【摘要】：角膜是人眼最外層薄且透明的組織結(jié)構(gòu),容易遭受各種外傷,其術(shù)后傷口的愈合,瘢痕的消除,對人眼正常視物起著關(guān)鍵作用。因此,角膜術(shù)后傷口的對合形態(tài)和恢復(fù)情況的分析對角膜術(shù)后的診斷與治療具有積極的臨床意義。而目前針對角膜的研究主要集中在角膜分層和角膜組織細(xì)胞的研究,對角膜傷口定量分析的研究還比較缺乏�；谝陨夏康�,本文設(shè)計(jì)了一種基于眼前節(jié)光相干斷層成像(Anterior Segment Optical Coherence Tomography,AS-OCT)圖像的角膜邊界分割與傷口分析的方法。該方法主要包括四個(gè)步驟:第一,采用灰度變換和形態(tài)學(xué)操作對眼前節(jié)設(shè)備上采集到的角膜圖像進(jìn)行預(yù)處理;第二,使用改進(jìn)的Mini-Unet卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分割角膜并提取角膜邊界;第三,使用邊界分割的中間結(jié)果提取角膜灰度、厚度和紋理共62個(gè)特征訓(xùn)練隨機(jī)森林分類器,并檢測角膜上的傷口位置,使用K-Means聚類方法對傷口檢測的結(jié)果進(jìn)行后處理;第四,使用光密度、厚度差和傷口面積三個(gè)指標(biāo)分析多時(shí)間點(diǎn)下角膜傷口的變化,判斷角膜術(shù)后的恢復(fù)情況�；贛ini-Unet的角膜邊界分割的方法在39張測試集上,區(qū)域分割的結(jié)果與金標(biāo)準(zhǔn)的相似度高達(dá)95%,無符號上下邊界距離誤差平均1.29 ± 1.16個(gè)像素。隨機(jī)森林分類器在21773個(gè)樣本測試集上,查準(zhǔn)率(Precision)、查全率(Recall)、均誤率(MFE)和均方誤率(MSFE)分別是90.91%,99.86%,1.06%,13.69%。本文設(shè)計(jì)的角膜傷口分析算法有助于醫(yī)生判斷手術(shù)的成功率,及時(shí)發(fā)現(xiàn)影響角膜愈合的不良因素,調(diào)整治療方案,對病人術(shù)后角膜的恢復(fù)具有重要意義。
【圖文】：

周邊部較扁平，中央角膜厚度約為５２０ｙｍ，向外圍逐漸增厚至６５0Ａ？ｎ，該厚逡逑度分布會影響角膜的局部組織和生物力學(xué)行為［１］。從微觀上解剖，角膜包含了邋３個(gè)逡逑功能不同和５個(gè)形態(tài)不同的層，如圖１．１所示。逡逑基底膜逡逑＇ｉ：邋－邋ｖ邋Ｂ—ｍ逡逑－￣＞邋ｒ邐＼逡逑：媝ｉｉ廠逡逑？一一七：《一廣二邋＾邋：邐？二／＾＾邋Ｄｅｓｃｅｍｅｔ邋膜逡逑（ａ）邐（ｂ）逡逑圖１．１角膜結(jié)構(gòu)圖。（ａ）角膜宏觀結(jié)構(gòu)圖；（ｂ）角膜微觀解剖截面圖。逡逑從功能來看，角膜擁有兩個(gè)極限膜（上皮層和內(nèi)皮層）和堅(jiān)韌的膠原基質(zhì)層。從逡逑形態(tài)上來看，角膜可以分為５層，由外至內(nèi)分別是：上皮細(xì)胞層、前彈力層（Ｂｏｗｍａｎ）、逡逑基質(zhì)層、后彈力層（Ｄｅｓｃｅｍｅｔ）、內(nèi)皮細(xì)胞層。其中角膜的基質(zhì)層構(gòu)成了角膜４／５的逡逑體積結(jié)構(gòu)。上皮層是一種緊密的、具有保護(hù)性、扁平的鱗狀層，通常由５－７層的細(xì)胞逡逑組成，并牢固地附著在基質(zhì)層上，用于將細(xì)胞輸送到外界環(huán)境中。前彈力層近似為基逡逑質(zhì)層的一層上薄膜結(jié)構(gòu)，與基質(zhì)層不可分，，損傷后不能恢復(fù)會留下疤痕，角膜神經(jīng)通逡逑過該層到達(dá)上皮層�；|(zhì)層是一個(gè)無血管、無細(xì)胞的致密結(jié)締組織，由膠原蛋白和蛋逡逑白多糖組成，構(gòu)成了角膜９０％的厚度用于承受角膜內(nèi)腫脹壓力。后彈力層是內(nèi)皮層的逡逑產(chǎn)生物

眼前節(jié)運(yùn)動的影響、多眼前節(jié)結(jié)構(gòu)同時(shí)成像等優(yōu)勢，可以觀察到角膜、前房角、虹膜逡逑等結(jié)構(gòu)，還具備了角膜厚度測量、前房角角度測量等功能，是一種有效的臨床醫(yī)療設(shè)逡逑備［５］。圖１．２展示了邋ＡＳ－ＯＣＴ設(shè)備采集到的正常角膜和存在角膜裂傷的橫截面圖。光逡逑學(xué)相干斷層成像的原理是通過低相干干涉光的反射去獲取探測圖像的結(jié)構(gòu)，是一種非逡逑接觸式的成像技術(shù)。目前主流ＯＣＴ包括以下兩種：時(shí)域ＯＣＴ（ＴＤ－ＯＣＴ）和頻域ＯＣＴ逡逑（ＳＤ－ＯＣＴ）。時(shí)域ＯＣＴ通過變化參考臂的位置來產(chǎn)生截面圖像，它能夠采集到比頻逡逑２逡逑
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP391.41;R772.2

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本文編號：2663364