CN105686795A - 一种en face OCT图像的动态显示方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种en face OCT图像的动态显示方法，包括：利用OCT***对人眼扫描，得到若干幅en face OCT图像；从多个不同视角一一对若干OCT图像分别进行处理，得到和视角数目相同的若干张en face OCT图像。将若干张en face OCT图像按照视角选取的先后顺序排版后进行播放，形成动画，显示出所述en face OCT图像的三维动态效果。根据该三维动态效果，医生方便观察人眼血管的空间分布，以检查眼睛可能出现的病变。
Description
技术领域
本发明属于眼科OCT图像处理领域，尤其涉及到一种enfaceOCT图像的动态显示方法。
背景技术
EnFaceOCT是眼科影像学的一项突破，为视神经疾病影像学的诊断提供新的途径。利用EnFaceOCT可以分析视神经炎、Leber遗传性视神经病变、视盘旁血管瘤、视盘小凹、压迫性视神经病变(垂体瘤)和青光眼的影像学改变。它能从视神经、视神经周围及黄斑区的各个解剖层面深入了解视神经病变的结构改变以及视交叉压迫所致的退行性改变对视网膜神经节细胞造成的损害，是辅助诊断和评价视神经病变的有力工具。但是，由于眼球是立体的球状结构，EnFaceOCT图像不能显示眼球中的某一血管的立***置，即不能通过EnFaceOCT图像判断出一根或者多根血管在眼球中具体的空间位置，缺乏立体感,也不利于医生对病人疾病的判断。因此，有必要提供一种新的技术方案，使EnFaceOCT图像具有三维动态显示功能，方便医生能从三维动态显示的enfaceOCT图像中判断出人眼中某一血管或者某几根血管可能出现的病变。
发明内容
本发明提供了一种EnFaceOCT图像的动态显示方法，其目的在于解决因单张的EnFaceOCT图像不具有三维功能而缺乏立体感，不利于医生对病人眼部疾病判断的缺陷。
本发明的技术方案是这样的：
一种enfaceOCT图像的动态显示方法，包括如下步骤：
利用OCT***对人眼进行区域扫描，得到按扫描顺序排列的若干幅OCT图像；
分别从多个不同视角将所述若干幅OCT图像处理成若干张不同的enfaceOCT图像；
将所述若干张不同的enfaceOCT图像依次排版并播放，动态显示出所有enfaceOCT图像的三维效果。
进一步地，所述分别从多个不同视角将所述若干幅OCT图像处理成若干张不同的enfaceOCT图像，包括如下步骤：
从多个不同视角中选取其中一个视角，对所述按扫描顺序排列的若干幅OCT图像的每一幅分别进行处理，得到和所述OCT图像一一对应的若干组线信息，将所述若干组线信息依次拼接，得到一张所述enfaceOCT图像；
用同样的方法从其余视角分别对所述按顺序排列的若干幅OCT图像的每一幅分别进行处理，得到和视角个数相匹配的若干张enfaceOCT图像。
进一步地，将所述分别从多个不同视角将所述若干幅OCT图像处理成若干张不同的enfaceOCT图像，处理方法包括：求平均光强值法、求最大光强值法、求最小光强值法、求滤波后的平均光强值法和求众数法。
进一步地，所述求平均光强值法，包括如下步骤：
选取所述按顺序排列的若干幅OCT图像的其中一幅，从其中一个视角将该幅OCT图像的上边界和下边界之间的所有区域的光强信息从左至右划分为若干列光强信息段；
选取其中一列所述光强信息段，将所述光强信息段的上边界和下边界之间的所有光强信息单元叠加求平均，求得光强信息平均值；
以同样的方法分别求出剩下的其余各列光强信息段的上边界和下边界之间的若干光强信息平均值；
将所有光强信息平均值连接起来，得到所选取OCT图像的线信息；
从所述其中一个视角方向以同样的方法处理其余OCT图像，得到和所述OCT图像一一对应的若干组线信息；
其中，所述若干列光强信息段依次组合后能还原成所述OCT图像。
进一步地，所述选取其中一列所述光强信息段，将所述光强信息段的上边界和下边界之间的所有光强信息单元叠加求平均，求得光强信息平均值的具体步骤如下：
定义所述其中一列光强信息段为第K列光强信息段；
将所述第K列光强信息段的上边界和下边界之间的区域分为MK个信息单元；
将所述光强信息段的上边界的第一个光强信息单元值定义为I1，第二个光强信息单元值定义为I2，一直到下边界的第MK个光强信息单元的值定义为IM；
根据公式求出第K列光强信息段的光强信息平均值
其中，所述MK个光强信息单元依次组合后能还原成所述第K列光强信息段。
进一步地，所述区域扫描是指利用扫描装置对人眼从上到下或者从左到右逐线扫描。
进一步地，所述多个视角是指按从左到右的方向依次选取的若干视角；其中，最右边的视角和最左边的视角和垂直线的夹角均不超过5°；
进一步地，将所述若干张不同的enfaceOCT图像依次排版，是指若干张enfaceOCT图像的排版顺序和若干视角的选取顺序一一对。
本发明的有益技术效果：利用眼科成像装置对人眼扫描，按先后扫描顺序采集到若干张OCT图像；以第一视角将每一张OCT图像处理成与之对应的若干第一线信息，并将若干第一线信息依次拼接成第一enfaceOCT图像，用同样的方法将第二视角处理后得到若干第二线信息依次拼接成第二enfaceOCT图像........一直到拼接成第N张enfaceOCT图像；将第一enfaceOCT图像、第二enfaceOCT图像........第N张enfaceOCT图像按照视角选取的先后顺序排版在一起，播放并形成动画，得到由若干张EnFaceOCT图像形成的动态显示效果，医生根据enfaceOCT图像的三维动态显示效果可以观察人眼中某一血管在人眼中的空间分布情况，据此判断人眼相关部分是否出现病变。
附图说明
图1为OCT***的光路图；
图2为利用图1的OCT***采集得到的人眼OCT断层图；
图3为本发明的流程图；
图4为OCT***的扫描装置按从上到下逐线扫描人眼示意图；
图5为OCT***的扫描装置按从左到右逐线扫描人眼示意图；
图6为OCT***的扫描装置按从上到下的顺序扫描得到的示意性的若干幅OCT图按顺序放置在一起的情形；
图7为图6中的被简化表示的第一张OCT图像从A方向观察得到的示意图，其中上边的粗黑实线示例性的表示OCT图像中组织的上边界，下边的粗黑实线示例性的表示OCT图像中组织的下边界；
图8为从左到右的不同视角的分布示意图，其中，最左边的为第一视角31，最右边的为第N个视角41，21表示为垂直线；
图9为从图8中的第一视角31方向将图6中的第一张OCT图像11按从左到右的顺序划分为若干列光强信息段的示意图；
图10为将图9中若干列光强信息段，每段通过叠加求平均后得到的平均值被连接起来得到的第一线信息示意图，该第一线信息用粗黑色线条表示；
图11为图6中的每张OCT图像经过图10所示的方法处理后，按顺序放置的若干第一线信息的拼接示意图，拼接后得到如图14所示的第一enfaceoct图像；
图12为从第二视角将图7所示的被简化的第一张OCT图像从左到右分为P列光强信息段的示意图；
图13为将图12中的P列光强信息段的每段光强求平均后，将P个光强平均值连接，得到第二线信息的示意图；
图14为拼接得到的第一enfaceOCT图像；
图15为将若干张enfaceOCT图像按顺序排版在一起的情形。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
光学相干断层扫描技术(光学相干层析技术，OpticalCoherenceTomography)，是一种光学成像技术，可进行活体眼组织的非接触式、非侵入式成像。本发明中所说的OCT***，是一种用于对人眼进行光学成像的装置，参考图1，该装置包括：光源100、分光模块200、参考臂模块300、样品臂模块500、探测模块600及计算机700，光源100发出光并传递至分光模块200，分光模块200将接收到的光分成两束并分别提供给参考臂模块300及样品臂模块500。这两束光的具体分配如下：其中一束光传递至参考臂模块300，参考臂模块300将接收到的光传递回分光模块200以形成参考光；另一束光经样品臂模块500后进入到眼睛800，经眼睛800散射后形成信号光并返回分光模块200。信号光与参考光在分光模块200处发生干涉后产生干涉光，探测模块600接收所述干涉光后，将干涉信号传输至计算机700，计算机700处理干涉信号后，得到被扫描人眼的OCT图(见图2)，从该OCT图能够观察到被扫描人眼的断面情况。
参考图3，图3为本发明的流程图，包括：
S101：利用OCT***对人眼进行区域扫描，得到按扫描顺序排列的若干幅OCT图像；
S102：分别从多个不同视角将所述若干幅OCT图像处理成若干张不同的enfaceOCT图像；
S103：将所述若干张不同的enfaceOCT图像依次排版并播放，动态显示出所有enfaceOCT图像的三维效果。
对于步骤S101：首先利用OCT扫描装置对人眼扫描进行区域扫描，获得若干张OCT图像(见图2)。此处所说的区域扫描，可以是如图4表示的OCT***的扫描装置的一条扫描线在一个扫描周期内自上而下的扫描人眼不同位置，也可以是如图5所示的自左向右的扫描人眼不同位置的示意图。扫描线扫描得到的人眼OCT图像的张数和扫描线在一个扫描周期内的扫描频率有关。例如在一个周期内，扫描的频率是100次，则会得到100张OCT图像。而这100张图，则分别反映了OCT扫描装置对人眼不同断面的扫描情况。例如，参考图4，假设扫描线在一个扫描周期内自上而下对人眼扫描了100次，则得到的100张OCT图反应了人眼在从上而下的100个不同的位置的断面情况。即扫描线在不同的扫描位置扫描，则会得到与该扫描位置一一对应的OCT断层图。
S102：分别从多个不同视角将所述若干幅OCT图像处理成若干张不同的enfaceOCT图像；
对于步骤S102，下面仅仅象征性的说明从多个视角中的第一视角方向处理采集到的若干幅OCT图像，拼接得到第一enfaceOCT图像的方法。其余视角方向得到的不同的enfaceOCT图像的方法则相同。
参考图4，假设扫描线自上而下的扫描人眼，在最上面的位置C1时扫描得到得到OCT图像为图5中的11，在第二处扫描位置C2时扫描得到的OCT图像为图5中的12........在第5处扫描位置C5时扫描得到的OCT图像为图5中的15。因此，当扫描装置在一个扫描周期内，扫描人眼的不同位置分别会得到不同位置的OCT图像。从图6中的A向观察被简化了的第一张OCT图11，得到如图7所示的被简化的画面。
需要说明的是，***采集得到的真实的OCT断层图像见图2。为简化表示，图2中反应人眼断层组织部分(即白色区域)被简化为图7中上下两条线条之间的区域，其中，图7中的上边的线条对应图2中人眼断层组织的上分界线，下边的线条对应图2中人眼断层组织的下分界线。
(1)、第一enfaceOCT图像的获得
当获得了若干张OCT图像后，按照如图4所示的先后扫描顺序将它们按图5所述的顺序放置，这样做的目的是为了通过图5能看出扫描线依次扫描的人眼的不同部分。
参考图8，以第一视角31将图5中第一张OCT图11(选该图仅仅是示例性的)进行处理。以第一视角31处理该组中的其余OCT图像的处理思路同以第一视角31处理第一张OCT图11的思路相同。
第一张OCT图11的处理过程如下：
参考图9，从第一视角31将图5中的第一张OCT图11从最左端到最右端划分为N列光强信息段。这里之所以说把OCT图划分为N列光强信息段，是由于OCT图像是由OCT***将采集到的人眼组织的光强信息处理得到的，所以，OCT图像信号可以理解该组织对应的光强信号，当从某一视角将OCT图像划分为若干列图像，就可以理解为划分为若干列光强信息段。由于都是以同一视角划分的，所以这N列光强信息段互相平行。为了保证将N列光强信息段按划分的顺序重新组合后能恢复为图6中的第一张OCT图11的图像，则N的取值要和第一张OCT图11的长度方向相匹配。
当从图8中的第一视角31将第一张OCT图11划分为N列光强信息段后，将每一列光强信息段的上边界和下边界之间的区域(即反应人眼断层组织的区域)分为MN(N＝1，2，3...K....)个光强信息单元。由于每一列光强信息段的上边界和下边界之间的长度不完全相同，所以MN为可变化值。如第1列光强信息段的上边界和下边界之间的区域包括M1个光强信息单元，第2列光强信息段的上边界和下边界之间的区域包括M2个光强信息单元........第K列光强信息段的上边界和下边界之间的区域包括MK个光强信息单元，第N列光强信息段的上边界和下边界之间的区域包括MN个光强信息单元。可以理解的是，M1，M2........MN均为自然数。
将第K列光强信息段(1≤K≤N)包含的MK个光强信息单元叠加求平均。具体求平均的方法如下：假设第K列图像的第一个光强信息单元为I1,第二个光强信息单元为I2.....第MK个光强信息单元为IM,则第K列的MK个光强信息的平均光强值为此处应当理解，I1，I2.........IM为光强值。通过这种办法，就可以求出第K列光强信息段的平均值
用同样的方法，将图9中剩下的(N-1)列上边界和下边界之间的光强信息段分别求出其平均光强值
将N列光强信息段的平均光强信息连接起来，则图6中的原来的第一张OCT图11的最上面和最下面的所有的光强信息变为如图10中的经处理后的第一OCT图11A中所示的粗黑线所示的第一线信息。
当从第一视角31处理完图6中第一张OCT图像11，使它变为图10所示的第一线信息后，从第一视角31方向用和处理第一张OCT图像11同样的思路处理图6中的剩下的其余OCT图像，使其余的OCT图像反应人眼组织断面部分变为与之对应的若干第一线信息。
将经过处理后的若干第一线信息按***扫描人眼的先后顺序，即图6中的第一张OCT图11对应图11中的第一线信息11A；图6中的第二张OCT图像12对应图11中的第一线信息12A；图6中的第三张OCT图像13对应图11中的第一线信息13A.......，最后将所有的第一线信息拼接成图14所示的第一enfaceOCT图像。
(2)、第二enfaceOCT图像的获得
选取图8中的第二视角32，用和以第一视角处理图6中的第一张OCT图11的相同思路，处理第该张OCT图。具体处理过程见图12。图12中，从第二视角32将被简化了的图6中的第一张OCT图11的上边界和下边界之间的所有光强信息按从左到右顺序划分为P列光强信息段(P和N可以相同，也可以不同)。
为了保证将P列光强信息段按划分的顺序重新组合后能恢复为原来的如图6所示的第一张OCT图11，则P的取值要和第一张OCT图11的长度方向以及倾斜角度相匹配。
参考图12，当从第二视角32将图6中所示的第一张OCT图像11划分为P列光强信息段后，每一列上边界和下边界之间的光强信息段被分为SQ(Q＝1，2，3......)个光强信息。如第1列分为S1个光强信息单元，第2列分为S2个光强信息单元........第F(1≤F≦P)列分为SF个光强信息单元，第Q列分为SQ个光强信息单元。可以理解的是，S1，S2......SF....SQ均为自然数，而且它们的值的大小取决于所处的上边界和下边界之间的光强信息段L的长度。可以理解的是，L的值可以相同，也可以不同。
选取其中的第F列光强信息段,将其上边界和下边界之间包含的SF个光强信息单元叠加求平均.具体求平均的方法如下：假设第F列光强信息段的上边界的第一个光强信息单元为J1,第二个光强信息单元为J2.....下边界的第SF个光强信息单元为则SF个光强信息单元的平均值为
通过这种办法，就可以求出其中第F列上边界和下边界之间的光强信息段的平均光强值
用同样的方法构思，可以求出的剩下的(P-1)列光强信息段的平均值
将P列光强信息段的平均光强信息连接起来，则图6中所示的第一张OCT图11的上边界和下边界之间反应人眼断层组织信息的所有的光强信息被处理成如图13所示的粗黑线所示的第二线信息。
当处理完第一张OCT图11后，用同样的方法将图6中所示的其余若干张OCT图像分别处理成若干第二线信息。
将若干第二线信息依次拼接，得到从第二视角方向的第二enfaceOCT图像(未图示)。此说所说的依次拼接，是为了和扫描装置的扫描线逐线扫描人眼得到的OCT图像的布置顺序保持一致。
(3)从其余视角处理得到enfaceOCT图像
根据求第一enfaceOCT图像和第二enfaceOCT图像同样的思想构思，当视角从图8中从左到右依次选取时，用选取出来的的视角依次处理图6中所示的若干OCT图像，则得到不同的enfaceOCT图像。例如，图8中第一视角31对应第一enfaceOCT图像，第二视角32对应第二enfaceOCT图像，第三视角33对应第三enfaceOCT图像........一直到最右边的第N视角41对应的第N张enfaceOCT图像。
需要说明的是，图8中的视角仅仅示意性的画了7个，分别是从左到右的：第一视角31、第二视角32、第三视角33、第四视角21、第五视角43，以及最右边的第N视角41。最右边的第N视角41和最左边的第一视角31分别相对于垂直线21的夹角不超过5°，也就是说，最右边的第N视角41和最左边的第一视角31之间的夹角最大不能超过10°。可以理解的是，若最右边的第N视角41和最左边的第一视角31之间的夹角被划分得越细，则得到的enfaceOCT图像的张数越多，最后得到的动态显示效果越好。
S103：将所述若干张enfaceOCT图像按照视角选取的先后顺序排版播放，形成enfaceOCT图像的三维动态显示效果。
按照图8中视角从左到右的选取顺序，将第一enfaceOCT图像、第二enfaceOCT图像、第三enfaceOCT图像.....一直到最右边的第N张enfaceOCT图像依次排版，排版后的情况见图15。图15中，最左边的一张enfaceOCT图像为第一enfaceOCT图像，第二张为第二enfaceOCT图像.....最右边的为第N张enfaceOCT图像。需要说明的是，由于页面的原因，图15中并没有显示出所有排版好的enfaceOCT图像，该排列也仅仅是示意性的。也就是说，在最左边的第一enfaceOCT图像和最右边的第N张enfaceOCT图像之间，还包括按视角顺序依次处理得到的若干张enfaceOCT图像。
将按照上述顺序排版好的各张enfaceOCT图像播放，使得到的enfaceOCT图像具有动态显示效果，根据由若干张enfaceOCT图像的形成的动态显示效果容易判断出人眼中某一血管在人眼的空间分布情况，医生根据该血管的立体显示状态能够检查人眼中某一血管可能出现的病变，进而判断人眼相应部位的健康状况。
前面叙述的以不同的视角方向将采集到的若干组OCT图像通过求光强平均法得到和视角个数相匹配的若干张enfaceOCT图像的方法，属于一种比较常见的方法，另外还可以通过求最大光强值法、求最小光强值法、求滤波后的平均光强值法和求众数法以不同的视角将若干组OCT图像处理成和视角个数相匹配的若干张enfaceOCT图像，这些方法连同求光强平均值法，均属于现有技术。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种enfaceOCT图像的动态显示方法，其特征在于，包括如下步骤：
利用OCT***对人眼进行区域扫描，得到按扫描顺序排列的若干幅OCT图像；
分别从多个不同视角将所述若干幅OCT图像处理成若干张不同的enfaceOCT图像；
将所述若干张不同的enfaceOCT图像依次排版并播放，动态显示出所有enfaceOCT图像的三维效果。
2.如权利要求1所述的enfaceOCT图像的动态显示方法，其特征在于，所述分别从多个不同视角将所述若干幅OCT图像处理成若干张不同的enfaceOCT图像，包括如下步骤：
从多个不同视角中选取其中一个视角，对所述按扫描顺序排列的若干幅OCT图像的每一幅分别进行处理，得到和所述OCT图像一一对应的若干组线信息，将所述若干组线信息依次拼接，得到一张所述enfaceOCT图像；
用同样的方法从其余视角分别对所述按顺序排列的若干幅OCT图像的每一幅分别进行处理，得到和视角个数相匹配的若干张enfaceOCT图像。
3.如权利要求2所述的enfaceOCT图像的动态显示方法，其特征在于：将所述分别从多个不同视角将所述若干幅OCT图像处理成若干张不同的enfaceOCT图像，处理方法包括：求平均光强值法、求最大光强值法、求最小光强值法、求滤波后的平均光强值法和求众数法。
4.如权利要求3所述的enfaceOCT图像的动态显示方法，其特征在于，所述求平均光强值法，包括如下步骤：
选取所述按顺序排列的若干幅OCT图像的其中一幅，从其中一个视角将该幅OCT图像的上边界和下边界之间的所有区域的光强信息从左至右划分为若干列光强信息段；
选取其中一列所述光强信息段，将所述光强信息段的上边界和下边界之间的所有光强信息单元叠加求平均，求得光强信息平均值；
以同样的方法分别求出剩下的其余各列光强信息段的上边界和下边界之间的若干光强信息平均值；
将所有光强信息平均值连接起来，得到所选取OCT图像的线信息；
从所述其中一个视角方向以同样的方法处理其余OCT图像，得到和所述OCT图像一一对应的若干组线信息；
其中，所述若干列光强信息段依次组合后能还原成所述OCT图像。
5.如权利要求4所述的enfaceOCT图像的动态显示方法，其特征在于，所述选取其中一列所述光强信息段，将所述光强信息段的上边界和下边界之间的所有光强信息单元叠加求平均，求得光强信息平均值的具体步骤如下：
定义所述其中一列光强信息段为第K列光强信息段；
将所述第K列光强信息段的上边界和下边界之间的区域分为MK个信息单元；
将所述光强信息段的上边界的第一个光强信息单元值定义为I1，第二个光强信息单元值定义为I2，一直到下边界的第MK个光强信息单元的值定义为IM；
根据公式求出第K列光强信息段的光强信息平均值
其中，所述MK个光强信息单元依次组合后能还原成所述第K列光强信息段。
6.如权利要求1-5中任意一项所述的enfaceOCT图像的动态显示方法，其特征在于：所述区域扫描是指利用扫描装置对人眼从上到下或者从左到右逐线扫描。
7.如权利要求1-5中任意一项所述的enfaceOCT图像的动态显示方法，其特征在于：所述多个视角是指按从左到右的方向依次选取的若干视角；其中，最右边的视角和最左边的视角和垂直线的夹角均不超过5°。
8.如权利要求7中所述enfaceOCT图像的动态显示方法，其特征在于：将所述若干张不同的enfaceOCT图像依次排版，是指若干张enfaceOCT图像的排版顺序和若干视角的选取顺序一一对应。
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