阅读说明：本技术 一种视神经纤维层微小运动检测方法及装置 (Method and device for detecting micro-motion of optic nerve fiber layer ) 是由 秦嘉 安林 于 2020-04-21 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种视神经纤维层微小运动检测方法及装置,获取B扫描的横截面结构图；去除光谱校准后横截面结构图的背景得到前景图；对前景图逐帧处理生成相邻B扫描间的相位差图；通过直方图的方法对相位差图中的每条A线进行相位补偿；判断相位补偿后的相位差图是否产生相位包裹,如果产生相位包裹,进行解包裹,得到包含体运动和组织运动的总相位差曲线；对体运动的相位差曲线进行多项式拟合得到体运动曲线；以总相位差减去拟合的体运动曲线得到组织运动相位差曲线；输出组织运动相位差曲线的图,可以测量到RNFL的微小运动。(The invention discloses a method and a device for detecting micro-motion of an optic nerve fiber layer, which are used for acquiring a cross section structure chart of B scanning; removing the background of the cross section structure chart after the spectrum calibration to obtain a foreground chart; processing the foreground image frame by frame to generate a phase difference image between adjacent B scans; performing phase compensation on each line A in the phase difference diagram by a histogram method; judging whether the phase difference image after phase compensation generates phase wrapping or not, and if the phase wrapping is generated, unwrapping to obtain a total phase difference curve containing body motion and tissue motion; performing polynomial fitting on the phase difference curve of the body motion to obtain a body motion curve; subtracting the fitted body motion curve by the total phase difference to obtain a tissue motion phase difference curve; a map of the tissue motion phase difference curve is output and the minute motion of the RNFL can be measured.)

一种视神经纤维层微小运动检测方法及装置

技术领域

本发明涉及成像测量技术和图像处理技术领域，具体涉及一种视神经纤维层微小运动检测方法及装置。

背景技术

以往的手段，使用至少一个B扫描集群和发生在眼睛组织内的运动来计算OCT血管造影术数据的配置，通过使用计算出的OCT血管造影术数据来得出眼睛组织中的脉管系统的横截面图像，主要是对RNFL组织结构静态参数的获取。虽然系统结构主要部分类似，也可以对视网膜神经纤维层(以下简称RNFL)进行成像，主要是对RNFL组织结构静态参数的获取；但是无法应用于大范围快速成像，测量不到RNFL的微小运动，从而难以检测到眼部微小参数的变化。

发明内容

本发明的目的在于提出一种视神经纤维层微小运动检测方法及装置，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

本发明提供一种视神经纤维层微小运动检测方法，所述方法包括以下步骤：

获取B扫描(B-scan，也称为B模扫描)的横截面结构图；

进行横截面结构图的光谱校准；

计算背景信号；

读取相机索引号(根据摄像头名称获取索引值)；

设置初始指针(初始化的图像指针)；

去除光谱校准后横截面结构图的背景得到前景图；

对前景图逐帧处理生成相邻B扫描间的相位差图；

通过直方图的方法对相位差图中的每条A线(A-line，为图像中的轴向扫描线)进行相位补偿；

判断相位补偿后的相位差图是否产生相位包裹，如果产生相位包裹，进行解包裹，得到包含体运动和组织运动的总相位差曲线；体运动指的是身体头部的晃动，组织运动为眼部每个组织的运动。

对体运动的相位差曲线进行多项式拟合得到体运动曲线；

以总相位差减去拟合的体运动曲线得到组织运动相位差曲线；

输出组织运动相位差曲线的图。

其中，进行横截面结构图的光谱校准的方法为通过图像畸变校准方法、图像光谱弯曲校正方法、波段校准方法中任意一种进行校准。

其中，去除光谱校准后横截面结构图的背景得到前景图的方法为基于高斯混合模型的背景前景分割算法、基于图像差分的背景差分算法中任意一种。

本发明提供一种视神经纤维层微小运动图像扫描装置，所述装置包括：成像系统、分光设备、干涉系统、扫描装置、探测器、图像处理模块。

其中，成像系统，用于获取视网膜脉动图像信号；所述成像系统的扫描速度50khz～100khzAline(A扫描)；系统灵敏度20dB～180dB；成像范围3mm×3mm～30mm×30mm；所述成像系统包括：光源，用于提供低相干光；分光设备，将所述低相干光一分为二，形成第一直线光束和第二直线光束，并提供给干涉系统；同时接收由干涉系统反射回来的光束，将其提供给探测器；干涉系统，用于收集第一直线光束聚焦至固定反射镜后，向后散射的部分光束作为参考光，及第二直线光束经过扫描装置聚焦至待测样品后，向后散射的部分光束作为样品光；参考光和样品光由于光程差而发生干涉；所述扫描装置，包括准直透镜，快速扫描振镜和慢速扫描振镜，所述第二直线光束经准直透镜形成平行光，然后依次经过快速扫描振镜和慢速扫描振镜，然后聚焦至待测样品；探测器，用于接收参考光和样品光干涉产生的干涉光信号，并将光信号转换为电信号；图像处理模块，对探测器采集到的电信号进行处理，实现被测样品图像的重建；所述光源为中心波长为500-1400nm、半高全宽带宽为30nm-60nm的宽带光源；

图像处理模块，对所获取的脉动图像信号进行处理，得到RNFL完整度信息；所述对所获取的脉动图像信号进行处理包括：剔除无序的组织伪影信号，得到真实的脉动信号；通过图像处理技术，将得到的真实脉动信号还原为图像，从而评估RNFL的完整度。

(1)用于评估RNFL的完整度，(2)所述成像系统的扫描速度＞50khz Aline；系统灵敏度＞20dB；成像范围＞3mm×3mm；所述光源为中心波长为500-1400nm、半高全宽带宽为30nm-60nm的宽带光源。(3)处理模块，对所获取的组织微小振动图像信号进行处理，得到RNFL完整度信息；所述对所获取的组织微小振动图像信号进行处理包括：剔除无序的组织伪影信号，得到真实的组织微小振动信号；通过图像处理技术，将得到的真实组织微小振动信号还原为图像，从而评估RNFL的完整度。

本发明用于评估RNFL的完整度，采用成像系统进行扫描，扫描速度＞50khzAline；系统灵敏度＞20dB；成像范围＞3mm×3mm；所述光源为中心波长为500-1400nm、半高全宽带宽为30nm-60nm的宽带光源。处理模块，对所获取的组织微小振动图像信号进行处理，得到RNFL完整度信息；所述对所获取的组织微小振动图像信号进行处理包括：剔除无序的组织伪影信号，得到真实的组织微小振动信号；

图像处理模块，获取B-扫描(也称B扫描)横截面结构图；

在进行动态参数处理方式(即B-扫描横截面进行平均、结构图差分、相位差分等算法)得到视网膜血流图、RNFL-扫描结构图和血流图、RNFL振动图，将得到的真实组织微小振动信号还原为图像，从而评估RNFL的完整度。对RNFL微小振动成像，基于组织微小振动信号评估RNFL完整度。

其中，动态参数处理方式序由读取图片数据，光谱校准，计算背景信号，读取相机索引号，设置初始指针，背景去除，以及主要的图像处理算法部分组成。图像处理算法主要包括图片逐帧处理，生成相邻B扫描间的相位差图，用论文(An L,Subhush H M,Wilson DJ,etal.High-resolution wide-field imaging of retinal and choroidal bloodperfusion withoptical microangiography[J].Biomedical Optics,2010,15(2).)中直方图的方法对每条A线进行相位补偿，判断是否产生相位包裹，如果产生相位包裹，进行解包裹，得到包含体运动和组织运动的总相位差曲线，用二次多项式对体运动进行多项式拟合，得到体运动曲线，总相位差减去拟合的体运动曲线，得到组织运动相位差曲线，输出曲线图。

本发明提出了一种视神经纤维层微小运动检测方法及装置，能够对对视网膜神经纤维层的组织结构静态参数的获取；可以应用于大范围快速成像，测量到视网膜神经纤维层的微小运动，从而检测到眼部微小参数的变化。

附图说明

通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明，本公开的上述以及其他特征将更加明显，本公开附图中相同的参考标号表示相同或相似的元素，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，在附图中：

图1为获取相位差图的流程图；

图2为获取组织运动相位差曲线的图的流程图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。

如图1所示为获取相位差图的流程图，图2为获取组织运动相位差曲线的图的流程图，下面结合图1和图2来阐述根据本公开的实施方式的一种视神经纤维层微小运动检测方法。

获取B扫描的横截面结构图；

进行横截面结构图的光谱校准；

计算背景信号；

读取相机索引号(根据摄像头名称获取索引值)；

设置初始指针(初始化的图像指针)；

去除光谱校准后横截面结构图的背景得到前景图；

对前景图逐帧处理生成相邻B扫描间的相位差图；

通过直方图的方法对相位差图中的每条A线进行相位补偿；

判断相位补偿后的相位差图是否产生相位包裹，如果产生相位包裹，进行解包裹，得到包含体运动和组织运动的总相位差曲线；

对体运动的相位差曲线进行多项式拟合得到体运动曲线；

以总相位差减去拟合的体运动曲线得到组织运动相位差曲线；

输出组织运动相位差曲线的图。

其中，进行横截面结构图的光谱校准的方法为通过图像畸变校准方法、图像光谱弯曲校正方法、波段校准方法中任意一种进行校准。

其中，去除光谱校准后横截面结构图的背景得到前景图的方法为基于高斯混合模型的背景前景分割算法、基于图像差分的背景差分算法中任意一种。

其中，动态参数处理方式序由读取图片数据，光谱校准，计算背景信号，读取相机索引号，设置初始指针，背景去除，以及主要的图像处理算法部分组成。图像处理算法主要包括图片逐帧处理，生成相邻B扫描间的相位差图，用论文(An L,Subhush H M,Wilson DJ,etal.High-resolution wide-field imaging of retinal and choroidal bloodperfusion with optical microangiography[J].Biomedical Optics,2010,15(2).)中直方图的方法对每条A线进行相位补偿，判断是否产生相位包裹，如果产生相位包裹，进行解包裹，得到包含体运动和组织运动的总相位差曲线，用二次多项式对体运动进行多项式拟合，得到体运动曲线，总相位差减去拟合的体运动曲线，得到组织运动相位差曲线，输出曲线图。

基于眼底脉动信号评估RNFL完整度的检测装置，其特征在于，所述装置包括：成像系统，用于获取视网膜脉动图像信号；所述成像系统的扫描速度＞50khz Aline；系统灵敏度＞20dB；成像范围＞3mm×3mm；所述成像系统包括：光源，用于提供低相干光；分光设备，将所述低相干光一分为二，形成第一直线光束和第二直线光束，并提供给干涉系统；同时接收由干涉系统反射回来的光束，将其提供给探测器；干涉系统，用于收集第一直线光束聚焦至固定反射镜后，向后散射的部分光束作为参考光，及第二直线光束经过扫描装置聚焦至待测样品后，向后散射的部分光束作为样品光；参考光和样品光由于光程差而发生干涉；所述扫描装置，包括准直透镜，快速扫描振镜和慢速扫描振镜，所述第二直线光束经准直透镜形成平行光，然后依次经过快速扫描振镜和慢速扫描振镜，然后聚焦至待测样品；探测器，用于接收参考光和样品光干涉产生的干涉光信号，并将光信号转换为电信号；图像处理模块，对探测器采集到的电信号进行处理，实现被测样品图像的重建；所述光源为中心波长为500-1400nm、半高全宽带宽为30nm-60nm的宽带光源；

处理模块，对所获取的脉动图像信号进行处理，得到RNFL完整度信息；所述对所获取的脉动图像信号进行处理包括：剔除无序的组织伪影信号，得到真实的脉动信号；通过图像处理技术，将得到的真实脉动信号还原为图像，从而评估RNFL的完整度。

(1)用于评估RNFL的完整度，(2)所述成像系统的扫描速度＞50khz Aline；系统灵敏度＞20dB；成像范围＞3mm×3mm；所述光源为中心波长为500-1400nm、半高全宽带宽为30nm-60nm的宽带光源。(3)处理模块，对所获取的图像信号(组织微小振动图像信号进行处理)，得到RNFL完整度信息；所述对所获取的组织微小振动图像信号进行处理包括：剔除无序的组织伪影信号，得到真实的组织微小振动信号；通过图像处理技术，将得到的真实组织微小振动信号还原为图像，从而评估RNFL的完整度。

实际解决的技术问题是:对RNFL微小振动成像，基于组织微小振动信号评估RNFL完整度。

以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。