一種基于圖像處理的瘢痕治療效果的評(píng)估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種瘢痕治療效果的評(píng)估方法，尤其是涉及一種基于圖像處理的瘢痕 治療效果的評(píng)估方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 瘢痕治療效果的評(píng)估是臨床醫(yī)學(xué)的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題，對(duì)瘢痕的治療效果進(jìn)行準(zhǔn)確的 臨床評(píng)估，有助于醫(yī)生選擇每個(gè)階段正確的治療手段，對(duì)瘢痕疾病的臨床治療和研究具有 重要意義。
[0003] 瘢痕評(píng)估主要分為瘢痕評(píng)估量表和瘢痕評(píng)估工具。瘢痕評(píng)估量表主要從瘢痕顏 色、厚度、表面特征、柔軟程度和表面積五個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。常見(jiàn)的瘢痕量表有:溫哥華瘢痕 量表、西雅圖瘢痕量表、斯通布魯克瘢痕評(píng)估量表、曼切斯特瘢痕量表、病人和觀察者瘢痕 評(píng)估量表。溫哥華瘢痕量表是臨床上使用最廣泛的評(píng)估量表，觀察者通過(guò)觀察給出評(píng)估分 數(shù)，分值越高瘢痕越嚴(yán)重。瘢痕評(píng)估量表簡(jiǎn)單、方便，但是主觀性很強(qiáng)，與觀察者密切相關(guān)。 而瘢痕評(píng)估工具主要從瘢痕顏色、厚度、表面特征、柔軟程度和表面積五個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。 國(guó)際上通過(guò)三色反射率比色法、窄帶分光光度法進(jìn)行顏色的客觀評(píng)價(jià)，超聲和病理活檢進(jìn) 行疤痕厚度評(píng)價(jià)，快速相位變化在體測(cè)量法(PRIM0S)進(jìn)行表面特征評(píng)價(jià)，網(wǎng)格計(jì)數(shù)法和攝 影測(cè)量法進(jìn)行表面積評(píng)價(jià)，皮膚彈性測(cè)量?jī)x進(jìn)行柔軟程度的測(cè)量。雖然瘢痕評(píng)估工具能客 觀的評(píng)價(jià)疤痕的某一屬性，但是不便于臨床廣泛推廣，患者接受度差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于圖像處理 的瘢痕治療效果的評(píng)估方法。
[0005] 本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0006] -種基于圖像處理的瘢痕治療效果的評(píng)估方法，該方法包括以下步驟：
[0007] (1)分別獲取患者治療前瘢痕圖像、治療后瘢痕圖像以及治療前鄰近瘢痕的正常 皮膚圖像；
[0008] (2)分別對(duì)獲取的圖像進(jìn)行預(yù)處理得到治療前瘢痕RGB圖像、治療后瘢痕RGB圖像 和正常皮膚RGB圖像；
[0009] (3)采用醫(yī)學(xué)圖像處理軟件對(duì)預(yù)處理后的治療前瘢痕RGB圖像和治療后瘢痕RGB圖 像進(jìn)行配準(zhǔn)，得到已配準(zhǔn)治療后瘢痕RGB圖像；
[0010] ⑷分別計(jì)算治療前瘢痕RG幽像與正常皮膚RGB圖像的互信息為I(A，B)和已配準(zhǔn) 治療后瘢痕RGB圖像與正常皮膚RGB圖像之間的互信息為I(C，B);
[0011] (5)判斷I(C，B)是否大于I(A，B)，若是，則治療效果好，否則治療效果差。
[0012] 步驟(2)包括如下子步驟：
[0013] (2a)將治療前瘢痕圖像、治療后瘢痕圖像以及正常皮膚圖像均轉(zhuǎn)化成RGB圖像；
[0014] (2b)將步驟(2a)中的RGB圖像進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理，得到高清晰度的RGB圖像；
[0015] (2c)將增強(qiáng)處理后的高清晰度的RGB圖像分別進(jìn)行縮放得到大小相同的治療前瘢 痕RGB圖像、治療后瘢痕RGB圖像和正常皮膚RGB圖像。
[0016] 所述的醫(yī)學(xué)圖像處理軟件為ITK軟件。
[0017] 步驟(3)具體包括以下子步驟：
[0018] (3a)將治療前瘢痕RGB圖像作為參考圖像，治療后瘢痕RGB圖像作為待配準(zhǔn)圖像， 并選擇R通道、G通道和B通道中任意一個(gè)通道，采用ITK軟件中的所有配準(zhǔn)函數(shù)進(jìn)行配準(zhǔn)并 保存相應(yīng)的配準(zhǔn)結(jié)果；
[0019] (3b)對(duì)所有配準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行匹配，使得同一解剖點(diǎn)在治療前瘢痕RGB圖像和治療后 瘢痕RGB圖像上有相同的空間位置，并獲得相對(duì)應(yīng)的配準(zhǔn)函數(shù)以及該配準(zhǔn)函數(shù)相應(yīng)的參數(shù)；
[0020] (3c)利用步驟(3b)中獲取到的配準(zhǔn)函數(shù)和相應(yīng)的參數(shù)對(duì)治療前瘢痕RGB和治療后 瘢痕RGB圖像的另外兩個(gè)通道進(jìn)行配準(zhǔn)，得到已配準(zhǔn)治療后瘢痕RGB圖像。
[0021] 所述的步驟(4)具體為：
[0022] (4a)分別獲取治療前瘢痕RGB圖像與正常皮膚RGB圖像的R通道、G通道和B通道的 互信息并計(jì)算其平均值得到KA，B);
[0023] (4b)分別獲取已配準(zhǔn)治療后瘢痕RGB圖像與正常皮膚RGB圖像的R通道、G通道和B 通道的互信息并計(jì)算其平均值得到I(C，B)。
[0024] 步驟(4a)中分別根據(jù)式（1)計(jì)算獲取治療前瘢痕RGB圖像與正常皮膚RGB圖像的R 通道、G通道和B通道的互信息：
[0025]
(1)
[0026]其中，i表示RGB圖像的通道，i取值為R通道或G通道或B通道，Ωμ是治療前瘢痕RGB 圖像i通道灰度值的集合，ΩΒ1是正常皮膚RGB圖像i通道灰度值的集合，Pl(a)為i通道內(nèi)治 療前瘢痕RGB圖像灰度值為a時(shí)的邊緣概率分布， Pi (b)為i通道內(nèi)正常皮膚RGB圖像灰度值 為b時(shí)的邊緣概率分布，Pi(a，b)為i通道內(nèi)治療前瘢痕RGB圖像灰度值為a且正常皮膚RGB圖 像灰度值為b時(shí)的聯(lián)合概率分布。
[0027]步驟(4b)中分別根據(jù)式(2)計(jì)算獲取已配準(zhǔn)治療后瘢痕RGB圖像與正常皮膚RGB圖 像的R通道、G通道和B通道的互信息：
[0028]
[0029] 其中，i表示RGB圖像的通道，i取值為R通道或G通道或B通道，〇^是已配準(zhǔn)治療后 瘢痕RGB圖像i通道灰度值的集合，ΩΒ?是正常皮膚RGB圖像i通道灰度值的集合，Pi(c)為i通 道內(nèi)已配準(zhǔn)治療后瘢痕RGB圖像灰度值為c時(shí)的邊緣概率分布，Pl(b)為i通道內(nèi)正常皮膚 RGB圖像灰度值為b時(shí)的邊緣概率分布，Pi(c，b)為i通道內(nèi)已配準(zhǔn)治療后瘢痕RGB圖像灰度 值為c且正常皮膚RGB圖像灰度值為b時(shí)的聯(lián)合概率分布。
[0030]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0031] (1)采用圖像處理技術(shù)，分別對(duì)治療前瘢痕圖像、治療后瘢痕圖像以及正常皮膚圖 像進(jìn)行一系列處理，最后得到治療前瘢痕RGB圖像與正常皮膚RGB圖像的互信息和已配準(zhǔn)治 療后瘢痕RGB圖像與正常皮膚RGB圖像之間的互信息，通過(guò)兩個(gè)互信息的對(duì)比評(píng)估治療效果 的好壞，開(kāi)創(chuàng)了新的瘢痕治療效果的評(píng)估方法，同時(shí)通過(guò)互信息計(jì)算相似性來(lái)量化評(píng)估瘢 痕的治療效果，避免了主觀性，評(píng)估結(jié)構(gòu)可信度高，同時(shí)具有可重復(fù)性和較強(qiáng)的實(shí)用性； [0032] (2)利用專(zhuān)業(yè)的醫(yī)學(xué)圖像處理軟件ITK來(lái)配準(zhǔn)瘢痕圖像，給瘢痕圖像的配準(zhǔn)提供了 一個(gè)很好的平臺(tái)。
【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1為本發(fā)明評(píng)估方法的流程圖，
[0034]圖2為五個(gè)不同患者的已配準(zhǔn)治療后瘢痕RGB圖像；
[0035]圖3為五個(gè)不同患者圖像配準(zhǔn)過(guò)程中的匹配結(jié)果圖像。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0037] 實(shí)施例
[0038] 如圖1所示，一種基于圖像處理的瘢痕治療效果的評(píng)估方法，該方法主要包括圖像 預(yù)處理階段、圖像配準(zhǔn)階段和互信息計(jì)算階段，具體地該方法包括以下步驟：
[0039] 執(zhí)行步驟1:分別獲取患者治療前瘢痕圖像、治療后瘢痕圖像以及治療前鄰近瘢痕 的正常皮膚圖像，該實(shí)施例中采用高清的相機(jī)拍攝獲得上述3個(gè)圖片，并執(zhí)行步驟2。
[0040] 執(zhí)行步驟2:分別對(duì)獲取的圖像進(jìn)行預(yù)處理得到治療前瘢痕RGB圖像、治療后瘢痕 RGB圖像和正常皮膚RGB圖像，并執(zhí)行步驟3。
[0041 ]具體地步驟2包括如下子步驟：
[0042] (2a)圖像轉(zhuǎn)化:將治療前瘢痕圖像、治療后瘢痕圖像以及正常皮膚圖像均轉(zhuǎn)化成 RGB圖像；
[0043] (2b)圖像增強(qiáng)：將步驟(2a)中的RGB圖像進(jìn)行圖像增強(qiáng)處理，得到高清晰度的RGB 圖像；
[0044] (2c)圖像縮放:將增強(qiáng)處理后的高清晰度的RGB圖像分別進(jìn)行縮放得到大小相同 的治療前瘢痕RGB圖像、治療后瘢痕RGB圖像和正常皮膚RGB圖像。
[0045]本發(fā)明的處理都是基于灰度圖像，所以要將拍攝得到的彩色圖像轉(zhuǎn)化為RGB圖像， 再通過(guò)圖像增強(qiáng)處理提高圖像清晰度，同時(shí)為了加快處理的速度，本發(fā)明對(duì)圖像進(jìn)行縮放 處理。
[0046]執(zhí)行步驟3:采用醫(yī)學(xué)圖像處理軟件對(duì)預(yù)處理后的治療前瘢痕RGB圖像和治療后瘢 痕RGB圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，得到已配準(zhǔn)治療后瘢痕RGB圖像，并執(zhí)行步驟4。本實(shí)施例中醫(yī)學(xué)圖像 處理軟件采用ITK軟件，由于瘢痕圖像是在不同時(shí)間拍攝的，拍攝角度、光線也不同，所以治 療前后的瘢痕圖像總會(huì)存在幾何畸變，鑒于此本發(fā)明需要對(duì)治療前后的瘢痕圖像進(jìn)行配 準(zhǔn)。ITK中擁有很多配準(zhǔn)方法，有簡(jiǎn)單的平移、仿射變換，也有非剛性變換；同時(shí)還可以根據(jù) 自身需求修改程序，給瘢痕圖像的配準(zhǔn)提供了一個(gè)很好的平臺(tái)，具體的該步驟3包括如下子 步驟：
[0047]執(zhí)行步驟301:將治療前瘢痕RGB圖像作為參考圖像，治療后瘢痕RGB圖像作為待配 準(zhǔn)圖像，并選擇R通道、G通道和B通道中任意一個(gè)通道，采用ITK軟件中的所有配準(zhǔn)函數(shù)進(jìn)行 配準(zhǔn)并保存相應(yīng)的配準(zhǔn)結(jié)果；
[0048]執(zhí)行步驟302:對(duì)所有配準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行匹配，使得同一解剖點(diǎn)在治療前瘢痕RGB圖像 和治療后瘢痕RGB圖像上有相同的空間位置，并獲得相對(duì)應(yīng)的配準(zhǔn)函數(shù)以及該配準(zhǔn)函數(shù)相 應(yīng)的參數(shù)；
[0049] 執(zhí)行步驟303:利用步驟302中獲取到的配準(zhǔn)函數(shù)和相應(yīng)的參數(shù)對(duì)治療前瘢痕RGB 和治療后瘢痕RGB圖像的另外兩個(gè)通道進(jìn)行配準(zhǔn)，得到已配準(zhǔn)治療后瘢痕R