本文選題：OCT + 仿射變換　； 參考：《山東師范大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：光學(xué)相干斷層成像(Optical Coherence Tomography,OCT)技術(shù)是一種針對生物組織的高分辨率、深度斷層解析的三維成像技術(shù),OCT基于寬帶光源的低相干性通過測量生物組織的后向散射光和反射光的強(qiáng)度以及時間延遲計算出生物組織的二維斷層圖像和三維圖像,自發(fā)明以來被廣泛應(yīng)用于多種疾病的治療當(dāng)中,其中在眼部疾病的治療應(yīng)用最為廣泛和成熟。在最近幾年當(dāng)中隨著光源和檢測技術(shù)的提高,頻域OCT(Fourier-domain OCT)已經(jīng)在靈敏度、掃描分辨率以及掃描速度等方面超越了傳統(tǒng)的時域OCT(Time-domain OCT),這些方面的提高使得頻域OCT在對生物組織進(jìn)行成像的同時還可以根據(jù)檢測出的血流信息得到眼底的血管造影。這一應(yīng)用首先出現(xiàn)于多普勒OCT之中,在掃描過程中使用血管造影技術(shù)通過計算相鄰A-line之間的相位差得到眼底的血管造影圖像。在此之后,多種OCT血管造影(OCT Angiography,OCTA)技術(shù)被提出并應(yīng)用于眼底的血管網(wǎng)絡(luò)成像。其中美國Oregon HealthScience University,Casey Eye Institute的Yali Jia教授和David Huang教授于2012年提了分光譜幅度去相關(guān)血管成像(Split-spectrum amplitudedecorrelation angiography,SSADA)技術(shù),與已有方法相比基于這一血管造影技術(shù)的眼底圖像在血管對比度、密度和連通性等方面有了很大提高。而高質(zhì)量的OCT和OCTA數(shù)據(jù)能夠幫助醫(yī)生更加精確的判斷患者的病情從而做出準(zhǔn)確的診斷。想要提高OCT和OCTA圖像的質(zhì)量,除了提高OCT系統(tǒng)本身的掃描精度和速度以外,對于獲得的OCT和OCTA圖像的后期處同樣重要。而配準(zhǔn)與分割作為最基本的圖像處理操作,在OCT和OCTA圖像的后期處理中有著重要作用,其中配準(zhǔn)可以用于同一區(qū)域連續(xù)掃描得到的數(shù)據(jù)之間的配準(zhǔn),通過將連續(xù)掃描得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)與融合,可以達(dá)到消除眼動所造成的形變,并提高OCTA中血管網(wǎng)絡(luò)的對比度、密度和連通性;還可以用于同一患者的同一眼底區(qū)域不同時間掃描得到的OCT或OCTA之間的配準(zhǔn),通過圖像之間的配準(zhǔn)進(jìn)一步將病變區(qū)域配準(zhǔn),使得醫(yī)生可以更直觀、更準(zhǔn)確的了解病人在這段時間的病情變化,從而能夠更加準(zhǔn)確的對治療方案進(jìn)行調(diào)整;此外,配準(zhǔn)還可以用于OCT或OCTA與傳統(tǒng)眼底圖像之間的配準(zhǔn),如彩色眼底照片(color fundus photograph,CFPs)、熒光素眼底血管造影(fluorescein fundus angiography,FFAs)和吲哚青綠血管造影(indocyanine green angiography,ICGAs)等,每一種圖像都有其各自的優(yōu)點(diǎn),將同一患者同一眼底區(qū)域的OCT或OCTA與這些圖像進(jìn)行配準(zhǔn),可以使醫(yī)生根據(jù)不同圖像所提供的信息更加全面客觀地進(jìn)行臨床診斷。分割主要可以用于視網(wǎng)膜和脈絡(luò)膜中各個細(xì)胞層之間的分割,并可以根據(jù)分割后各個細(xì)胞層之間的邊界得到不同細(xì)胞層的二維投影(en face OCT或en face OCTA),而許多疾病在眼底的不同細(xì)胞層之間的表象也不同,這些基于分割邊界的二維投影圖像可以幫助醫(yī)生更加準(zhǔn)確詳細(xì)的判斷病人的病情并加以治療;此外,分割還可以用于患者的OCT或OCTA中多種病變區(qū)域的分割,由于醫(yī)生的判斷有著很強(qiáng)的主觀性,對病變區(qū)域的自動分割可以更加客觀的將病變區(qū)域分割出來并進(jìn)行一系列的量化分析,可以輔助醫(yī)生進(jìn)行更加精確的診斷。基于配準(zhǔn)與分割在OCT和OCTA中的各種應(yīng)用,我們分別進(jìn)行了四個方面的研究并取得了一定的成果。第一,我們提出了一種二維平行樣條配準(zhǔn)的方法,用于超高速OCT系統(tǒng)(掃描速度大于200kHz)下連續(xù)掃描得到的兩個大尺寸en face OCTA之間的配準(zhǔn),通過對兩幅en face OCTA的配準(zhǔn)與融合,我們可以得到一個消除了運(yùn)動偽影并且加強(qiáng)了血管網(wǎng)絡(luò)對比度、密度以及連通性的融合圖像,對超高速OCT系統(tǒng)在臨床治療中的作用有著很大提高;第二,我們基于前一種方法提出了一個三維配準(zhǔn)與結(jié)構(gòu)重建方法,用于超高速OCT系統(tǒng)下連續(xù)掃描得到的兩對三維數(shù)據(jù)(OCT和OCTA)之間的配準(zhǔn),這一方法可以解決三維OCT和OCTA中由于眼動所造成的各種形變(尤其是軸向形變),重建出符合真實(shí)解剖學(xué)結(jié)構(gòu)的三維OCT和OCTA,幫助醫(yī)生從三維層面更加準(zhǔn)確立體的了解患者的病情;第三,我們提出了一種多模態(tài)眼底圖像之間的配準(zhǔn)方法,可以將傳統(tǒng)的眼底圖像(CFPs、FFAs和ICGAs)與en face OCT(也可寫作OCT fundus,OFIs)進(jìn)行配準(zhǔn),配準(zhǔn)后的多模態(tài)眼底圖像可以幫助醫(yī)生更加全面的進(jìn)行診斷,這個方法同樣可以用于同一患者同一區(qū)域不同時序掃描的OFIs之間的配準(zhǔn),幫助醫(yī)生更加客觀精確的了解患者的病情發(fā)展;第四,我們提出了一種視神經(jīng)盤(optic disc)邊界及其周邊視網(wǎng)膜中各細(xì)胞層邊界的自動分割方法,基于這些自動分割得到的邊界信息,我們可以根據(jù)需要得到不同層不同區(qū)域的en face OCTA,幫助醫(yī)生更加全面的了解患者的病情。這四個方面的研究對醫(yī)生基于OCT與OCTA的臨床診斷有著很大幫助。
[Abstract]:Optical Coherence Tomography ( OCT ) technique is a three - dimensional imaging technique for high resolution and deep fault resolution of biological tissue . OCT and OCTA have been widely used in the treatment of various diseases . In addition , OCT and OCTA have been widely used in the treatment of various diseases . In addition , we propose a method for the registration and fusion of multiple lesion regions in OCT or OCTA , which can be used in OCT or OCTA . The multi - modal fundus images after registration can help doctors to diagnose more comprehensively . This method can also be used for the registration of different timing scans in the same region of the same patient , to help doctors to know more objectively and accurately .

【學(xué)位授予單位】：山東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP391.41

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