CN113384236A - 一种眼部光学相干断层扫描的方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光学成像领域，具体涉及一种眼部光学相干断层扫描的方法及其装置。本发明的第一个方面揭示了一种眼部光学相干断层扫描的方法，至少包括以下步骤：S1:获取待测物的成像信息；S2:识别所述待测物，并定位所述待测物；S3:判断S2中所述待测物是否发生偏转或偏移；若发生偏转或偏移，计算偏转量或偏移量，进行调节扫描振镜的电压，然后进行扫描；若不发生偏转或偏移，继续扫描；S4:得到S3中获得的成像图像；所述待测物为眼睑轮廓、瞳孔、虹膜中的任意一种或多种的组合。

Description

一种眼部光学相干断层扫描的方法及其装置
技术领域
本发明涉及光学成像领域，具体涉及一种眼部光学相干断层扫描的方法及其装置。
背景技术
光学相干层析成像（OCT，Optical Coherence Tomography）是一种新兴的光学成像技术，相对于传统的临床成像手段来说，具有分辨率高、成像速度快并且无损检测等优点，是基础医学研究和临床诊断应用的重要潜在工具。当前，在多种使用光学仪器的眼科设备中，用于眼科检查和治疗的OCT装置已经成为眼科疾病诊断不可或缺的眼科设备。
OCT设备需要让仪器光路的主光轴对准人眼瞳孔或者角膜顶点，现有仪器中，对采用虹膜识别来对准瞳孔。但由于不同人眼形态的差异，瞳孔对准后，人眼与视轴存在一定的夹角，并且不同人眼的夹角大小不同，同时根据虹膜识别瞳孔中心，让系统光路主光轴与瞳孔中心对准后，由于人眼前房形态的差异，此时角膜顶点未必与系统光路的主光轴对准。
现有技术中对于检测过程中由于人眼姿态发生改变和人眼瞳孔存在移动，相邻图片存在较大的信息差异，导致后续图像叠加的效果较差。
鉴于上述问题，有必要提供一种眼部光学相干断层扫描的方法及其装置，以解决上述技术问题。
发明内容
为实现上述目的，本发明的第一个方面揭示了一种眼部光学相干断层扫描的方法，至少包括以下步骤：
S1:获取待测物的成像信息；
S2:识别所述待测物，并定位所述待测物；
S3:判断S2中所述待测物是否发生偏转或偏移；若发生偏转或偏移，计算偏转量或偏移量，进行调节扫描振镜的电压，然后进行扫描；若不发生偏转或偏移，继续扫描；
S4:得到S3中获得的成像图像；
所述待测物为眼睑轮廓、瞳孔、虹膜中的任意一种或多种的组合。
作为本发明一种优选的技术方案，所述S1中，通过相机获取待测物的成像信息。
作为本发明一种优选的技术方案，所述相机的数量为两个。
作为本发明一种优选的技术方案，所述S3中连续拍摄多张图像。
作为本发明一种优选的技术方案，所述S4中成像图像为多张图像的叠加。
本发明的第二个方面提供了一种眼部光学相干断层扫描系统，所述眼部光学相干断层扫描系统，包括：
摄影模块，所述摄影模块用于获取待测物的成像信息；
识别定位模块，所述识别定位模块用于识别所述待测物，并定位所述待测物；
判断模块，判断所述待测物是否发生偏转或偏移；
计算模块，所述计算模块用以计算偏转量或偏移量；
调节模块，所述调节模块根据偏转量或偏移量，调节扫描振镜的零位电压；
图像获取模块，所述图像获取模块用以获取图像。
本发明的第三个方面提供了一种眼部光学相干断层扫描仪，所述眼部光学相干断层扫描仪实施上述眼部光学相干断层扫描的方法。
本发明的第四个方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实施上述眼部光学相干断层扫描的方法。
本发明根据第五方面提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任一针对眼部光学相干断层扫描的方法的步骤。
现有技术中，在拍摄眼睛的过程中，不可避免的会出现眼球的转动或者人眼姿态的改变，进而会发生眼睑内轮廓发生偏转、瞳孔、虹膜发生偏移。相较于现有技术，本发明的技术方案通过监测眼睑轮廓、瞳孔、虹膜的偏转量或偏移量，根据偏转量或偏移量进行实时调整监控扫描振镜的零位电压，减少了相邻图像的信息的差异度，增强了图像的扫描结果，减少了图像错乱、模糊的情况。
附图说明
图1是眼部光学相干断层扫描的方法的流程示意图。
图2是眼睑内轮廓示意图（未发生偏转）。
图3是眼睑内轮廓示意图（发生偏转）。
图4是瞳孔发生偏移示意图。
具体实施方式
为了使本发明的技术方案更加清楚，以下结合附图，对本发明的技术方案进一步详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明并不用于限定本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示，本发明的第一个方面揭示了本发明的第一个方面揭示了一种眼部光学相干断层扫描的方法，至少包括以下步骤：
S1:获取待测物的成像信息；
所述S1中，通过相机获取待测物的成像信息。
在一种优选的实施方式中，所述相机优选为两个。所述相机并没有特别的限制，只要能实现拍照的功能均可。对于两个相机可以使用相同的型号也可以使用不同的型号。
在一种优选的实施方式中，所述待测物为眼睑轮廓、瞳孔、虹膜中的任意一种或多种的组合。
例如，可以单独的拍摄眼睑轮廓，本专利中，所述的眼睑轮廓可以是指眼睑内轮廓；也可以单独拍摄瞳孔；也可以单独拍摄虹膜。
还可以是同时拍摄眼睑轮廓和瞳孔、同时拍摄眼睑轮廓和虹膜、同时拍摄瞳孔和虹膜。
最优选的是，同时拍摄眼睑轮廓、瞳孔、虹膜，得到更精确的图像信息。
S2:识别所述待测物，并定位所述待测物；
本发明中，对于待测物的识别定位主要是通过算法实现的，例如通过CV算法和snake算法及其优化算法进行眼睑轮廓的识别和定位；通过基于OpenCV的Adaboost算法进行瞳孔的识别和定位；通过Daugman定位算法、最小二乘拟合算法等对虹膜进行定位。当然也可以通过一种算法能同时对眼睑轮廓、瞳孔、虹膜进行识别定位。
S3:判断S2中所述待测物是否发生偏转或偏移；若发生偏转或偏移，计算偏转量或偏移量，进行调节扫描振镜的电压，然后进行扫描；若不发生偏转或偏移，继续扫描；
对于S3中，通过S2步骤的定位信息，手动或者自动判断待测物是否发生偏转或偏移。
在一种实施例中，图2所示的是眼睑内轮廓示意图，图3所示的是眼睑内轮廓发生了一定的偏转的示意图，1为瞳孔，在拍摄眼睛的过程中，不可避免的会出现眼球的转动或者人眼姿态的改变，进而会产生眼睑内轮廓发生偏转、瞳孔、虹膜发生偏移。对于本申请的技术方案也正是要解决当人眼姿态发生改变后，相邻周围的图像信息差异大，进而导致图像叠加效果差的问题。
如图3所示，计算出眼睑内轮廓发生偏转角度为α（记发生顺时针偏转时角度为负，逆时针偏转时角度为正），通过矫正调节扫描振镜的零位电压进行角度为α的B-Scan模式进行扫描。若相邻两帧观测到的人眼眼睑内轮廓未发生角度偏转，即α=0，进行继续扫描，无需进行矫正，连续进行多张B-Scan信号扫描之后利用相位配准方法实现叠加配准，此过程实现扫描过程中根据人眼的姿态自适应改变扫描过程，增强了图像的扫描结果。
在另一实施例中，如图4所示，瞳孔发生了一定的偏移，通过瞳孔识别算法定位人眼瞳孔位置，记录此时人眼瞳孔中心点位置坐标为O1（x1,y1），通过不断比较人眼瞳孔中心点位置坐标是否发生变化，若发生变化，记发生变化后人眼瞳孔中心点位置坐标为O2(x2,y2)，计算此时瞳孔中心点位置偏差(Δx,Δy)为：
(Δx,Δy) = (x2,y2) -（x1,y1）=(x2- x1,y2- y1)；
根据人眼瞳孔中心点位置坐标偏移量
Figure RE-375332DEST_PATH_IMAGE001
实时计算扫描振镜的零位工作电压值，连续进行多张B-Scan信号扫描之后利用相位配准方法实现叠加配准，此过程实现扫描过程中根据人眼的姿态自适应改变扫描过程，增强了图像的扫描结果。
S4:得到S3中获得的成像图像；
对于S4步骤中的成像图像为多张图像的叠加，通过上述步骤处理后，本发明中得到的图像，即使在拍摄的过程中出现了人眼姿态改变的情况，也不会影响最终图像叠加的效果。
在一种优选的实施方式中，所述S1中，获取待测物的成像信息还包括使用扫描探头组件，所述扫描探头组件包括扫描透镜、X方向扫描振镜、Y方向扫描振镜和振镜控制组件。
首先通过两个相机拍摄到人眼的图像，通过图像算法实现人眼眼睑内轮廓和人眼瞳孔的识别，人眼眼睑内轮廓的识别主要用于判断在连续扫描过程中头部是否存在摇动或者抖动，该算法过程主要对由于被测量人头部摇动或者抖动带来测量误差进行修正，人眼瞳孔识别主要用于测量人眼与扫描物镜焦平面处的距离，通过移动扫描探头组件实现获取人眼的扫描图像。
扫描探头组件移动距离按下式进行计算：
Figure RE-44211DEST_PATH_IMAGE002
其中，L10=L20。
记两相机之间的距离为L12，扫描探头组件距离两个相机之间中点的距离为L0，扫描探头组件的工作距离为L，人眼和两相机之中任意一个相机之间的距离为L10，人眼与另一相机之间的距离为L20，通过相机拍摄到人眼的图像后，扫描探头组件进行移动调整，分析出最佳成像位置。
本发明的第二个方面提供了一种眼部光学相干断层扫描系统，所述眼部光学相干断层扫描系统，包括：
摄影模块，所述摄影模块用于获取待测物的成像信息；
识别定位模块，所述识别定位模块用于识别所述待测物，并定位所述待测物；
判断模块，判断所述待测物是否发生偏转或偏移；
计算模块，所述计算模块用以计算偏转量或偏移量；
调节模块，所述调节模块根据偏转量或偏移量，调节扫描振镜的零位电压；
图像获取模块，所述图像获取模块用以获取图像。
本发明的第三个方面提供了一种眼部光学相干断层扫描仪，所述眼部光学相干断层扫描仪实施上述眼部光学相干断层扫描的方法。
本发明的第四个方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实施上述眼部光学相干断层扫描的方法。
本发明根据第五方面提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任一针对眼部光学相干断层扫描的方法的步骤。
现有技术中，在拍摄眼睛的过程中，不可避免的会出现眼球的转动或者人眼姿态的改变，进而会发生眼睑内轮廓发生偏转、瞳孔、虹膜发生偏移。相较于现有技术，本发明的技术方案通过监测眼睑轮廓、瞳孔、虹膜的偏转量或偏移量，根据偏转量或偏移量进行实时调整监控扫描振镜的零位电压，减少了相邻图像的信息的差异度，增强了图像的扫描结果，减少了图像错乱、模糊的情况。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种眼部光学相干断层扫描的方法，其中，至少包括以下步骤：
S1:获取待测物的成像信息；
S2:识别所述待测物，并定位所述待测物；
S3:判断S2中所述待测物是否发生偏转或偏移；若发生偏转或偏移，计算偏转量或偏移量，进行调节扫描振镜的电压，然后进行扫描；若不发生偏转或偏移，继续扫描；
S4:得到S3中获得的成像图像；
所述待测物为眼睑轮廓、瞳孔、虹膜中的任意一种或多种的组合。
2.如权利要求1所述的眼部光学相干断层扫描的方法，其中，所述S1中，通过相机获取待测物的成像信息。
3.如权利要求2所述的眼部光学相干断层扫描的方法，其中，所述相机的数量为两个。
4.如权利要求1所述的眼部光学相干断层扫描的方法，其中，所述S3中连续拍摄多张图像。
5.如权利要求4所述的眼部光学相干断层扫描的方法，其中，所述S4中成像图像为多张图像的叠加。
6.一种眼部光学相干断层扫描系统，其中，所述眼部光学相干断层扫描系统，包括：
摄影模块，所述摄影模块用于获取待测物的成像信息；
识别定位模块，所述识别定位模块用于识别所述待测物，并定位所述待测物；
判断模块，判断所述待测物是否发生偏转或偏移；
计算模块，所述计算模块用以计算偏转量或偏移量；
调节模块，所述调节模块根据偏转量或偏移量，调节扫描振镜的零位电压；
图像获取模块，所述图像获取模块用以获取图像。
7.一种眼部光学相干断层扫描仪，其中，所述眼部光学相干断层扫描仪实施权利要求1-5任意一项所述的眼部光学相干断层扫描的方法。
8.一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实施权利要求1-5任意一项所述的眼部光学相干断层扫描的方法。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现实施权利要求1-5任意一项所述的眼部光学相干断层扫描的方法的步骤。
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