面向青光眼計算機(jī)輔助診斷的眼部OCT圖像質(zhì)量評價研究.pdf

1、青光眼是全球三大致盲性眼病之一，其對人眼一旦產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的傷害時，將最終導(dǎo)致失明。雖然此類眼病引起的視功能損傷是不可逆的，但如果及早發(fā)現(xiàn)并積極治療，大部分患者仍可終生維持視覺功能。因此，青光眼的早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷和早期治療顯得尤為重要。光學(xué)相干斷層掃描(Optical Coherence Tomography, OCT)作為一種眼科成像手段，其具有的非接觸性、高分辨率、快速成像等特點決定了該技術(shù)在眼科領(lǐng)域的重要地位。但是一方面鑒于該方法

2、的相干成像原理，OCT圖像必定會受到噪聲影響，導(dǎo)致圖像清晰度下降，最終影響醫(yī)生對病癥臨床診斷的準(zhǔn)確率和效率。另一方面眼部OCT圖像作為一種海量數(shù)據(jù)，如果根據(jù)醫(yī)生臨床經(jīng)驗進(jìn)行圖像質(zhì)量的有效性刷選，評價過程將具有明顯的主觀性和低效性。因此通過計算機(jī)自動篩選清晰有效的OCT圖像，將能夠顯著降低醫(yī)生的誤診率和工作強(qiáng)度。本文正是在這樣的背景下，展開了對眼部OCT圖像質(zhì)量評價的研究。
　　針對現(xiàn)有的圖像質(zhì)量評價方法與人的主觀感受相悖問題，論文

3、中首先提出了一種基于人眼視覺視覺系統(tǒng)(Human Visual System, HVS)的前房角 OCT圖像質(zhì)量評價方法；其次，針對傳統(tǒng)圖像質(zhì)量評價指標(biāo)單一，忽視圖像結(jié)構(gòu)信息這一問題，本文引入了另一個評價指標(biāo)，即分形維數(shù)，并對這一指標(biāo)的計算作了改進(jìn)；在此基礎(chǔ)上，考慮到單一分形維數(shù)評價的不足，又引入復(fù)雜性測度作為評價補(bǔ)償。論文的主要內(nèi)容分為以下幾個部分：
　　(1)提出了一種基于 HVS的前房角 OCT圖像質(zhì)量評價方法。通過將傳統(tǒng)的

4、圖像質(zhì)量評價指標(biāo)，包括對比度、模糊度和信噪比，與人眼視覺系統(tǒng)特性中的感興趣作用原理、灰度敏感特性以及對比度敏感曲線相結(jié)合建立模型，同時由醫(yī)生制定前房角 OCT圖像質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)并給出相應(yīng)的得分，最后將三參數(shù)與主觀得分進(jìn)行線性擬合，得到客觀評價模型。實驗結(jié)果表明，加入了人眼視覺特性后的評價方法與主觀結(jié)果更為一致。
　　(2)考慮到傳統(tǒng)質(zhì)量評價指標(biāo)單一，忽略圖像結(jié)構(gòu)信息的問題，從非線性角度引入了分形維數(shù)評價指標(biāo)，從局部與全局相似性角度對

5、圖像質(zhì)量進(jìn)行評價。文中針對傳統(tǒng)分形維數(shù)計算時只考慮圖像像素點灰度極值，忽略中間灰度級像素點的不足進(jìn)行了改進(jìn)，實驗結(jié)果表明其改進(jìn)方法在普通場景圖像質(zhì)量評價中有一定的提高，并將這一改進(jìn)方法運(yùn)用到視網(wǎng)膜 OCT圖像中，由醫(yī)生給出該類 OCT圖像質(zhì)量的主觀評價標(biāo)準(zhǔn)以及每幅實驗圖像的得分，在此類圖像上的實驗結(jié)果表明，改進(jìn)后的分形維數(shù)評價效果同樣優(yōu)于未改進(jìn)的評價方法。
　　(3)在單一分形維數(shù)評價的基礎(chǔ)上，考慮到分形維數(shù)作為一種局部統(tǒng)計特征，