CN111407506A - 用于辅助眼部手术定位角膜中心的图像处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于辅助眼部手术定位角膜中心的图像处理方法及装置，通过获取待治疗眼部的虹膜纹理图像后，定位虹膜纹理图像对应的角膜中心，得到虹膜纹理定位图像，通过将虹膜纹理定位图像叠加到待治疗眼部的虹膜纹理实时图像上，并进行对准，以使虹膜纹理定位图像的瞳孔缘平行于虹膜纹理实时图像的瞳孔缘，从而使医生可以在眼部手术中准确定位到待治疗眼部的角膜中心位置。因此，本发明提供的用于辅助眼部手术定位角膜中心的图像处理方法及装置，与现有技术相比，能够辅助医生在眼部手术中准确定位角膜中心，防止激光偏中心切削。

Description

用于辅助眼部手术定位角膜中心的图像处理方法及装置

技术领域

本发明涉及辅助医疗器械技术领域，特别涉及一种用于辅助眼部手术定位角膜中心的图像处理方法及装置。

背景技术

眼球壁即眼球的外部，具有包裹保护眼内容和部分透光、感光、遮光等作用。解剖学上由外向内将其分为三层，即最外层的外膜、中层的中膜和内层的视网膜。其中，外膜分为角膜和巩膜两部分，角膜位于前面，占有外膜的1/6，无色透明，曲度大，有折光作用；巩膜占外膜的后5/6，为乳白色，不透明，很坚韧，具有保护作用。中膜分为三部分，最前面是虹膜，虹膜中央的圆孔就是我们经常听到的瞳孔，瞳孔相当于光圈，控制进入眼球中光线的多少；虹膜后面是环形的睫状体，能调节晶状体的曲度；中膜的后2/3是脉络膜，相当于照相机的暗盒。眼球壁内层是视网膜，它是感光的重要部位，相当于照相机的底片。

在眼部手术，尤其是角膜屈光手术中，角膜中心的定位是至关重要的，如果定位不准确，治疗时会使角膜基质透镜偏中心，影响手术后的视力效果。现有技术中，主要靠主刀医师操控角膜屈光治疗机的三维操纵杆使患者接口慢慢接触角膜顶点，并透见瞳孔和虹膜，继续旋转三维操纵杆，并左右移动操纵杆使光标移至瞳孔中心，完成角膜中心的定位。

但是人的瞳孔是近似圆形的，直径一般是3毫米左右，仅凭肉眼观察要准确找出瞳孔对应角膜中心的某个点是比较困难的。而且瞳孔中心和角膜中心也不一定是重合的，对准瞳孔中心时同样可能导致偏中心，从而影响手术效果。

因此，如何为医生在眼部手术中提供一种辅助定位角膜中心的工具，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于辅助眼部手术定位角膜中心的图像处理方法及装置，能够辅助医生在眼部手术中准确定位角膜中心，防止激光偏中心切削。

本发明一方面提供一种用于辅助眼部手术定位角膜中心的图像处理方法，包括：

获取待治疗眼部的虹膜纹理图像；

定位所述虹膜纹理图像对应的角膜中心，得到虹膜纹理定位图像；

将所述虹膜纹理定位图像叠加到所述待治疗眼部的虹膜纹理实时图像上，并进行对准，以使所述虹膜纹理定位图像的瞳孔缘平行于所述虹膜纹理实时图像的瞳孔缘。

优选地，在所述定位所述虹膜纹理图像对应的角膜中心，得到虹膜纹理定位图像之后，在所述将所述虹膜纹理定位图像叠加到所述待治疗眼部的虹膜纹理实时图像上之前，所述方法还包括：

对所述虹膜纹理定位图像进行图像化处理。

优选地，所述对所述虹膜纹理定位图像进行图像化处理，包括：

裁剪所述虹膜纹理定位图像，以使所述虹膜纹理定位图像的尺寸与所述虹膜纹理实时图像相匹配。

优选地，所述对所述虹膜纹理定位图像进行图像化处理，还包括：

在所述虹膜纹理定位图像中添加用于识别虹膜纹理的特征信息。

优选地，所述对所述虹膜纹理定位图像进行图像化处理，还包括：

在所述虹膜纹理定位图像中添加角度标记。

本发明另一方面提供一种用于辅助眼部手术定位角膜中心的图像处理装置，包括：

获取模块，用于获取待治疗眼部的虹膜纹理图像；

定位模块，用于定位所述虹膜纹理图像对应的角膜中心，得到虹膜纹理定位图像；

叠加模块，用于将所述虹膜纹理定位图像叠加到所述待治疗眼部的虹膜纹理实时图像上，并进行对准，以使所述虹膜纹理定位图像的瞳孔缘平行于所述虹膜纹理实时图像的瞳孔缘。

优选地，所述装置还包括处理模块，用于对所述虹膜纹理定位图像进行图像化处理。

优选地，所述处理模块包括裁剪单元，用于裁剪所述虹膜纹理定位图像，以使所述虹膜纹理定位图像的尺寸与所述虹膜纹理实时图像相匹配。

优选地，所述处理模块还包括第一添加单元，用于在所述虹膜纹理定位图像中添加用于识别虹膜纹理的特征信息。

优选地，所述处理模块还包括第二添加单元，用于在所述虹膜纹理定位图像中添加角度标记。

本发明提供的一种用于辅助眼部手术定位角膜中心的图像处理方法及装置，通过获取待治疗眼部的虹膜纹理图像后，定位虹膜纹理图像对应的角膜中心，得到虹膜纹理定位图像，通过将虹膜纹理定位图像叠加到待治疗眼部的虹膜纹理实时图像上，并进行对准，以使虹膜纹理定位图像的瞳孔缘平行于虹膜纹理实时图像的瞳孔缘，从而使医生可以在眼部手术中准确定位到待治疗眼部的角膜中心位置。因此，本发明提供的用于辅助眼部手术定位角膜中心的图像处理方法及装置，与现有技术相比，能够辅助医生在眼部手术中准确定位角膜中心，防止激光偏中心切削。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种用于辅助眼部手术定位角膜中心的图像处理方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的一种用于辅助眼部手术定位角膜中心的图像处理装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

本发明实施例一方面提供一种用于辅助眼部手术定位角膜中心的图像处理方法，请参阅图1，该方法包括：

S100、获取待治疗眼部的虹膜纹理图像。

需要说明的是，虹膜是眼内的一个组织，虹膜有纹理，每个人的虹膜纹理都不相同。本发明实施例中，可以由可见光和红外线同时照射待治疗眼部的虹膜，得到待治疗眼部的虹膜纹理图像。其中，在检查时照明亮度不能太暗，以免瞳孔太大。可选的，在通过角膜地形图检查仪给待治疗眼部做角膜地形图检查时，即可同时采集到待治疗眼部的虹膜纹理图像。

S200、定位虹膜纹理图像对应的角膜中心，得到虹膜纹理定位图像。

本发明实施例中，通过角膜地形图检查仪采集的虹膜纹理图像中的红色小圆圈即对应角膜中心，因此可以通过图形编辑软件定位虹膜纹理图像对应的角膜中心，得到虹膜纹理定位图像。可选的，可以通过图形编辑软件在虹膜纹理定位图像的角膜中心位置添加十字标记，以突出显示。其中，图形编辑软件可以采用Photoshop、Photoimpact和Inkscape等常用的软件，在此不做具体限定。

S300、将虹膜纹理定位图像叠加到待治疗眼部的虹膜纹理实时图像上，并进行对准，以使虹膜纹理定位图像的瞳孔缘平行于虹膜纹理实时图像的瞳孔缘。

需要说明的是，人眼瞳孔和虹膜组织的交界处，一般呈近圆形，直径约3毫米，称为瞳孔缘。本发明实施例中，角膜屈光治疗机在对待治疗眼部进行手术中会实时采集待治疗眼部的视频信号，可以将其引出并输入到视频编码器中，然后将虹膜纹理定位图像同时上传至视频编码器中，使视频播放器中显示叠加了虹膜纹理定位图像的待治疗眼部的实时视频，然后移动角膜屈光治疗机三维操作杆调整手术眼位置进行对准，使虹膜纹理定位图像的瞳孔缘平行于虹膜纹理实时图像的瞳孔缘。此时虹膜纹理实时图像中的角膜中心将重合于虹膜纹理定位图像中的角膜中心，因此医生可以准确定位到待治疗眼部的角膜中心位置，避免偏中心治疗。

由上可知，本发明实施例提供的用于辅助眼部手术定位角膜中心的图像处理方法，通过获取待治疗眼部的虹膜纹理图像后，定位虹膜纹理图像对应的角膜中心，得到虹膜纹理定位图像，通过将虹膜纹理定位图像叠加到待治疗眼部的虹膜纹理实时图像上，并调整手术眼眼球位置进行对准，以使虹膜纹理定位图像的瞳孔缘平行于虹膜纹理实时图像的瞳孔缘，从而使医生可以在眼部手术中准确定位到待治疗眼部的角膜中心位置。因此，本发明实施例提供的用于辅助眼部手术定位角膜中心的图像处理方法，与现有技术相比，能够辅助医生在眼部手术中准确定位角膜中心，防止激光偏中心切削。

作为本发明优选的实施例，在上述步骤S200之后，在步骤S300之前，该方法还包括：

对虹膜纹理定位图像进行图像化处理。

本发明实施例中，为了方便使虹膜纹理定位图像与待治疗眼部的虹膜纹理实时图像进行对准，需要借助于图像化处理工具对虹膜纹理定位图像进行一些图像化处理。

在一些具体的实施方式中，上述对虹膜纹理定位图像进行图像化处理的具体过程包括：

裁剪虹膜纹理定位图像，以使虹膜纹理定位图像的尺寸与虹膜纹理实时图像相匹配。

本发明实施例中，为了使虹膜纹理定位图像的尺寸与角膜屈光治疗机采集的虹膜纹理实时图像相匹配，需要对虹膜纹理定位图像进行裁剪。举例来说，目前角膜屈光手术中最常使用的是蔡司VisuMax飞秒激光角膜屈光治疗机，其采集的图像大小为720像素*540像素，因此需要通过图形编辑软件将虹膜纹理定位图像的尺寸裁剪为宽度720像素、高度540像素。同时，一般眼前节分析仪获取的待治疗眼部的虹膜纹理图像大小要比手术时角膜屈光治疗机采集的待治疗眼部的虹膜纹理实时图像大，因此需要将虹膜纹理定位图像适当缩小才能与虹膜纹理实时图像相匹配。

当患者从站位变成手术时的卧位时，眼球可能会有一定度数的旋转，在手术过程中启动负压吸引固定眼球时也可能会出现眼球旋转，而眼球出现旋转的话可能会导致散光治疗轴向定位错误，影响治疗效果。因此，在本发明另一些具体的实施方式中，上述对虹膜纹理定位图像进行图像化处理的具体过程还包括：

在虹膜纹理定位图像中添加用于识别虹膜纹理的特征信息。

本发明实施例中，通过在虹膜纹理定位图像中添加用于识别虹膜纹理的特征信息，当将虹膜纹理定位图像与虹膜纹理实时图像进行对准时，可以比对虹膜纹理定位图像中的虹膜纹理特征信息所在区域与虹膜纹理实时图像中的该特征信息对应的区域是否吻合，从而判断出手术中眼球是否出现旋转。其中，该虹膜纹理特征信息可以是虹膜纹理轮廓特征信息。具体来说，可以在虹膜纹理定位图像中选择一处虹膜纹理特征较为明显的区域，通过图形编辑软件调整该区域边缘的亮度，使该区域虹膜纹理的轮廓凸显出来，且该轮廓与虹膜纹理形态大小基本吻合。如此，手术中眼球出现旋转的话，将虹膜纹理定位图像叠加到待治疗眼部的虹膜纹理实时图像上后，当将虹膜纹理定位图像与虹膜纹理实时图像进行对准时，很容易就会发现虹膜纹理定位图像中的虹膜纹理轮廓与虹膜纹理实时图像中对应位置的虹膜纹理轮廓是否重合，如果不重合的话，可以将患者眼球接口旋转相应角度，使其虹膜纹理重合在同一轴线上。可选的，虹膜纹理轮廓可以选择四处，并分别位于虹膜纹理定位图像中的四个象限。

在另一些具体的实施方式中，上述对虹膜纹理定位图像进行图像化处理的具体过程还包括：

在虹膜纹理定位图像中添加角度标记。

本发明实施例中，为了能够相对准确判断眼球旋转度数，可以在虹膜纹理定位图像中添加角度标记。具体来说，可以通过图形编辑软件在虹膜纹理定位图像中以上述标定的角膜中心为圆心并以略小于图像高度的长度为直径画圆，并将其圆周等分为若干段圆弧，每一段圆弧对应的圆心角均相等，当虹膜纹理定位图像中的虹膜纹理轮廓与虹膜纹理实时图像中对应位置的虹膜纹理轮廓出现偏差时，可以根据角度标记，相对准确判断出眼球的旋转度数，并相应地在手术时调整患者眼球接口，使其虹膜纹理重合在同一轴线上。

具体实施时，可以通过图形编辑软件在虹膜纹理定位图像中标出瞳孔缘虚实线，方便后续调整时准确判断虹膜纹理定位图像的瞳孔缘是否平行于虹膜纹理实时图像的瞳孔缘。在实际手术中，标出了瞳孔缘虚实线后，由于虹膜纹理定位图像的瞳孔缘和手术直播视频中虹膜纹理实时图像的瞳孔缘的直径相差不超过1毫米，因此医生很容易就能判断出两个瞳孔缘是否平行。

可选的，还可以通过图形编辑软件对虹膜纹理定位图像的背景、透明度等作进一步的图像化处理，以在后续更方便将虹膜纹理定位图像对准待治疗眼部的虹膜纹理实时图像。另外，还可以在每个待治疗眼部的虹膜纹理定位图像中添加患者名字和眼别等信息，防止手术中出现眼别错误。

本发明实施例另一方面提供一种用于辅助眼部手术定位角膜中心的图像处理装置，请参阅图2，该装置包括：

获取模块100，用于获取待治疗眼部的虹膜纹理图像；

定位模块200，用于定位虹膜纹理图像对应的角膜中心，得到虹膜纹理定位图像；

叠加模块300，用于将虹膜纹理定位图像叠加到待治疗眼部的虹膜纹理实时图像上，并进行对准，以使虹膜纹理定位图像的瞳孔缘平行于虹膜纹理实时图像的瞳孔缘。

作为本发明优选的实施例，该装置还包括处理模块，用于对虹膜纹理定位图像进行图像化处理。

作为本发明优选的实施例，处理模块包括裁剪单元，用于裁剪虹膜纹理定位图像，以使虹膜纹理定位图像的尺寸与虹膜纹理实时图像相匹配。

作为本发明优选的实施例，处理模块还包括第一添加单元，用于在虹膜纹理定位图像中添加用于识别虹膜纹理的特征信息。

作为本发明优选的实施例，处理模块还包括第二添加单元，用于在虹膜纹理定位图像中添加角度标记。

由上可知，本发明实施例提供的用于辅助眼部手术定位角膜中心的图像处理装置，通过获取模块获取待治疗眼部的虹膜纹理图像后，定位模块定位虹膜纹理图像对应的角膜中心，得到虹膜纹理定位图像，通过叠加模块将虹膜纹理定位图像叠加到待治疗眼部的虹膜纹理实时图像上，并进行对准，以使虹膜纹理定位图像的瞳孔缘平行于虹膜纹理实时图像的瞳孔缘，从而使医生可以在眼部手术中准确定位到待治疗眼部的角膜中心位置。因此，本发明实施例提供的用于辅助眼部手术定位角膜中心的图像处理装置，与现有技术相比，能够辅助医生在眼部手术中准确定位角膜中心，防止激光偏中心切削。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种用于辅助眼部手术定位角膜中心的图像处理方法，其特征在于，包括：

获取待治疗眼部的虹膜纹理图像；

定位所述虹膜纹理图像对应的角膜中心，得到虹膜纹理定位图像；

将所述虹膜纹理定位图像叠加到所述待治疗眼部的虹膜纹理实时图像上并进行对准，以使所述虹膜纹理定位图像的瞳孔缘平行于所述虹膜纹理实时图像的瞳孔缘。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述定位所述虹膜纹理图像对应的角膜中心，得到虹膜纹理定位图像之后，在所述将所述虹膜纹理定位图像叠加到所述待治疗眼部的虹膜纹理实时图像上之前，所述方法还包括：

对所述虹膜纹理定位图像进行图像化处理。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述虹膜纹理定位图像进行图像化处理，包括：

裁剪所述虹膜纹理定位图像，以使所述虹膜纹理定位图像的尺寸与所述虹膜纹理实时图像相匹配。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述虹膜纹理定位图像进行图像化处理，还包括：

在所述虹膜纹理定位图像中添加用于识别虹膜纹理的特征信息。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述虹膜纹理定位图像进行图像化处理，还包括：

在所述虹膜纹理定位图像中添加角度标记。

6.一种用于辅助眼部手术定位角膜中心的图像处理装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取待治疗眼部的虹膜纹理图像；

定位模块，用于定位所述虹膜纹理图像对应的角膜中心，得到虹膜纹理定位图像；

叠加模块，用于将所述虹膜纹理定位图像叠加到所述待治疗眼部的虹膜纹理实时图像上，并进行对准，以使所述虹膜纹理定位图像的瞳孔缘平行于所述虹膜纹理实时图像的瞳孔缘。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括处理模块，用于对所述虹膜纹理定位图像进行图像化处理。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述处理模块包括裁剪单元，用于裁剪所述虹膜纹理定位图像，以使所述虹膜纹理定位图像的尺寸与所述虹膜纹理实时图像相匹配。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述处理模块还包括第一添加单元，用于在所述虹膜纹理定位图像中添加用于识别虹膜纹理的特征信息。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述处理模块还包括第二添加单元，用于在所述虹膜纹理定位图像中添加角度标记。

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