基于图像处理的白癜风病情诊断与疗效评估方法与系统与流程

本发明涉及医疗诊断与疗效评估技术领域，特别涉及一种基于图像处理的白癜风病情诊断与疗效评估方法与系统。

背景技术：

白癜风是一种十分寻常、发病率较高的皮肤疾病，临床表现为：以四肢、脸部、背部为主的皮肤，出现形状不规则、边缘清晰的白斑。早期白癜风患者如果没有及时得到有效治疗，晚期很容易引发一系列并发疾病，例如：糖尿病、恶性贫血、甲状腺疾病、恶性肿瘤。由于白癜风多发于面颈部等暴露部位皮肤，这对于患者精神心理影响已经远远超过了对患者身体健康的影响，严重干扰了患者心理状态以及日常生活。数字图像处理的是将图像转换为计算机可处理的数字信号，并对数字化图像进行一系列处理的过程。20世纪70年代，随着计算机断层扫描技术(ct)的出现和发展，数字图像处理开始应用于医疗行业。

在白癜风疗效评估过程中，最关键的就是要确定白癜风皮损区域的面积，其次是白斑的颜色变化，即与正常皮肤之间的色差。近些年来，随着医疗水平的不断提高，越来越多的白癜风的治疗方式层出不穷，治疗效果也有了显著的提高，然而，绝大多数的评估手段仍然还是依赖于医生凭自己的工作经验，人工对白癜风患者的皮损面积和色素等级进行评估。这种粗略的估计方法往往只适用于规则、明显的皮损面积。事实上，大多数的白癜风病患皮损大小不一、形状各异，白斑区中央还可能有岛屿状色素点。传统的评估方法对这些形状不规则的白斑测量误差十分大、误判率较高。与此同时，白癜风治疗的手段和费用也有皮损面积相关，并且治疗往往有多个阶段，对每个阶段的疗效都要进行评估，因此，急需一种客观、快速、可重复的评估手段。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足，对于医疗领域尤其是白癜风疾病在临床上无法及时准确客观判断患者病情的情况，提出一种基于图像处理的白癜风病情诊断与疗效评估方法与系统，能够有效快速定量白癜风图像颜色和白斑面积的变化，在持续跟踪治疗过程的条件下，对患者病情恢复以及治疗效果进行评估。

为实现上述目的，本发明所设计的基于图像处理的白癜风病情诊断与疗效评估方法，其特殊之处在于，所述方法包括如下步骤：

1)采集白癜风皮损样本的图像信息，所述图像信息中包括标尺；

2)对所述图像信息进行处理，依次包括图像预处理、图像增强处理、图像分割处理、图像修饰处理；

3)将经过处理的图像信息进行图像识别；

4)根据图像识别的的结果判定所述白癜风皮损样本的皮损区域面积。

优选地，所述步骤2)中图像预处理的过程为根据标尺对所述图像信大小、变形进行缩放和拉伸，增强图像的可读性。

优选地，所述步骤2)中图像增强处理的过程为将图像的所有像素点的灰度值归一化，以突出皮损部位。

优选地，所述步骤2)中图像分割处理的过程为将图像二值化，阈值为双峰之间的波谷对应的灰度值，将小于阈值的灰度值均设置为0，表示皮损区域，将大于阈值的灰度值均设置为255，表示正常区域。

优选地，所述步骤2)中图像修饰处理的过程为利用结构元素遍历整个图像，平滑皮损区域的边缘。

优选地，所述步骤4)中判定所述白癜风皮损样本的皮损区域面积的过程包括：41)标签与皮损区域分离，为标签与皮损区域的像素矩阵赋不同的值；42)统计出标签与皮损区域的像素点数；43)根据标签与皮损区域的比例，得到皮损区域的实际面积。

优选地，每一次处理后的图像按照患者姓名和部位与拍摄时间进行编号与存档，通过计算治疗前后面积比对治疗效果进行评估，其中面积比计算公式如下：面积比＝(治疗前皮损面积－治疗后皮损面积)÷治疗前皮损面积×100％。

一种应用于上述基于图像处理的白癜风病情诊断与疗效评估方法的系统，其特殊之处在于，包括图像采集模块、图像处理模块，所述图像采集模块用于采集白癜风皮损样本图像信息，所述图像处理模块用于根据所述白癜风皮损样本图像信息分析处理，得到皮损区域的实际面积。

进一步地，所述图像处理模块包括图像预处理模块、图像增强模块、图像分割模块、图像修饰模块和图像识别模块。

更进一步地，还包括疗效评估模块：用于将每一次处理后的图像按照患者姓名和部位与拍摄时间进行编号与存档，并比较治疗前后的皮损区域的实际面积，计算出不同治疗阶段前后的面积比，以得到治疗有效率，所述治疗有效率＝(痊愈患者人数+显效患者人数)患者总人数×100％。

本发明提出针对白癜风患者的病情诊断与疗效评估方法，采用了数字图像处理技术，实现了对于患者皮损部位图像的平均灰度与皮损面积大小的定量，并通过计算治疗前后复色率，对治疗效果进行合理的评估，避免了传统评估中使用肉眼粗略估算的误差以及个人主观评判误差的缺陷。

相比于传统评价方法，本发明通过出白癜风患者皮损轮廓，计算出图像的颜色值和皮损面积的确定值，对患者的病情进行准确的判断，直观记录白癜风图像的颜色和皮损的面积变化，通过治疗前后的皮损图像，计算出面积比，按照患者姓名和部位与拍摄时间的所有样本图像进行统计分析，由此可以对治疗方式进行客观的评价。

本发明不仅能用于各类医院、康复治疗中心的医护人员对白癜风患者的病情进行客观的判断，为病人建立康复档案，而且可以用于病人家庭随时掌握病情的变化，为患者树立康复信心。本发明是一项低成本、安全高效的医疗服务系统。

附图说明

图1为本发明基于图像处理的白癜风病情诊断与疗效评估系统的结构框图。

图2为本发明基于图像处理的白癜风病情诊断与疗效评估方法的流程图。

图3为采集白癜风皮损样本的图像。

图4为经过图像预处理后的图像。

图5为经过图像增强后的图像。

图6为经过图像分割处理后的图像。

图7为图像修饰处理的图像。

图8为经过图像识别处理的图像。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1所示，本发明所设计的基于图像处理的白癜风病情诊断与疗效评估系统包括白癜风图像采集模块、图像处理模块、疗效评估模块以及辅助光源和标尺。图像采集模块用于采集白癜风皮损样本。在每次采集时需要使用皮肤专用摄像头、相同型号的标签作为标尺，采集前，清洗待检测部分。采集时，充分暴露皮损区域，在皮损区域左下角的正常皮肤处贴上大小为1平方厘米的标签作为标尺，选择固定的背景、固定的充足光源，关闭相机的闪光灯，避免过度曝光；镜头要与皮损区域尽量垂直，避免皮损区域光照不均。

图像处理模块用于采集白癜风皮损样本图像信息，所述图像处理模块用于根据所述白癜风皮损样本图像信息分析处理，得到皮损区域的实际面积，包括图像预处理模块、图像增强模块、图像分割模块、图像修饰模块和图像识别模块。

疗效评估模块用于将每一次处理后的图像按照患者姓名和部位与拍摄时间进行编号与存档，并比较治疗前后的皮损区域的实际面积，计算出不同治疗阶段前后的面积比，以得到治疗有效率，所述治疗有效率＝(痊愈患者人数+显效患者人数)患者总人数×100％。

如图1所示，采用上述系统实现基于图像处理的白癜风病情诊断与疗效评估方法的步骤包括：

1)采集白癜风皮损样本的图像信息，图像信息中包括标尺。在每次采集前，清洗待检测部分。采集时，充分暴露皮损区域，在皮损区域左下角的正常皮肤处贴上大小为1平方厘米的标签作为标尺，选择固定的背景、固定的充足光源，关闭相机的闪光灯，避免过度曝光；镜头要与皮损区域尽量垂直，避免皮损区域光照不均。采集白癜风皮损样本的图像如图3所示。

2)对图像信息进行处理，依次包括图像预处理、图像增强处理、图像分割处理、图像修饰处理。

图像预处理方法以获得无变形的合格图像，其特征在于根据标尺对图像大小、变形进行缩放和拉伸处理，增强图像的可读性。经过图像预处理后的图像如图4所示。

图像增强方法的目的是在于突出皮损部位，将图像的所有像素点的灰度值归一化，截取并输出皮损区域灰度值拉伸并输出。经过图像增强后的图像如图5所示。

由于白癜风图像的灰度直方图呈双峰特性，图像分割方法设置阈值为双峰之间的波谷对应的灰度值，将图像二值化，小于阈值的灰度值均设置为0，显示为白色，代表皮损部位；大于阈值的灰度值均设置为255，显示为黑色，代表正常皮肤。经过图像分割处理的图像如图6所示。

图像修饰方法利用结构元素遍历整个图像，平滑皮损区域的边缘。经过图像修饰处理的图像如图7所示。

3)将经过处理的图像信息进行图像识别。

图像识别方法包括对图像颜色值的计算与皮损区域的面积的计算。灰度的均值等于红绿蓝(rgb)三种颜色之和除以255，灰度的均值越大表示图像越白，灰度的均值越小表示图像越黑。经过图像识别处理的图像如图8所示。

4)根据图像识别的结果判定所述白癜风皮损样本的皮损区域面积。

在计算皮损面积时，第一步：标签与皮损区域分离，为标签与皮损区域的像素矩阵赋不同的值；第二步：统计出标签与皮损区域的像素点数；第三步：根据标签与皮损区域的比例，得到皮损区域的实际面积。

5)治疗效果评估。

疗效评估模板将处理后的图像按照患者姓名和部位与拍摄时间进行编号与存档，通过对灰度的均值和皮损区域面积的定量对患者病情进行诊断，在治疗过程中收集不同疗程后的皮损图片，通过计算治疗前后面积比对治疗效果进行评估，其中面积比计算公式如下：面积比＝(治疗前皮损面积－治疗后皮损面积)÷治疗前皮损面积×100％。根据全国中西医结合皮肤性病学会色素性皮肤病学组制定的白癜风疗效标准判定疗效。痊愈：白斑全部消退，恢复正常肤色；显效：白斑部分消退或面积缩小，恢复正常肤色的面积≥原皮损面积50％；进步：白斑部分消退或面积缩小，恢复正常肤色的面积<原皮损面积50％≥原皮损面积10％；无效：白斑无变化或面积缩小，恢复正常肤色的面积<原皮损面积10％。治疗4周及12周后判定疗效，有效率(％)＝(痊愈患者人数+显效患者人数)患者总人数×100％。

本发明实现了一种白癜风病情诊断及疗效评估的方法和系统，该系统可以连续记录患者皮损面积和颜色状态变化情况，作为治疗效果的客观评价，弥补了医生仅靠肉眼判断患者病情的弊端，满足了患者希望得知详细病情的需求。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。