[发明专利]用于SS-OCT手术导航系统的OCT图像矫正方法及系统

权利要求书

1.一种用于SS-OCT手术导航系统的OCT图像矫正方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)对SS-OCT手术导航系统中采集的畸变OCT图像，根据手术刀与组织结构的相对位置将OCT图像中的目标区域分割为三部分，记为区域Ⅰ、区域Ⅱ和区域Ⅲ；

其中，所述区域Ⅰ存在竖向畸变，且所述区域Ⅰ、区域Ⅱ和区域Ⅲ沿横向依次连接，该SS-OCT手术导航系统中采用的手术刀包括刀柄和连接在所述刀柄上的刀头，所述刀头具有刀尖；

其中，区域Ⅰ为组织内部畸变区域，起于刀尖止于手术刀与组织交界处；区域Ⅱ为交界畸变区域，包括手术刀与组织交界处一定范围内的区域；区域Ⅲ为组织外部正常区域，起于交界畸变区域的远离区域Ⅰ的一端的边界止于手术刀刀柄的末端；

2)对区域Ⅰ的竖向畸变进行矫正：将区域Ⅰ进行竖向平移，使平移后的图像中手术刀整体边界的连续性满足预先设定的要求时停止；

3)对区域Ⅱ的畸变进行矫正：在不含手术刀的原始OCT图像中，选择与经过步骤2)处理后的畸变OCT图像中的区域Ⅱ对应的区域，记为背景Ⅱ，将原始OCT图像中的背景Ⅱ覆盖经步骤2)处理后的畸变OCT图像中的区域Ⅱ，然后用白色实线将区域Ⅰ中的手术刀部分的上下边界分别与区域Ⅱ中的手术刀部分的上下边界连接，并将连接后的处于区域Ⅱ中的手术刀部分的内部区域置为黑色；

4)区域Ⅲ作为步骤2)和步骤3)的参照，不作处理，获得矫正后的OCT图像。

2.根据权利要求1所述的用于SS-OCT手术导航系统的OCT图像矫正方法，其特征在于，所述步骤1)中通过9个基准点将目标区域分割为区域Ⅰ、区域Ⅱ和区域Ⅲ，且区域Ⅰ、区域Ⅱ和区域Ⅲ从左至右依次连接，9个基准点依次记为基准点1至基准点9；

其中，基准点1为刀尖，基准点2和基准点3分别为刀头与刀柄连接处的上端点和下端点，基准点4、5、6、7为刀柄与区域Ⅱ相交的区域的边界的4个端点，基准点8和基准点9分别为刀柄的最右端的上边界点和下边界点。

3.根据权利要求2所述的用于SS-OCT手术导航系统的OCT图像矫正方法，其特征在于，在畸变OCT图像中提取基准点1至基准点9的方法为：

1-1)对图像进行重心搜索，在得到的图像重心处设置A像素乘B像素的ROI区域，在该ROI区域中利用角点检测得到基准点1的位置；

1-2)对图像进行连通域筛选，保留面积最大的连通域，该连通域包含手术刀整个下表面边界，通过边界遍历获取的最右侧端点为基准点9；以基准点9为起点竖直向上搜寻首个白色像素点为基准点8；

1-3)通过基准点1和基准点9从面积最大的连通域中提取手术刀下表面边界，然后通过对连续像素点的梯度分析选取梯度变化极值点并与Shi-Tomasi角点检测结果相结合，得到基准点3、基准点5和基准点7的位置；

1-4)以基准点3竖直向上搜寻首个白色像素点即为基准点2，以基准点5竖直向上搜寻首个白色像素点即为基准点4，以基准点7竖直向上搜寻首个白色像素点即为基准点6，完成9个基准点提取。

4.根据权利要求3所述的用于SS-OCT手术导航系统的OCT图像矫正方法，其特征在于，所述步骤1)中，区域Ⅰ的分割方法为：

过基准点1沿畸变OCT图像的竖直方向做垂线，记为第一垂线；过基准点4和基准点5沿畸变OCT图像的竖直方向做垂线，记为第二垂线；

通过直线依次连接基准点1、基准点2和基准点4，得到的线段124作为上边界Ⅰ，将第一垂线、上边界Ⅰ、第二垂线以及畸变OCT图像的下边界之间围绕的区域分割作为区域Ⅰ。

区域Ⅱ的分割方法为：过基准点6和基准点7沿畸变OCT图像的竖直方向做垂线，记为第三垂线，将基准点4和基准点6通过直线连接，得到的线段46作为上边界Ⅱ；将第二垂线、上边界Ⅱ、第三垂线以及畸变OCT图像的下边界之间围绕的区域分割作为区域Ⅱ。

5.根据权利要求4所述的用于SS-OCT手术导航系统的OCT图像矫正方法，其特征在于，区域Ⅲ的分割方法为：过基准点8和基准点9沿畸变OCT图像的竖直方向做垂线，记为第四垂线，将基准点6和基准点8通过直线连接，得到的线段68作为上边界Ⅲ；将第三垂线、上边界Ⅲ、第四垂线以及畸变OCT图像的下边界之间围绕的区域分割作为区域Ⅲ。