[发明专利]2型糖尿病眼底图像指标的测量及与糖尿病肾病相关性的分析方法

说明书

本发明涉及一种2型糖尿病眼底图像指标的测量及与糖尿病肾病相关性的分析方法。该眼底图像指标的测量包括眼底测量指标纹理、眼底测量几何边缘和眼底血管直径测量。眼底测量指标纹理对以目标中心线像素为中心的图像补丁进行直方图和灰度共生矩阵分析。眼底测量几何边缘:分形维数采用盒计数法计算，血管弯曲度计算为所有血管段的整体曲率除以总血管长度，通过计算图像中血管内空间面积来评估非血管面积，眼底血管直径:以视盘为中心，将血管分为三个同心区，计算每个区域的动脉和小静脉平均直径。通过该测量方法获取2型糖尿病眼底图像指标，用于研究与糖尿病肾病相关性，对糖尿病肾病的诊断具有重要的意义。

技术领域

本发明涉及一种眼底图像指标测量及分析方法，特别是一种2型糖尿病眼底图像指标的测量及与糖尿病肾病相关性的分析方法。属于医学图像处理领域。

背景技术

糖尿病是一种发病率很高的系统性疾病，其中90％以上为2型糖尿病。糖尿病肾病(DN)是糖尿病的一种常见微血管并发症，如果不能及时的诊断和治疗，可能会引起终末期肾病，甚至导致死亡。目前临床上用于DN的检测方法主要有肾活检、微量尿白蛋白(MAU)和肾小球滤过率(eGFR)等。但是这些方法面临诸多问题：肾活检会造成很大的创伤；有些DN患者的MAU处于正常范围内，因此MAU检查容易造成漏诊；eGFR检查也是有创的检查方法而且测量过程比较复杂。眼底检查能够通过无创、简单、快速的观察到眼底微血管，对于DN的诊断具有潜在的临床价值。

目前有许多的研究利用眼底血管结构的变化来诊断DN，但眼底指标测量需要人工辅助测量，人工测量的方法不仅效率低下，还受到测量环境和主观判断的干扰，导致测量结果不准确，不能够准确的反映血管结构的变化情况。同时，对2型糖尿病患者眼底图像指标与糖尿病肾病相关性的研究未见报道。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的不足，本发明的目的是：提供了2型糖尿病眼底图像指标的测量及与糖尿病肾病相关性的分析方法。本发明测量得到的相关参数能分别实现对眼底图像上动脉和静脉血管的量化，眼底纹理和图像几何参数的测量。在2型糖尿病人群中，2型糖尿病眼底图像指标与糖尿病肾病相关性的分析，对糖尿病肾病的早期诊断具有重要的意义。

本发明的技术方案：一种2型糖尿病眼底图像指标的测量，该测量包括眼底测量指标纹理、眼底测量几何边缘和眼底血管直径测量。

进一步，所述的眼底测量指标纹理：对以目标中心线像素为中心的图像补丁进行直方图和灰度共生矩阵分析；具体为描述图像子区域内像素强度值均值和标准差的一阶统计量和二阶统计量，用于描述图像子区域内纹理的粗糙度、粗度和方向性，从灰度共生矩阵分析中提取的测量参数，测量参数包括平均强度、强度标准差、对比度和均匀性。

进一步，所述的平均强度利用加权平均的方法来融合不同尺度的图像，保留不同大小的血管；具体方法为：首先，将各个尺度的图像都变换到原图的大小；然后，图像灰度值的范围变换到0～255，并得到整张图的平均强度值；最后，用255与平均值的差的平方作为权重，将各个尺度图像加权平均。

进一步，所述的眼底测量几何边缘：分形维数采用盒计数法计算，小动脉和小静脉分形维数分别记为G_aDf和G_vDf；血管弯曲度计算为所有血管段的整体曲率除以总血管长度，小动脉和小静脉弯曲度分别记为G_aTor和G_vTor；通过计算图像中血管内空间面积来评估非血管面积，记为G_Nonv。

进一步，所述的眼底测量血管直径以视盘为中心，将血管分为三个同心区，计算每个区域的动脉和小静脉平均直径分别记为C_aCtr、C_aMdl、C_aPeri、C_vCtr、 C_vMdl和C_vPeri。

进一步，所述的三个同心区为：中心区、中间区和外周区，其中，中心区为0.5-1.0视乳头直径，中间区为1.0-2.0视乳头直径，外周区为大于2.0视乳头直径。