【摘要】：白內(nèi)障超聲乳化術(shù)是治療白內(nèi)障的主流手術(shù)方式。隨著顯微手術(shù)的發(fā)展,散光已成為影響術(shù)后視覺質(zhì)量重要因素。超聲乳化術(shù)需要盡量減少散光對(duì)術(shù)后視力的影響,以提高手術(shù)質(zhì)量。研究表明不同的切口位置會(huì)引起不同程度的術(shù)后散光,當(dāng)白內(nèi)障手術(shù)中的切口位置為角膜緣的最陡峭子午線方向時(shí),可以有效減少術(shù)后角膜散光,提高患者術(shù)后視力水平。在白內(nèi)障手術(shù)前,通過角膜地形圖或角膜曲率計(jì)確定角膜曲率最大子午線,并拍一張標(biāo)準(zhǔn)眼部圖像來規(guī)劃手術(shù)切口的位置。然而,在顯微鏡下做角膜切口時(shí),醫(yī)生需要結(jié)合術(shù)前標(biāo)準(zhǔn)圖像的信息確定切口位置,而術(shù)中眼部圖像與術(shù)前標(biāo)準(zhǔn)的眼部圖像相比,存在一定的縮放變換和旋轉(zhuǎn)變換,導(dǎo)致已規(guī)劃的切口位置改變,該位置的準(zhǔn)確性主要依賴于醫(yī)生的臨床經(jīng)驗(yàn)。目前臨床缺乏一種方法可以準(zhǔn)確地、實(shí)時(shí)地提供切口位置信息用于引導(dǎo)醫(yī)生做角膜切口。本課題采用圖像處理技術(shù)快速計(jì)算出術(shù)中的切口位置并顯示,輔助醫(yī)生快速定位切口進(jìn)行角膜切口。由于角膜緣位于虹膜和鞏膜的交界處,本文采用定位虹膜外邊界的方法來確定角膜緣;通過實(shí)時(shí)檢測術(shù)中眼部圖像中眼球的旋轉(zhuǎn)角度,結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)圖像中最陡子午線方向來確定術(shù)中圖像中最陡子午線方向;由于本課題出發(fā)點(diǎn)是解決臨床應(yīng)用的問題,開發(fā)了白內(nèi)障手術(shù)切口軟件,該軟件集成角膜緣定位和最陡子午線方向跟蹤兩部分算法,用于計(jì)算出術(shù)中的切口位置并顯示。論文的研究內(nèi)容如下:(1)角膜緣的實(shí)時(shí)定位。本文采用了基于輪廓的最小包圍圓實(shí)時(shí)定位虹膜外邊界的方法實(shí)時(shí)定位角膜緣。在該方法中,將眼部圖像從RGB顏色空間轉(zhuǎn)換為HSV顏色空間,選擇V通道圖像用于后續(xù)處理,并采用中值濾波清除眼部圖像中的噪聲;在分析了眼部圖像灰度特性的基礎(chǔ)上,采用閾值分割方法處理V通道圖像以獲得二值圖像;提取二值圖像的輪廓,結(jié)合虹膜的大小信息清除非虹膜輪廓的輪廓;通過計(jì)算虹膜輪廓的最小包圍圓來定位虹膜外邊界,實(shí)現(xiàn)角膜緣的定位。(2)最陡子午線的實(shí)時(shí)定位。本文根據(jù)實(shí)時(shí)測量眼球旋轉(zhuǎn)的角度結(jié)合術(shù)前最陡峭子午線方向來實(shí)時(shí)定位術(shù)中眼部圖像中的最陡峭子午線方向。在該方法中,首先,選取術(shù)眼部圖像中臨近虹膜的鞏膜區(qū)域作為識(shí)別區(qū)域;通過對(duì)識(shí)別區(qū)域進(jìn)行特征提取與匹配,以獲得穩(wěn)定的特征點(diǎn)對(duì);通過計(jì)算特征點(diǎn)相對(duì)于瞳孔中心的旋轉(zhuǎn)角度,獲得圖像中眼球的旋轉(zhuǎn)角度;結(jié)合術(shù)前最陡峭子午方向,計(jì)算出術(shù)中眼部圖像中的最陡峭子午線方向。(3)白內(nèi)障手術(shù)切口定位軟件的開發(fā)�；�.Net Framework利用EmguCV開發(fā)了白內(nèi)障手術(shù)切口定位軟件系統(tǒng),該軟件集成實(shí)時(shí)定位角膜緣和最陡峭子午線方向兩項(xiàng)功能,并且將白內(nèi)障手術(shù)中切口信息的數(shù)字化顯示,輔助醫(yī)生快速定位切口進(jìn)行角膜切口。在本研究中,采用計(jì)算輪廓的最小包圍圓來定位虹膜的外邊緣,以實(shí)現(xiàn)角膜緣的定位,在視頻圖像測試中,該算法精確定位角膜緣的平均時(shí)間30ms左右,滿足了實(shí)時(shí)性。通過測量眼球旋轉(zhuǎn)的角度結(jié)合術(shù)前最陡峭子午線方向,獲得手術(shù)中最陡峭子午線的方向,該方法能準(zhǔn)確地計(jì)算出術(shù)中最陡峭子午線的方向,處理一副圖像的平均時(shí)間為65ms左右,滿足實(shí)時(shí)性要求。圖像處理軟件操作界面友好,用戶可以方便地獲得手術(shù)切口位置。本課題采用圖像處理技術(shù)實(shí)時(shí)定位白內(nèi)障手術(shù)中切口的位置,實(shí)現(xiàn)了手術(shù)切口信息的數(shù)字化顯示,輔助醫(yī)生快速定位切口進(jìn)行角膜切口,具有潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：R779.66;TP391.41

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 朱燕萍;;白內(nèi)障超聲乳化摘除聯(lián)合人工晶體植入術(shù)的護(hù)理體會(huì)[J];黑龍江醫(yī)藥;2013年04期

2 尚璐;李銳;宋信玉;;改進(jìn)的Hough變換圓檢測算法[J];電子設(shè)計(jì)工程;2011年14期

本文編號(hào)：2788296