[发明专利]三维视网膜OCT图像的血管检测和配准方法、设备及应用

说明书

本发明公开了一种三维视网膜OCT图像的血管检测和配准方法、设备及应用，所述的方法包括图像预处理步骤，根据血管所在视网膜中的位置生成血管在图像的对应位置上的垂直投影图，并进行图像去噪和增强；血管骨架提取步骤，基于去噪和增强后的垂直投影图提取血管的骨架结构；特征提取步骤，找出目标图像和待配准图像的匹配的特征点；配准步骤，基于提取的特征点，生成目标图像和待配准图像之间的刚性配准模型。该方法能够很好的消除散斑噪声的影响，实现视网膜SD‑OCT图像中血管自动检测和准确配准，对常见眼科疾病病程发展的评估以及医生术前术后治疗方案的确定起到了重要的辅助作用。

技术领域

本发明属于医学图像处理领域，具体涉及一种三维视网膜OCT图像的血管检测和配准方法、设备及应用。

背景技术

视网膜是位于眼球后部的感光组织，它是人类视觉系统的重要组成部分。目前，SD-OCT技术已经成为无损评估视网膜疾病的一种强有力的工具，它能提供快速的、高分辨率的、显示视网膜内部分层的三维图像。对同一患者的纵向视网膜数据进行配准，能够有效的评估患者的病情发展，并且对医生的术前以及术后的治疗方案的确定提供有效的帮助。由于SD-OCT视网膜图像存在较强的散斑噪声，以及其独特的成像方式等因素，使得现有的用于MRI，CT等图像纵向数据配准的成熟的方法直接用于SD-OCT视网膜图像的配准难以取得理想的效果。主要技术缺陷表现在(1)基于灰度的配准方法受散斑噪声影响无法准确配准(2)眼动造成的B扫描方向数据的不连续性给现有的配准技术造成很大困难；(3)更重要的是，SD-OCT数据在A扫描方向有强相关性，但目前的配准方法都未考虑此成像特性，从而造成配准自由度过大的结果。到目前为止，还没有有关针对视网膜SD-OCT图像血管提取和配准完整方法的相关报道。因此本发明提供了一种基于三维视网膜OCT图像的血管自动检测和配准方法，并将此方法应用于眼科疾病病程发展的评估和治疗方案中。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种三维视网膜OCT图像血管自动检测和配准方法及应用。

实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种基于三维视网膜OCT图像的血管自动检测和配准方法，包括：

图像预处理步骤，根据血管所在视网膜中的位置生成血管在图像的对应位置上的垂直投影图，并进行图像去噪和增强；

血管骨架提取步骤，基于去噪和增强后的垂直投影图提取血管的骨架结构；

特征提取步骤，找出目标图像和待配准图像的匹配的特征点；

配准步骤，基于提取的特征点，生成目标图像和待配准图像之间的刚性配准模型。

作为本发明的进一步改进，其中图像预处理步骤包括：

视网膜内部分层步骤，对应于视网膜的生理解剖图采用三维图割技术将三维图进行分层；和

图像的垂直投影及去噪步骤，选取血管所在位置分层图在垂直方向上的灰度投影图，之后先后采用直方图均衡化法对图像进行增强处理和维纳滤波法对投影图进行去噪。

作为本发明的进一步改进，其特征在于：

所述的三维图割技术采用边界代价函数法将图像分割为视网膜内部所对应的11个表面。

作为本发明的进一步改进，其中所述的血管骨架提取步骤中，包括：

血管检测步骤，基于海森矩阵的多尺度血管增强滤波器对血管的管状结构进行检测；

血管骨架提取步骤，采用圆形结构体对血管进行腐蚀，直至血管管状结构为一个像素宽；和

判断血管骨架提取结果步骤，采用阈值法对提取的血管骨架进行提纯。

作为本发明的进一步改进，其中所述的判断血管骨架提取结果步骤中，包括：