重要眼病基于計算機輔助圖像分析診斷技術(shù)研究
發(fā)布時間:2021-12-09 16:50
目的:眼底疾病可導(dǎo)致視力下降,是致盲的首要原因。傳統(tǒng)的眼底疾病早期篩查方法是眼底成像術(shù)與醫(yī)生主觀分析相結(jié)合,這無法滿足當(dāng)前大數(shù)據(jù)和精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的需求。計算機輔助診斷(CADx)充分利用高速運算和海量存儲的能力,嵌入專門的圖像處理和人工智能技術(shù),來輔助眼科醫(yī)生進(jìn)行臨床診斷。眼底疾病CADx系統(tǒng)結(jié)合圖像增強和深度學(xué)習(xí)技術(shù),有望實現(xiàn)眼底疾病的智能診斷。方法:通過研發(fā)的便攜式眼底照相進(jìn)行眼底數(shù)據(jù)采集,比較便攜式眼底照相與傳統(tǒng)桌面式眼底照相的成像質(zhì)量;谌搜垡曈X系統(tǒng)建立眼底圖像質(zhì)量評價系統(tǒng),篩選出屈光介質(zhì)混濁造成的失真眼底圖像。建立基于視覺模糊度的屈光介質(zhì)渾濁眼底圖像增強系統(tǒng),輔助醫(yī)生診斷眼底疾病。建立青光眼眼底照相數(shù)據(jù)庫,構(gòu)建基于深度學(xué)習(xí)的青光眼CADx系統(tǒng),通過CADx系統(tǒng)的靈敏度和特異性,驗證算法應(yīng)用在臨床中的可行性。結(jié)果:新型便攜式眼底照相機可以在非散瞳情況下拍攝出和桌面式眼底照相相同質(zhì)量的具有臨床診斷價值的眼底圖像。針對亮度和顏色失真、模糊失真以及對比度失真這三個方面來綜合評價眼底圖像的質(zhì)量,三種失真的支持向量機分類器的曲線下面積(AUC)分別為93.10%,93.14%和87.83%。...
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:127 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖2-1全球糖尿病流行病學(xué)調(diào)查數(shù)據(jù)??
機誕生于19世紀(jì),它使用彩色膠片可拍攝約10°的視網(wǎng)膜范圍[28]。近年來,電??子照明控制,非散瞳成像系統(tǒng)和高分辨率數(shù)字圖像捕獲技術(shù)的研究進(jìn)展增強了??眼底疾病篩查的能力[29]。然而,傳統(tǒng)眼底照像(圖2-2)的一個不足之處是其體??積較大和移動不便,在住院患者中使用不便。隨著遠(yuǎn)程醫(yī)療的進(jìn)步,特別是通??過便攜式設(shè)備將會解決以上不足,而且能使醫(yī)生能夠及時查閱眼底圖像[30]。??Lamire丨等人認(rèn)為便攜式眼底照相可以補強眼科急診的診療[31]。Martha等人通??過智能手機眼底照相進(jìn)行的眼底檢查使醫(yī)療資源分布不均勻的地區(qū)也能得到適??當(dāng)?shù)难鄄孔o(hù)理[9]。不過這些便攜式設(shè)備與桌面式的眼底照相機相比,操作的穩(wěn)??定性不夠,圖像質(zhì)量存在一定的偏差。??^??圖2-2傳統(tǒng)的桌面式眼底照相機??便攜式眼底相機的新技術(shù)降低了眼底疾病篩查的成本,特別是在眼科醫(yī)生??資源短缺和檢查設(shè)備有限的地區(qū)。我們合作研發(fā)了?一種新型的手持式非散瞳眼??底照相機,并將其拍攝效果與桌面式眼底相機進(jìn)行對比,考證其在臨床應(yīng)用和??遠(yuǎn)程醫(yī)療中的可行性。??8??
2.2材料和方法??2.2.1便攜式眼底照相機的設(shè)計??H??圖2-3便攜式眼底相機設(shè)計原型:(1)光學(xué)附件外殼(2)具有CMOS傳感器的??LCD顯示屏(3)可以在組件1上固定的眼罩??便攜式眼底照相機的設(shè)計是基于間接眼底鏡的原理。我們基于這種成像原??理設(shè)計了一種便攜式光學(xué)系統(tǒng),該系統(tǒng)由兩部分模塊組成:光學(xué)附件,其集成??了產(chǎn)生眼底圖像所必需的所有光學(xué)部件(圖2-3,組件1?)和3.5英寸彩色TFT-LCD??觸摸屏,具有高分辨率的CMOS傳感器,可以采集和存儲眼底圖像(圖2-3,組??件2)。??M'j-m???my?c??圖2*4?(A)便攜式眼底照相的光路:(1)人眼(2)前物鏡(3)可見光發(fā)光??LED單元和閃光燈(4)聚光鏡(5)微距鏡頭光學(xué)成像系統(tǒng)可以拍攝60度視??角范圍的視網(wǎng)膜,通過CMOS傳感器傳輸?shù)剑蹋茫娘@示屏(B)非散瞳便攜式眼??底照相機用于眼底疾病篩查的操作方法??
本文編號:3530961
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:127 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖2-1全球糖尿病流行病學(xué)調(diào)查數(shù)據(jù)??
機誕生于19世紀(jì),它使用彩色膠片可拍攝約10°的視網(wǎng)膜范圍[28]。近年來,電??子照明控制,非散瞳成像系統(tǒng)和高分辨率數(shù)字圖像捕獲技術(shù)的研究進(jìn)展增強了??眼底疾病篩查的能力[29]。然而,傳統(tǒng)眼底照像(圖2-2)的一個不足之處是其體??積較大和移動不便,在住院患者中使用不便。隨著遠(yuǎn)程醫(yī)療的進(jìn)步,特別是通??過便攜式設(shè)備將會解決以上不足,而且能使醫(yī)生能夠及時查閱眼底圖像[30]。??Lamire丨等人認(rèn)為便攜式眼底照相可以補強眼科急診的診療[31]。Martha等人通??過智能手機眼底照相進(jìn)行的眼底檢查使醫(yī)療資源分布不均勻的地區(qū)也能得到適??當(dāng)?shù)难鄄孔o(hù)理[9]。不過這些便攜式設(shè)備與桌面式的眼底照相機相比,操作的穩(wěn)??定性不夠,圖像質(zhì)量存在一定的偏差。??^??圖2-2傳統(tǒng)的桌面式眼底照相機??便攜式眼底相機的新技術(shù)降低了眼底疾病篩查的成本,特別是在眼科醫(yī)生??資源短缺和檢查設(shè)備有限的地區(qū)。我們合作研發(fā)了?一種新型的手持式非散瞳眼??底照相機,并將其拍攝效果與桌面式眼底相機進(jìn)行對比,考證其在臨床應(yīng)用和??遠(yuǎn)程醫(yī)療中的可行性。??8??
2.2材料和方法??2.2.1便攜式眼底照相機的設(shè)計??H??圖2-3便攜式眼底相機設(shè)計原型:(1)光學(xué)附件外殼(2)具有CMOS傳感器的??LCD顯示屏(3)可以在組件1上固定的眼罩??便攜式眼底照相機的設(shè)計是基于間接眼底鏡的原理。我們基于這種成像原??理設(shè)計了一種便攜式光學(xué)系統(tǒng),該系統(tǒng)由兩部分模塊組成:光學(xué)附件,其集成??了產(chǎn)生眼底圖像所必需的所有光學(xué)部件(圖2-3,組件1?)和3.5英寸彩色TFT-LCD??觸摸屏,具有高分辨率的CMOS傳感器,可以采集和存儲眼底圖像(圖2-3,組??件2)。??M'j-m???my?c??圖2*4?(A)便攜式眼底照相的光路:(1)人眼(2)前物鏡(3)可見光發(fā)光??LED單元和閃光燈(4)聚光鏡(5)微距鏡頭光學(xué)成像系統(tǒng)可以拍攝60度視??角范圍的視網(wǎng)膜,通過CMOS傳感器傳輸?shù)剑蹋茫娘@示屏(B)非散瞳便攜式眼??底照相機用于眼底疾病篩查的操作方法??
本文編號:3530961
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