[发明专利]一种基于AMBP改进算法的真菌性角膜炎图像识别方法

说明书

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，具体涉及一种基于AMBP改进算法的真菌性角膜炎图像识别方法。

背景技术

真菌性角膜炎是一种由致病真菌引起的致盲率极高的感染性角膜疾病,近些年来，由于抗生素、免疫抑制剂以及糖皮质激素的大量使用，导致其发病率明显上升。由于缺少快速、有效的早期诊断方法，往往导致对该病的误诊以及早期治疗的延误，极易造成角膜穿孔、前房积脓、眼内炎等严重后果，因而危害极重，对本病的早期诊断和治疗显得尤为重要。

目前，真菌性角膜炎常规的检查方法有角膜刮片镜方法、角膜活检、角膜刮片培养、活体共焦显微镜检查等。其中共焦显微镜检查得到了最为广泛的应用。

共焦显微镜图像采集的过程如下：(1)用表面麻醉剂滴患眼若干次进行表面麻醉，并用开睑器开眼，将受检者下颌放于检查托架上，其前额与检查托的头带紧贴。(2)在共焦显微镜的水浸湿圆锥状物镜表面涂上眼用胶，嘱病人注视前方固定光点，将镜头轻轻前移，使物镜通过眼用胶与角膜病变处接触。(4)通过调节器调整镜头，使其前后、左右轻缓移动，这样角膜各层的扫描图像既可通过电脑显示器同步显示，选定角膜病灶处的清晰图像后，即按下记录钮，使角膜各层的扫描图像被记录下来；还可以进行录像机记录，检查结束后慢放录像，选定清晰图像进行存储。(5)对每次扫描获得的大量图像进行筛选，选出有价值的清晰图像存入计算机，计算机中的软件可对每张1μm的图像进行测量与分析，图像也可直接打印。这一共焦显微镜诊断方法主要以显微镜图像中观察到菌丝为依据。

利用共焦显微镜诊断真菌性角膜炎有着其他方法不能比拟的优势：(1)无创：活体、非接触性检查，可以对角膜病灶进行多点、反复检查，不会对组织造成任何损伤，在患者的治疗随访中有很高的应用价值，有利于随时评估当前疗效并根据检查结果及时调整治疗方案；(2)简单快捷：可在几十秒到几分钟内对角膜进行全面的检查，观察到角膜上任何细小的变化；(3)阳性率高：放大倍数较高，且观察到的真菌菌丝和孢子形态与刮片标本显微镜下观察到的图像相似；(4)利用其Z-scan方法，可对一定厚度的组织进行连续的光学切片，连续的断层成像很容易确定菌丝在角膜上的浸润深度、菌丝形态及其数量，有利于真菌菌种的鉴别，从而为临床上用药与手术治疗方式的选择提供参考；(5)检测资料能够永久保存。但共焦显微镜方法也存在一些不足之处：角膜组织的低光水平反射与眼球运动常导致信号信噪比较低，强光造成眼部不适，角膜病变浑厚常导致图片模糊不清及其检查费用昂贵等，且共焦显微镜方法仅是一种影像学诊断，主观性较强。

在正常角膜的眼底图像中，只有神经的存在，所以我们用共焦显微镜诊断真菌性角膜炎主要是以观察到菌丝为依据。真菌性角膜炎患者的眼底图像中，菌丝和角膜基质神经是共同存在的，直长的线状菌丝很容易与角膜基质神经相混淆。菌丝是在相对暗的背景下呈较亮的线状形态，多数可见菌丝的分隔，弥漫分布，相互交织，角膜上皮下的神经分布有一定规律，多呈三叉或Y形分支，其走形方向一致、有序，神经间不形成相互交错。

目前由共焦显微镜采集到的图像包含单纯的菌丝图像，正常角膜神经图像，以及真菌性角膜炎患者的眼底图像。这些大量医学图像的获取带来了两个问题：一方面，医生需要花大量的时间来阅读病人的检查影像，这是一项非常繁重的工作。而且由于长时间的判读图像，很容易造成医生的疲劳和分心，从而造成诊断正确率的下降；另一方面，有些情况下仅仅凭借着医生自身对于病灶判读的经验很难保证不会出现漏诊和误诊的情况，并且很难对影像资料进行一致的定量分析，而对医学图像的定量分析是医学影像学发展的必然要求。

在此背景下，医学图像处理与分析技术在医学影像学中的地位就显得越来越重要。所谓医学图像处理与分析就是借助计算机这一工具，根据临床特定的需要利用数学的方法对医学图像进行各种加工和处理，以便为临床提供更多的诊断信息或数据。通过对图像进行加工和处理之后，我们可以提供给医生更加清晰的图像，也可以将可以的病灶标记出来，再由医生进行判读，这就可以节省医生大量的读片时间，使得他们可以把注意力集中在可疑的病灶上，从而为正确的诊断奠定基础。