IT201800004930A1 - Metodo per unire una pluralità di immagini dell'angolo iridocorneale - Google Patents

Description

TITOLO

"Metodo per unire una pluralità di immagini dell'angolo iridocorneale" DESCRIZIONE CAMPO DELL'INVENZIONE

La presente invenzione riguarda un metodo per unire una pluralità di immagini dell'angolo iridocorneale, nonché un prodotto di programma per computer corrispondente e apparecchio medicale.

STATO DELL’ARTE

Oggigiorno, vi sono apparecchi medicali che sono in grado di produrre immagini dell’angolo iridocorneale di un occhio come relativo risultato dell’esame. Uno di questi apparecchi è divulgato nel documento brevettuale WO 2015/180923 A1 della presente richiedente.

Questo documento brevettuale spiega già che è desiderabile dotare il medico che usa l'apparecchio con un’illustrazione panoramica anulare dell’angolo iridocorneale dell’intero occhio (vedere la figura 8 WO 2015/180923 A1) o di un’illustrazione panoramica lineare dell’angolo iridocorneale dell’intero occhio (vedere la figura 9 WO 2015/180923 A1).

In principio, questo risultato può essere ottenuto affiancando le immagini tra loro, come mostrato in questo documento brevettuale (vedere la figura 8 e la figura 9 WO 2015/180923 A1).

Tuttavia, il medico desidera una singola immagine continua, in cui le caratteristiche dell’angolo iridocorneale si estendano senza discontinuità lungo l’illustrazione, come nella realtà. Questo non è il risultato ottenuto semplicemente affiancando le immagini tra loro.

Ad esempio, considerando le sedici immagini delle figure 1-16 allegate dell’angolo iridocorneale dello stesso occhio in posizioni angolari differenti, il risultato ottenuto affiancandole semplicemente tra loro, è abbastanza insolito e difficile da usare da parte di un medico.

SOMMARIO DELL'INVENZIONE

L’obiettivo della presente invenzione consiste nel fornire metodi di unione di una pluralità di immagini acquisite di un settore angolare di un angolo iridocorneale di un occhio.

Tale obiettivo è raggiunto attraverso il metodo avente le caratteristiche esposte nelle rivendicazioni allegate che devono essere considerate parte integrale della presente descrizione.

Altri aspetti della presente invenzione sono un prodotto di programma per computer e un apparecchio medicale.

Tipicamente, l’illustrazione ottenuta attraverso un metodo secondo la presente invenzione, è rettangolare o anulare (in particolare, come una corona circolare).

Preferibilmente, l’illustrazione ottenuta attraverso un metodo secondo la presente invenzione, corrisponde all’intero angolo iridocorneale di un occhio, vale a dire a un settore angolare di 360°.

L’illustrazione ottenuta attraverso un metodo secondo la presente invenzione, può essere commentata, vale a dire che un medico ha la possibilità di aggiungere segni e/o annotazioni alle immagini unite tipicamente dopo l’unione.

LISTA DEI DISEGNI

La presente invenzione diventerà più evidente dalla seguente descrizione da considerare congiuntamente alla figura allegata, in cui: Le figure 1-16 mostrano un esempio di un set di 16 immagini di un angolo iridocorneale di uno stesso occhio destro che può essere unito secondo i metodi della presente invenzione,

la figura 17 mostra un primo esempio di un’unione delle immagini nelle figure 1-16 secondo un primo metodo della presente invenzione, la figura 18 mostra un secondo esempio di un’unione delle immagini nelle figure 1-16 secondo un secondo metodo della presente invenzione e

la figura 19 mostra un terzo esempio di un’unione delle immagini nelle figure 1-16 secondo un terzo metodo della presente invenzione.

Si sottolinea che la presente invenzione non è limitata a quanto descritto in seguito e mostrato nelle figure allegate, ma il suo ambito è determinato unicamente dalle rivendicazioni allegate.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE

Le immagini delle figure 1-16 sono ottenute ad esempio da un apparecchio secondo il documento brevettuale WO 2015/180923 A1, in particolare da un apparecchio secondo la sua forma di realizzazione della figura 7. La figura 4 corrisponde alla vista del settore inferiore dell’angolo iridocorneale (la cosiddetta vista "I"); la figura 8 corrisponde alla vista del settore temporale dell’angolo iridocorneale (la cosiddetta vista "T"); la figura 12 corrisponde alla vista del settore superiore dell’angolo iridocorneale (la cosiddetta vista "S"); la figura 16 corrisponde alla vista del settore nasale dell’angolo iridocorneale (la cosiddetta vista "N"). Muovendosi dalla figura 1 alla figura 16, la vista corrisponde a un settore angolare dell’angolo iridocorneale successivamente spostato di 22,5°; questo si ottiene mediante rotazione successiva del gruppo ottico posteriore 705 (in particolare lo specchio centrale 715 e lo specchio laterale 725) di 22,5° e quindi mediante rotazione corrispondente anche della direzione di acquisizione dell’immagine.

Il settore angolare dell’angolo iridocorneale di ciascuna immagine è largo circa 30- 40°, così alcune porzioni dell’angolo appaiono in due immagini distinte; ad esempio, una stessa porzione appare sia nella figura 1 sia nella figura 2, una stessa porzione appare sia nella figura 2 sia nella figura 3, una stessa porzione appare sia nella figura 3 sia nella figura 4 e così via. Come risulta evidente dalle figure 1-16, secondo l’esempio, la vista non solo è spostata di 22,5° ma è anche ruotata di 22,5°.

Considerando le figure 1-16 e la forma di realizzazione della figura 7 del documento brevettuale WO 2015/180923 A1, un tecnico del ramo capisce che, quando queste immagini sono state catturate, l’asse dell’apparecchio non era perfettamente allineato all’asse dell’occhio; occorre sottolineare che queste sedici immagini sono state catturate con una distanza temporale di 0,5-2,0 secondi, pertanto possiamo presumere che lo stesso disallineamento si applichi a tutte le immagini. È evidente che l’unione di queste immagini non è un'attività semplice. È evidente anche che l’unione mostrata nelle figure 17, 18 e 19 è un risultato molto buono.

Occorre sottolineare che i metodi secondo la presente invenzione possono essere usati per unire set di immagini differenti da quelle delle figure 1-16 e non necessariamente acquisite attraverso un apparecchio secondo il documento brevettuale WO 2015/180923 A1.

Il metodo secondo la presente invenzione può essere usato per unire una pluralità di (da un minimo ad esempio di 4 a un massimo ad esempio di 40) immagini acquisite di un settore angolare di un angolo iridocorneale dello stesso occhio; il settore angolare può essere largo ad esempio da 60° a un massimo di 360°. Secondo le migliori forme di realizzazione della presente invenzione, il settore angolare è un settore a 360°, vale a dire che le immagini corrispondono a un intero angolo iridocorneale di un occhio.

Le immagini da unire possono avere ad esempio una forma rettangolare o una forma quadrata e possono essere ad esempio larghe almeno 200 pixel e alte almeno 200 pixel.

Per essere precisi, le immagini della pluralità ha un ordine (vale a dire, che la pluralità è una pluralità ordinata). Esse sono ordinate così che due immagini immediatamente successive possono essere chiamate "adiacenti" nel senso che mostrano porzioni approssimativamente adiacenti dell’angolo iridocorneale di un occhio.

In generale, il metodo secondo la presente invenzione comprende le fasi di:

A) elaborazione delle immagini acquisite, in cui ciascuna dell’immagine acquisita è ruotata e/o corretta in prospettiva,

B) registrazione delle immagini elaborate, in cui per ciascuna coppia di immagini elaborate adiacenti, è determinata una trasformazione che correla la coppia,

C) posizionamento delle immagini registrate, in cui per ciascuna immagine registrata è effettuato un posizionamento relativo corrispondente e

D) fusione delle immagini posizionate in base alle loro relative posizioni;

in base a cui, si ottiene un’illustrazione panoramica lineare di detto settore angolare di angolo iridocorneale di occhio sotto forma di illustrazione rettangolare – vedere l’esempio della figura 17.

Il metodo può inoltre comprendere una fase "E" di rimappatura delle immagini dopo la fase D, in cui una trasformazione di coordinate è applicata a detta illustrazione panoramica lineare.

Il metodo può inoltre comprendere una fase "F" di etichettatura delle immagini e/o dell’illustrazione panoramica lineare (ad esempio dopo la fase D o E), in cui possono essere applicati tag a detta illustrazione panoramica lineare, in cui il contenuto dei tag può essere fornito mediante un computer digitale. I tag possono indicare ad esempio la posizione di una o più o di ciascuna immagine acquisita, rispetto all’occhio e/o ad esempio ridimensionamenti.

Il metodo può inoltre comprendere una fase "G" di commento delle immagini e/o dell’illustrazione panoramica lineare (ad esempio dopo la fase D o E o F), in cui può essere fornito da un medico e/o un operatore, il contenuto dell’annotazione.

Nella fase "A", ciascuna immagine acquisita può essere:

- preferibilmente mascherata così da escludere porzioni dell’immagine laterale,

- ruotata (se necessario) in modo che la linea mediana tangenziale sia longitudinale, la linea mediana tangenziale essendo una linea retta che passa attraverso il centro dell’immagine ed essendo perpendicolare alla direzione di acquisizione dell’immagine,

- facoltativamente corretta dal punto di vista prospettico, così da cancellare deformazioni dell’immagine causate dalla geometria di acquisizione,

- facoltativamente devignettata, così da ottenere luminosità uniforme in tutta l’immagine.

Si sottolinea che molto spesso la direzione di acquisizione di un’immagine è nota all'apparecchio; ad esempio, negli apparecchi secondo il documento brevettuale WO 2015/180923 A1, ciascuna immagine acquisita è associata a una precisa direzione di acquisizione. In alternativa, la direzione di acquisizione può essere stimata grossolanamente (ad esempio, /- 10°) dall’immagine stessa.

Occorre sottolineare che tutte o alcune delle immagini acquisite possono corrispondere alla stessa vista e quindi è necessario ruotarle. Ad esempio, se sono usati gli apparecchi secondo le forme di realizzazione delle figure 2-5 del documento brevettuale WO 2015/180923 A1, non è necessaria alcuna rotazione delle immagini, mentre, se sono usati gli apparecchi secondo le forme di realizzazione delle figure 6-7 del documento brevettuale WO 2015/180923 A1, è necessaria la rotazione delle immagini (come risulta evidente dalle figure 1-16 allegate).

Occorre sottolineare che la necessità di correzione prospettica deriva dalla geometria di acquisizione. Ad esempio, se sono usati gli apparecchi secondo qualsiasi delle forme di realizzazione del documento brevettuale WO 2015/180923 A1, la correzione prospettica è necessaria ed è dovuta alla forma conica o piramidale dell’elemento riflettente del gruppo ottico frontale.

Nella fase "B", per ciascuna coppia di immagini adiacenti elaborate, può essere determinata una trasformazione di coordinate di un’immagine della coppia, così che una o più caratteristiche delle immagini della coppia siano allineate. Tale trasformazione di coordinate è preferibilmente "similarità non riflessiva". Di solito, tale trasformazione di coordinate consiste nella rotazione e traslazione; talvolta, tale trasformazione di coordinate include anche il ridimensionamento.

Nella fase "B" per ciascuna coppia di immagini adiacenti elaborate, possono essere identificate una prima regione di interesse in una prima immagine della coppia e una seconda regione di interesse in una prima immagine della coppia, essendo alle estremità opposte di una linea mediana tangenziale (la linea mediana tangenziale è una linea retta che passa attraverso il centro dell’immagine ed essendo perpendicolare alla direzione di acquisizione dell’immagine); la regione di interesse può essere ad esempio un quadrato con un lato di 256 pixel, se l’immagine è un rettangolo, 1280 pixel di larghezza e 960 pixel di altezza. È possibile e vantaggioso usare per la registrazione solo regioni di interesse (vale a dire, aree delle immagini molto più piccole delle immagini intere).

Gli algoritmi che possono essere vantaggiosamente usati per la registrazione delle immagini sono:

- correlazione dell’orientazione (vedere A.J.Fitch, A.Kadyrov, W.J.Christmas, J.Kittler, Orientation Correlation, British Machine Vision Conference, Cardiff, UK, 133–142, 2002),

e

- moment matching di Fourier (vedere Hong-Ren Su, Hao-Yuan Kuo, Shang-Hong Lai, Chin-Chia Wu, "Fast 3D Object Alignment from Depth Image with 3D Fourier Moment Matching on GPU", 3D Vision (3DV) 2014 2nd International Conference on, vol. 1, pagg. 179-186, 2014).

Nella fase "C" detto posizionamento relativo è tipicamente una traslazione di un’immagine rispetto all’immagine precedentemente adiacente.

Nella fase "C" per ciascuna immagine registrata, può essere calcolata una posizione relativa e una posizione assoluta, secondo i parametri di registrazione e la posizione relativa e posizione assoluta possono essere associate all’immagine registrata.

Resta inteso che dopo la fase "C", vale a dire dopo il posizionamento, le immagini adiacenti si sovrappongono parzialmente.

Nella fase "D" si possono eseguire le seguenti fasi:

- per ciascuna immagine posizionata, sono identificate un’area non sovrapposta e due aree sovrapposte,

- la sfumatura dei colori è eseguita almeno nelle aree sovrapposte ottenendo così aree sfumate,

- le aree non sovrapposte e le aree sfumate sono combinate formando così un’immagine singola,

- preferibilmente, l’immagine singola è ritagliata secondo un contorno rettangolare.

È possibile e può essere vantaggioso, quando si elabora ulteriormente un’illustrazione panoramica lineare. Questo non si limita all’etichettatura e/o al commento.

Ad esempio, un’illustrazione panoramica lineare può essere elaborata attraverso trasformazione geometrica e mappatura delle coordinate, ottenendo in tal modo un’illustrazione panoramica circolare; tipicamente è elaborata l’intera illustrazione panoramica lineare.

Secondo un primo esempio più specifico, se l’illustrazione panoramica lineare corrisponde a un settore angolare di 360°, essa può essere interamente elaborata attraverso trasformazione geometrica e mappatura di coordinate, ottenendo in tal modo un’illustrazione panoramica circolare dell’intero angolo iridocorneale di un occhio sotto forma di un’illustrazione anulare – vedere ad esempio la figura 18.

Secondo un secondo esempio più specifico, se l’illustrazione panoramica lineare corrisponde a un settore angolare di 360°, può essere elaborata attraverso una trasformazione geometrica corrispondente e una mappatura delle coordinate corrispondente, ottenendo in tal modo quattro illustrazioni panoramiche curve con settore da 90° dell’angolo iridocorneale di un occhio, infine dette quattro illustrazioni panoramiche curve con settore da 90° sono combinate sotto forma di una singola illustrazione anulare, vale a dire “goniogramma” (Becker) virtuale – vedere ad esempio figura 19.

Occorre sottolineare che le illustrazioni di entrambe le figure 18 e 19 derivano dell’illustrazione della figura 17.

Negli esempi della figura 17 e figura 18 e figura 19, i numeri (corrispondenti a tag del settore anulare) sono sovrapposti sulle immagini; l'aspetto dei numeri riflette la trasformazione geometrica e la mappatura di coordinate dell’immagine.

I metodi secondo la presente invenzione sono tipicamente effettuati mediante un computer digitale che esegue un programma per computer appropriato, caricato nella memoria interna del computer digitale.

Tale computer digitale può essere integrato nello stesso apparecchio medicale usato per l'acquisizione delle immagini da unire.

In alternativa, tale computer digitale può ricevere immagini da unire sebbene un supporto di memoria (ad esempio un CD o un DVD o una pen-drive) o da un cavo dati (ad esempio, un cavo di rete del computer) o via radio (connessione wireless, connessione ottica, connessione con telefono cellulare).

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per unire una pluralità di immagini acquisite di un settore angolare di un angolo iridocorneale di un occhio, comprendente le fasi di: A) elaborazione delle immagini acquisite, in cui ciascuna dell’immagine acquisita è ruotata e/o corretta in prospettiva, B) registrazione delle immagini elaborate, in cui per ciascuna coppia di immagini elaborate adiacenti, è determinata una trasformazione che correla la coppia, C) posizionamento delle immagini registrate, in cui per ciascuna immagine registrata è effettuato un posizionamento relativo corrispondente, e D) fusione delle immagini posizionate in base alle loro relative posizioni; mediante cui si ottiene un’illustrazione panoramica lineare di detto settore angolare di angolo iridocorneale di occhio sotto forma di un’illustrazione rettangolare.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui nella fase "A" ciascuna immagine acquisita è: - preferibilmente mascherata così da escludere porzioni dell’immagine laterale, - ruotata in modo che la sua linea mediana tangenziale sia longitudinale, la linea mediana tangenziale essendo una linea retta che passa attraverso il centro dell’immagine ed essendo perpendicolare alla direzione di acquisizione dell’immagine, - facoltativamente corretta dal punto di vista prospettico, così da cancellare deformazioni dell’immagine causate dalla geometria di acquisizione, - facoltativamente devignettata, così da ottenere luminosità uniforme in tutta l’immagine.
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui nella fase "B" per ciascuna coppia di immagini adiacenti elaborate, è determinata una trasformazione di coordinate di un’immagine della coppia, così che una o più caratteristiche delle immagini della coppia siano allineate, detta trasformazione di coordinate essendo preferibilmente "similarità non riflessiva".
4. 4. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2 o 3, in cui nella fase "B" per ciascuna coppia di immagini adiacenti elaborate, sono identificate una prima regione di interesse in una prima immagine della coppia e una seconda regione di interesse in una prima immagine della coppia, essendo alle estremità opposte di una linea mediana tangenziale, la linea mediana tangenziale essendo una linea retta che passa attraverso il centro dell’immagine ed essendo perpendicolare alla direzione di acquisizione dell’immagine, in cui solo detta prima regione di interesse e detta seconda regione di interesse sono usate per la registrazione.
5. 5. Metodo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui nella fase "C" detto posizionamento relativo è una traslazione di un’immagine rispetto all’immagine precedentemente adiacente.
6. 6. Metodo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui nella fase “D”: - per ciascuna immagine posizionata, sono identificate un’area non sovrapposta e due aree sovrapposte, - sfumatura dei colori è eseguita almeno nelle aree sovrapposte ottenendo così aree sfumate, - le aree non sovrapposte e le aree sfumate sono combinate formando così un’immagine singola, - preferibilmente, l’immagine singola è ritagliata secondo un contorno rettangolare.
7. 7. Metodo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detta illustrazione panoramica lineare è elaborata attraverso trasformazione geometrica e mappatura di coordinate, ottenendo in tal modo un’illustrazione panoramica circolare.
8. 8. Prodotto di programma per computer caricabile nella memoria interna di un computer digitale, comprendente porzioni di codice software per eseguire le fasi del metodo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni da 1 a 7, quando detto prodotto è eseguito su un computer.
9. 9. Apparecchio medicale specificamente atto a effettuare il metodo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni da 1 a 7.