度進(jìn)行測(cè)量，相關(guān)角度包括睫狀肌前角、睫狀肌尾角、睫狀肌下角、TCA、ICA和前房角。