一種基于圖像識別的錐細(xì)胞密度的計(jì)算方法
【專利摘要】本發(fā)明及一種基于圖像識別的錐細(xì)胞密度的計(jì)算方法，主要解決了現(xiàn)有的手動進(jìn)行錐細(xì)胞計(jì)數(shù)密度的問題，利用眼底自適應(yīng)共焦激光掃描檢眼鏡獲得視錐細(xì)胞圖像，確定錐細(xì)胞的響應(yīng)頻率后用低通濾波進(jìn)行降噪處理，建立一個(gè)二值的序列，找尋非零區(qū)對應(yīng)的局部最大值即為錐細(xì)胞的中心位置，完成自動識別圖像中的視錐細(xì)胞后，輔以人工修正得到圖像中錐細(xì)胞數(shù)量，最終達(dá)到計(jì)數(shù)錐細(xì)胞密度，采用計(jì)算機(jī)自動計(jì)數(shù)的功能較之人工計(jì)數(shù)方法，自動計(jì)算的方法準(zhǔn)確，統(tǒng)計(jì)速度快，自動化程度高，分析結(jié)果可核對，提高了檢測效率，同時(shí)還添加人工修正的功能，可在軟件分析的基礎(chǔ)上人工去除錯(cuò)誤識別和添加遺漏的錐細(xì)胞，避免引起的結(jié)果偏差。
【專利說明】一種基于圖像識別的錐細(xì)胞密度的計(jì)算方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于眼底顯微成像、醫(yī)學(xué)檢測領(lǐng)域，具體的說本發(fā)明涉及一種基于圖像識別的錐細(xì)胞密度的計(jì)算方法。
【背景技術(shù)】
[0002]視網(wǎng)膜共三級神經(jīng)元，包括視錐、視桿細(xì)胞，雙極細(xì)胞和神經(jīng)節(jié)細(xì)胞。視錐細(xì)胞和視桿細(xì)胞屬于一級神經(jīng)元，他們感受外界光和圖像信息并通過雙極細(xì)胞，神經(jīng)節(jié)細(xì)胞向視中樞傳導(dǎo)。其中視錐細(xì)胞主要司明視覺，分辨精細(xì)形態(tài)和色覺，主要分布在視網(wǎng)膜的黃斑區(qū)(黃斑中心凹只有錐細(xì)胞)，是視銳度即視力的形成的解剖和生理基礎(chǔ)。而且在一些諸如視網(wǎng)膜色素變性，錐桿細(xì)胞營養(yǎng)不良等眼底疾病出現(xiàn)視力損害前很早就會有視錐細(xì)胞的改變。因此檢測視錐細(xì)胞對于認(rèn)識眼底疾病的發(fā)生發(fā)展過程，早期診斷，監(jiān)測病變發(fā)展，判斷預(yù)后等方面有很重要的臨床價(jià)值。
[0003]Liang等較早就提出利用自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)應(yīng)用于人眼觀測可以達(dá)到高分辨率眼底成像甚至還可以利用這項(xiàng)技術(shù)達(dá)到超視覺(Liang, J., D.R., et al.“Supernormalvision and high-resolution retinal imaging through adaptive optics.” J Opt SocAm A Opt Image Sci Vis 11(11):2884-2892.(1997))。其后 Roorda 將自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)和共焦眼底掃描計(jì)數(shù)相結(jié)合研發(fā)了第一臺真正意義上的眼底自適應(yīng)共焦激光掃描檢眼鏡(Roorda, A., F., et al.“Adaptive optics scanning laser ophthalmoscopy.，，OptExpress 10(9): 405-412.(2002))。眼底自適應(yīng)共焦激光掃描檢眼鏡(A0SL0)能實(shí)時(shí)校正人眼像差，與目前普通的眼底成像設(shè)備相比，它可以直接在人體上觀測到視網(wǎng)膜的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。因此改變了以往在對錐細(xì)胞的研究只能通過離體人眼球視網(wǎng)膜切片進(jìn)行組織學(xué)研究或是通過動物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究的現(xiàn)狀。目前國內(nèi)外不同研究機(jī)構(gòu)公開了利用自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)人眼視網(wǎng)膜顯微成像的設(shè)備(JP2007-14569，99115051.1,201110293434.1)，他們在A0SL0成像系統(tǒng)上進(jìn)行不斷的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)獲得更大視場，更為清晰的視錐細(xì)胞圖像，但他們都沒有提出進(jìn)行錐細(xì)胞自動計(jì)數(shù)密度的方法。而如果要進(jìn)行錐細(xì)胞分析必然要了解數(shù)量密度的改變情況，如果僅采用人工進(jìn)行錐細(xì)胞密度的運(yùn)算，耗時(shí)、耗力，必然會限制今后在臨床的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決【背景技術(shù)】中的不足，本發(fā)明公開的是一種錐細(xì)胞密度的計(jì)算方法。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種基于圖像識別的錐細(xì)胞密度的計(jì)算方法，其包括以下步驟:
(1)通過掃描設(shè)備獲得一段眼底錐細(xì)胞的視頻圖像，截取視頻圖像，選擇待操作的視網(wǎng)膜區(qū)域，并將其保存為圖像文件，選擇圖像文件中待計(jì)數(shù)錐細(xì)胞密度的區(qū)域作為候選區(qū)域；
(2)將候選區(qū)域內(nèi)的像素大小(pixel2)通過I=換算為視網(wǎng)膜實(shí)際大小(mm2)，其中I為視網(wǎng)膜的實(shí)際大小，x為眼軸長度，I為角膜頂點(diǎn)到眼第二節(jié)點(diǎn)的距離d力視角；
(3)識別待計(jì)數(shù)的候選區(qū)域內(nèi)的錐細(xì)胞，并對錐細(xì)胞進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計(jì)和計(jì)算相鄰錐細(xì)胞間距離；
(4)將步驟(3)中得到的總錐細(xì)胞數(shù)除以步驟(2)中的到的視網(wǎng)膜實(shí)際面積獲得步驟(I)中候選區(qū)域內(nèi)的錐細(xì)胞密度。
[0006]所述掃描設(shè)備為眼底自適應(yīng)共焦激光掃描檢眼鏡。
[0007]在所述步驟(2)中，將眼球看作是“四個(gè)共軸球面折射系統(tǒng)”組成的光學(xué)系統(tǒng)，包括角膜前后表面，和晶狀體前后表面；利用近軸光學(xué)單球面折射和共軸球面折射系統(tǒng)的成像原理計(jì)算全眼系統(tǒng)的主點(diǎn)、焦點(diǎn)及節(jié)點(diǎn)，計(jì)算實(shí)際視網(wǎng)膜大小。
[0008]在所述步驟(2)中，應(yīng)用Gullstrand-Emsley N0.1模型眼計(jì)算視網(wǎng)膜的放大率，
【權(quán)利要求】
1.一種基于圖像識別的錐細(xì)胞密度的計(jì)算方法，其特征在于:其包括以下步驟: 通過掃描設(shè)備獲得一段眼底錐細(xì)胞的視頻圖像，截取視頻圖像，選擇待操作的視網(wǎng)膜區(qū)域，并將其保存為圖像文件，選擇圖像文件中待計(jì)數(shù)錐細(xì)胞密度的區(qū)域作為候選區(qū)域； (2)將候選區(qū)域內(nèi)的像素大小(pixel2)通過
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖像識別的錐細(xì)胞密度的計(jì)算方法，其特征在于:所述掃描設(shè)備為眼底自適應(yīng)共焦激光掃描檢眼鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖像識別的錐細(xì)胞密度的計(jì)算方法，其特征在于:在所述步驟(2)中，將眼球看作是“四個(gè)共軸球面折射系統(tǒng)”組成的光學(xué)系統(tǒng)，包括角膜前后表面，和晶狀體前后表面；利用近軸光學(xué)單球面折射和共軸球面折射系統(tǒng)的成像原理計(jì)算全眼系統(tǒng)的主點(diǎn)、焦點(diǎn)及節(jié)點(diǎn)，計(jì)算實(shí)際視網(wǎng)膜大小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖像識別的錐細(xì)胞密度的計(jì)算方法，其特征在于:在所述步驟(2)中,應(yīng)用Gullstrand-Emsley N0.1模型眼計(jì)算視網(wǎng)膜的放大率，


5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖像識別的錐細(xì)胞密度的計(jì)算方法，其特征在于:所述步驟(3)中，包括以下步驟:步驟一、將掃描設(shè)備獲取的錐細(xì)胞圖由空間域轉(zhuǎn)換為頻域上的功率譜圖，通過
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于圖像識別的錐細(xì)胞密度的計(jì)算方法，其特征在于:所述步驟四采用Matlab 二維窗口設(shè)計(jì)函數(shù)創(chuàng)建一個(gè)近似圓對稱的帶通濾波器，通頻帶由步驟二中取得的錐細(xì)胞響應(yīng)頻率決定，輸出濾波器的頻率響應(yīng)曲線，:
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于圖像識別的錐細(xì)胞密度的計(jì)算方法，其特征在于:通過應(yīng)用一個(gè)窗口刪除損壞的像素，
【文檔編號】G06M11/00GK103745257SQ201310714382
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】廖娜, 王勤美, 陳浩, 厲以宇, 李超宏 申請人:溫州醫(yī)科大學(xué)眼視光器械有限公司, 溫州醫(yī)科大學(xué)眼視光研究院