基于商業(yè)眼底相機(jī)的雙波長視網(wǎng)膜血氧儀,在獲取視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)圖像的同時(shí)獲得視網(wǎng)膜血管功能信息,可以為生命科學(xué)相關(guān)研究、眼底相關(guān)疾病的診斷提供有力工具。但是,雙波長圖像存在位置偏移、雙波長圖像采集系統(tǒng)存在圖像噪聲等,這些因素嚴(yán)重影響了視網(wǎng)膜血氧飽和度的測量精度和測量速度,限制了基于眼底相機(jī)的雙波長視網(wǎng)膜血氧儀的臨床應(yīng)用。為了解決上述問題,本文設(shè)計(jì)了基于眼底相機(jī)的雙波長視網(wǎng)膜血氧測量系統(tǒng),包括圖像采集子系統(tǒng)和血氧計(jì)算子系統(tǒng):通過對傳統(tǒng)視網(wǎng)膜圖像配準(zhǔn)算法進(jìn)行改進(jìn),提出一種新的基于血管分割和視盤定位的視網(wǎng)膜圖像配準(zhǔn)算法。通過分析雙波長圖像出現(xiàn)位置偏移的根本原因,進(jìn)一步提出了基于相機(jī)標(biāo)定的雙波長圖像配準(zhǔn)方法。通過對圖像噪聲進(jìn)行分析和參數(shù)估計(jì),改進(jìn)合適的去噪算法對其去噪,從圖像質(zhì)量和血氧飽和度精度兩方面來評價(jià)去噪算法,最終完成雙波長視網(wǎng)膜血氧飽和度的測量。具體的工作如下:(1)為了測量視網(wǎng)膜血氧飽和度,設(shè)計(jì)了一種以商業(yè)眼底相機(jī)為平臺(tái)的雙波長視網(wǎng)膜血氧測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)將商業(yè)眼底相機(jī)輸出的視網(wǎng)膜像進(jìn)行二次成像,同時(shí)采集含氧血紅蛋白和還原血紅蛋白的等吸收波段和非等吸收波段圖像。對獲取的雙波長圖像進(jìn)行圖像配準(zhǔn)、...

【文章頁數(shù)】：128 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 視網(wǎng)膜血氧測量
        1.1.1 視網(wǎng)膜血氧測量的研究背景和意義
        1.1.2 視網(wǎng)膜血氧測量方法
    1.2 視網(wǎng)膜血氧飽和度光譜測量方法原理
        1.2.1 物理基礎(chǔ)
        1.2.2 血氧飽和度的計(jì)算
    1.3 常見的活體視網(wǎng)膜血氧測量技術(shù)
        1.3.1 基于眼底相機(jī)的多波長視網(wǎng)膜血氧測量技術(shù)
        1.3.2 基于CSLO的多波長視網(wǎng)膜血氧測量技術(shù)
        1.3.3 基于OCT的視網(wǎng)膜血氧測量技術(shù)
    1.4 視網(wǎng)膜血氧測量應(yīng)用研究進(jìn)展
    1.5 當(dāng)前視網(wǎng)膜血氧測量存在的問題
        1.5.1 血管直徑和視網(wǎng)膜色素沉積
        1.5.2 血氧標(biāo)定
        1.5.3 圖像處理算法對視網(wǎng)膜血氧計(jì)算精度的影響
    1.6 研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排
第二章 基于眼底相機(jī)的雙波長視網(wǎng)膜血氧測量系統(tǒng)
    2.1 在體視網(wǎng)膜血氧測量方案設(shè)計(jì)
    2.2 雙相機(jī)視網(wǎng)膜血氧測量模塊設(shè)計(jì)
        2.2.1 光學(xué)設(shè)計(jì)
        2.2.2 雙波長圖像采集相機(jī)選型
        2.2.3 在體視網(wǎng)膜血氧測量結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.3 基于眼底相機(jī)的雙波長視網(wǎng)膜血氧測量系統(tǒng)
        2.3.1 血氧計(jì)算子系統(tǒng)
    2.4 人眼雙波長視網(wǎng)膜成像實(shí)驗(yàn)和血氧飽和度的初步計(jì)算
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于血管分割和視盤定位的雙波長視網(wǎng)膜圖像配準(zhǔn)
    3.1 理論基礎(chǔ)
        3.1.1 收斂指數(shù)濾波器介紹
        3.1.2 互信息理論介紹
            3.1.2.1 熵
            3.1.2.2 條件熵
            3.1.2.3 聯(lián)合熵
            3.1.2.4 互信息
        3.1.3 基于互信息的雙波長視網(wǎng)膜圖像配準(zhǔn)
            3.1.3.1 聯(lián)合直方圖
            3.1.3.2 PV插值
        3.1.4 基于Hessian矩陣的血管分割
    3.2 算法介紹
        3.2.1 基于血管分割和視盤定位的雙波長圖像配準(zhǔn)
            3.2.1.1 血管分割
            3.2.1.2 血管移除
            3.2.1.3 初步視盤中心定位
            3.2.1.4 基于收斂指數(shù)濾波器的精確視盤定位
            3.2.1.5 基于互信息的雙波長圖像配準(zhǔn)
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    3.4 討論
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于相機(jī)標(biāo)定的雙波長圖像配準(zhǔn)
    4.1 理論基礎(chǔ)
        4.1.1 圖像畸變校正
        4.1.2 攝像系統(tǒng)內(nèi)參數(shù)標(biāo)定
        4.1.3 攝像系統(tǒng)標(biāo)定原理
        4.1.4 雙攝像模塊的仿射配準(zhǔn)原理
    4.2 雙波長視網(wǎng)膜圖像位置偏差的原因分析
    4.3 基于相機(jī)標(biāo)定的雙波長圖像配準(zhǔn)
        4.3.1 基于標(biāo)定板的參數(shù)測量
        4.3.2 雙波長視網(wǎng)膜圖像配準(zhǔn)
        4.3.3 配準(zhǔn)結(jié)果評估
    4.4 討論
    4.5 本章小結(jié)
第五章 混合泊松高斯去噪及其噪聲對血氧計(jì)算的影響
    5.1 雙波長視網(wǎng)膜圖像噪聲類型
    5.2 算法介紹
        5.2.1 混合泊松高斯噪聲參數(shù)估計(jì)
        5.2.2 雙邊濾波
        5.2.3 雙域?yàn)V波
            5.2.3.1 聯(lián)合雙邊濾波
            5.2.3.2 短時(shí)傅里葉變換
            5.2.3.3 小波收縮
        5.2.4 方差穩(wěn)定性變換
    5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        5.3.1 雙波長視網(wǎng)膜圖像噪聲估計(jì)
        5.3.2 雙波長視網(wǎng)膜圖像去噪結(jié)果
    5.4 評估
        5.4.1 圖像質(zhì)量評估
        5.4.2 噪聲對血氧計(jì)算的影響
    5.5 本章小結(jié)
第六章 基于多模圖像的混合泊松高斯去噪
    6.1 算法介紹
        6.1.1 參數(shù)估計(jì)
        6.1.2 多模圖像交叉雙域?yàn)V波
            6.1.2.1 時(shí)域交叉雙邊帶濾波
            6.1.2.2 頻域小波收縮
        6.1.3 方差穩(wěn)定性變換
    6.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        6.2.1 雙波長視網(wǎng)膜圖像參數(shù)估計(jì)
        6.2.2 雙波長視網(wǎng)膜圖像去噪結(jié)果
    6.3 評估
        6.3.1 多模圖像仿真結(jié)果
        6.3.2 圖像質(zhì)量評估
        6.3.3 血氧飽和度計(jì)算精度對比
    6.4 本章小結(jié)
第七章 視網(wǎng)膜血氧儀在糖尿病患者中的初步臨床應(yīng)用
    7.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>    7.2 實(shí)驗(yàn)方法
        7.2.1 實(shí)驗(yàn)對象
        7.2.2 實(shí)驗(yàn)流程
        7.2.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法
    7.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        7.3.1 不同性別之間的比較
        7.3.2 不同年齡段之間的比較
        7.3.3 不同病程之間的比較
        7.3.4 糖尿病組與健康對照組之間的比較
        7.3.5 可靠性和可重復(fù)性
    7.4 討論
    7.5 本章小結(jié)
第八章 全文總結(jié)與展望
    8.1 論文主要內(nèi)容與結(jié)論
    8.2 論文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    8.3 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的成果



本文編號(hào)：3854809