基于眼底B_scan图像自动定位OCT延时线位置的方法和系统与流程

基于眼底b_scan图像自动定位oct延时线位置的方法和系统
技术领域
1.本发明涉及智能外骨骼领域，尤其指一种基于眼底b_scan图像自动定位oct延时线位置的方法及系统。


背景技术：

2.眼底检测是检测眼部及全身疾病的重要一环。在眼底检测中，光学相干层析oct成像是较为常用的方法，oct成像的核心是马赫泽德干涉仪，一组相干光源被光纤耦合器分为两路，一路经过透镜准直并从平面反射镜返回的参考光，另一路是经过透镜聚焦到被测样品的采样光束。当两者之间的光程在在光源相干长度之内时发生干涉，探测器输出信号反应介质的散射强度。根据反射镜的位置和相应的干涉信号强度获得样品不同深度(z方向)的测量，再结合采样光束在x-y平面内的扫描，将所得结果通过计算机处理，可获得样品的三维结构信息。
3.在成像过程中，两个光路中的反射光在耦合器中汇合，只有当参考臂和样品臂的光程差在一个相干长度才可以发生干涉信号。因为系统样品臂是一个共焦显微镜系统，在探测光束交点处返回光束具有最强信号，对于宽带光源而言，只有当两臂的光程差在很短的相干长度之内，探测器才能检测干涉条纹对比度变化，对比度最大的地方对应着等光程点，随着光程增加，对比度迅速降低。
4.然而，当oct系统处在正常工作距范围内时，视网膜b-scan图像的生成由于不同患者的眼轴长度不一样，导致样品臂和参考臂的光程无法满足干涉发生条件，当前的oct系统不能够满足满足对不同眼轴长度的人的成像需求。


技术实现要素：

5.本发明目的在于提供一种基于眼底b_scan图像自动定位oct延时线位置的方法及系统，以实现高对比度的断层成像，满足对不同眼轴长度的人的成像需求。
6.一种基于眼底b_scan图像自动定位oct延时线位置的方法，包括：
7.实时采集b_scan图像的同时，沿轴向调节延时线位置；
8.根据预设图像处理模型，计算每帧b_scan的图像的梯度参数，获取b_scan的图像的最大梯度位置数据；
9.将所述最大梯度位置数据进行拟合，并以拟合结果计算延时线最优位置的定位数据。
10.可选地，实时采集b_scan图像的同时，沿轴向调节延时线位置具体实现为：
11.通过oct成像光路实时采集眼轴方向上因眼动产生的b_scan图像，并将参考臂反射镜相对于样品臂进行从近到远地移动，以调节延时线位置。
12.可选地，每帧b_scan的图像的梯度参数包括：
13.b_scan的图像的梯度和最大梯度所在行的位置；
14.其中，将参考臂反射镜相对于样品臂进行从近到远地移动，以调节延时线位置具
体实现为：在光程差接近0时获得最大相干长度，从而得到b_scan的图像的最大梯度。
15.可选地，将所述最大梯度位置数据进行拟合，并以拟合结果计算延时线最优位置的定位数据具体实现为：
16.对调节过程中采集到的每帧b_scan的最大梯度位置数据进行多项式拟合，以求取b_scan的图像的最大梯度位置数据；
17.根据所述最大梯度位置数据计算电机补偿量与电机运动方向；
18.通过计算电机补偿量与电机运动方向预测最优位置；
19.将预测得到的最优位置信息作为所述延时线最优位置的定位数据。
20.可选地，通过oct成像光路实时采集眼轴方向上因眼动产生的b_scan图像，并将参考臂反射镜相对于样品臂进行从近到远地移动，以调节延时线位置，包括：
21.采集步骤，采集眼动时刻的b_scan图像作为基准b_scan图像；
22.计算步骤，计算眼动后b_scan图像的梯度，求取梯度所在最大行数；
23.判断步骤，判断所述梯度所在最大行数相对于所述基准b_scan图像梯度所在最大行数的变化值，以调节延时线位置至在阈值允许的范围内。
24.可选地，本发明还包括：变化值运算步骤，包括：通过所述梯度所在最大行数相对于所述基准b_scan图像梯度所在最大行，计算梯度变化值是否落入预设阈值范围；
25.重复所述采集步骤、所述计算步骤和所述判断步骤直至判断出变化值落入所述预设阈值范围为止。
26.可选地，本发明还包括：
27.按照所述电机补偿量与电机运动方向移动电机至所述延时线最优位置。
28.一种基于眼底b_scan图像自动定位oct延时线位置的系统，实现上述基于眼底b_scan图像自动定位oct延时线位置的方法的功能。
29.一种眼底图像设备，包括：控制主机，所述控制主机包括：
30.至少一个处理器；以及
31.与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
32.所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述方法。
33.一种可读介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时能够实现上述基于眼底b_scan图像自动定位oct延时线位置的方法。
34.通过本发明的基于眼底b_scan图像自动定位oct延时线位置的方法，实时采集b_scan图像的计算每帧b_scan的图像的梯度参数，获取b_scan的图像的最大梯度位置数据；根据拟合结果计算延时线最优位置的定位数据。利用b_scan图像本身特性配合步进电机的高精度实时响应，快速准确定位oct延时线的位置，调节过程中，可根据轴向产生的眼动进行实施反馈与补偿，使得oct图像始终处在最优的干涉状态。达到实现高对比度的断层成像，满足对不同眼轴长度的人的成像需求的技术目的。
附图说明
35.图1为本发明实施例的基于眼底b_scan图像自动定位oct延时线位置的方法流程示意图；
36.图2a为本发明又一实施例的基于眼底b_scan图像自动定位oct延时线位置的方法流程示意图；
37.图2b为本发明又一实施例的基于眼底b_scan图像自动定位oct延时线位置的图像梯度最大行位置与延时线位置对应关系曲线图；
38.图3为本发明又一实施例的基于眼底b_scan图像自动定位oct延时线位置的方法流程示意图
39.图4为本发明又一实施例的基于眼底b_scan图像自动定位oct延时线位置的方法流程示意图；
40.图5为本发明又一实施例的基于眼底b_scan图像自动定位oct延时线位置的系统的结构示意图；
41.图6为本发明实施例的可读介质结构示意图；
42.图7为本发明实施例的外骨骼机器人结构示意图。
具体实施方式
43.本发明具体实施方式涉及一种基于眼底b_scan图像自动定位oct延时线位置的方法及系统，以实现高对比度的断层成像，满足对不同眼轴长度的人的成像需求。
44.在相关技术中，当oct系统处在正常工作距范围内时，由于不同患者的眼轴长度不一样，导致样品臂和参考臂的光程无法满足干涉发生条件。现有的处理方式是：依靠人工手动调节位置，误差较大，比较依赖于个人经验与技术成熟度；在临床使用过程中，速度慢效率低，对于配合度较差的患者，调节比较困难；无法同时调节演示位置和调焦，增加调试时间；需要操作者根据测试过程判断调试方向和调节量，对操作者要求偏高，提高培训成本；操作者在测试中看到成像，难以正确迅速的定位，延长调试时间。
45.本发明通过b_scan图像，快速定位参考臂反射镜的位置，来寻找变化后的参考反射镜的延时线平衡点，从而实现了高对比度的断层成像。满足对不同眼轴长度的人的成像需求。
46.图1示出了一种基于眼底b_scan图像自动定位oct延时线位置的方法，包括：
47.s11:实时采集b_scan图像的同时，沿轴向调节延时线位置；
48.实时采集b_scan图像的同时，沿轴向调节延时线位置具体实现为：
49.通过oct成像光路实时采集眼轴方向上因眼动产生的b_scan图像，并将参考臂反射镜相对于样品臂进行从近到远地移动，以调节延时线位置。
50.调节过程中，可根据轴向产生的眼动完成针对电机的反馈与补偿，使得oct图像始终处在最优的干涉状态。
51.s12:根据预设图像处理模型，计算每帧b_scan的图像的梯度参数，获取b_scan的图像的最大梯度位置数据；
52.根据参考臂从近到远的调节规律，只有在光程差接近0时获得最大相干长度，此时图像的梯度最大。
53.可选地，每帧b_scan的图像的梯度参数包括：
54.b_scan的图像的梯度和最大梯度所在行的位置；
55.其中，将参考臂反射镜相对于样品臂进行从近到远地移动，以调节延时线位置具
体实现为：在光程差接近0时获得最大相干长度，从而得到b_scan的图像的最大梯度。
56.由于当参考臂和样品臂的光程差在一个相干长度才可以发生干涉信号，如果想要得到b_scan的图像的最大梯度，即需要在移动过程中寻找最大相干长度。
57.利用本发明方法适用于绝大多数眼轴范围内的患者(标准眼轴22-24)，眼轴范围涵盖了超短眼轴和高度近视超长眼轴的患者，实现自动延时线位置。
58.s13:将所述最大梯度位置数据进行拟合，并以拟合结果计算延时线最优位置的定位数据。
59.在本发明中，根据位置信息反馈给电机驱动模块，按照拟合后求得的结果计算电机补偿的大小与方向，并移动至最优位置。从而完成对延时线最优位置的定位。
60.可选地，将所述最大梯度位置数据进行拟合，并以拟合结果计算延时线最优位置的定位数据具体实现为：
61.参考图2a：
62.s21:对调节过程中采集到的每帧b_scan的最大梯度位置数据进行多项式拟合，以求取b_scan的图像的最大梯度位置数据；
63.参考图2b，为图像梯度最大行位置与延时线位置对应关系曲线图，横坐标表示延时线的干涉位置，纵坐标表示图像最大梯度所在行向量场的位置。
64.可选地，该图说明了延时线移动位置与图像最大梯度所在行向量场的对应关系。将采样点进行多项式拟合，求得拟合曲线系列1，求取多项式极值点，并根据图像行向量场所在位置，即可以计算出延时线电机补偿的最佳位置。
65.s22:根据所述最大梯度位置数据计算电机补偿量与电机运动方向；
66.s23:通过计算电机补偿量与电机运动方向预测最优位置；
67.s24:将预测得到的最优位置信息作为所述延时线最优位置的定位数据。
68.可选地，本发明还包括：
69.按照所述电机补偿量与电机运动方向移动电机至所述延时线最优位置。
70.也就是说，根据电机补偿的大小和方向移动电机，根据所述延时线最优位置的定位数据，最终通过oct成像系统完成成像。达到实现高对比度的断层成像，满足对不同眼轴长度的人的成像需求的技术目的。
71.作为优选的实现方式，通过oct成像光路实时采集眼轴方向上因眼动产生的b_scan图像，并将参考臂反射镜相对于样品臂进行从近到远地移动，以调节延时线位置，包括：
72.s31:采集步骤，采集眼动时刻的b_scan图像作为基准b_scan图像；
73.s32:计算步骤，计算眼动后b_scan图像的梯度，求取梯度所在最大行数；
74.s33:判断步骤，判断所述梯度所在最大行数与所述基准b_scan图像梯度变化值，以调节延时线位置至在阈值允许的范围内；
75.针对眼轴方向产生的眼动大小，采集当前b_scan图像作为参考图像，计算眼动后b_scan图像的梯度场，然后求取梯度所在最大行数与基准b_scan图像梯度场进行对比，根据两张b_scan梯度场变化，重新计算出电机补偿的大小δd和方向，并判断当前梯度场变化值是否在阈值允许的范围内。
76.参考图4，在图3的基础上，还包括，变化值运算步骤，包括：
77.s41:通过所述梯度所在最大行数相对于所述基准b_scan图像梯度所在最大行，计算梯度变化值是否落入预设阈值范围；
78.s42:重复s31-33步骤直至判断变化值落入所述阈值范围。
79.参考图5，示出了利用b_scan图像定位oct延时线位置的装置，包括：oct成像光路51、图像分析识别模块52、延时线模块53和电机驱动模块54。
80.该装置中oct成像光路51用于完成oct成像；
81.所述图像分析识别模块52及延时线模块53用于执行s11-s13；
82.所述电机驱动模块54用于接收并执行所述电机补偿量与电机运动方向的数据。
83.可选地，本实施例的装置可按照实际情况以嵌入式的方式完成图1-4的步骤。
84.参考图6，示出了一种可读介质，包括：其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时能够实现上述基于眼底b_scan图像自动定位oct延时线位置的方法。
85.参考图7，示出了一种眼底图像设备，包括：控制主机，所述控制主机包括：
86.至少一个处理器；以及
87.与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
88.所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行实现所述的方法。
89.计算装置70以通用计算设备的形式表现。计算装置70的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理器71、上述至少一个存储器72、连接不同系统组件(包括存储器72和处理器71)的总线73。
90.总线73表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器、外围总线、处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
91.存储器72可以包括易失性存储器形式的可读介质，例如随机存取存储器(ram)721和/或高速缓存存储器722，还可以进一步包括只读存储器(rom)723。
92.存储器72还可以包括具有一组(至少一个)程序模块724的程序/实用工具725，这样的程序模块724包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
93.计算装置70也可以与一个或多个外部设备74(例如键盘、指向设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与计算装置70交互的设备通信，和/或与使得该计算装置70能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口75进行。并且，计算装置70还可以通过网络适配器76与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器76通过总线73与用于计算装置70的其它模块通信。应当理解，尽管图中未示出，可以结合计算装置70使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、rai d系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
94.在一些可能的实施方式中，本技术提供的一种跌倒风险评估及防控方法的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在计算机设备上运行时，程序代码用于使计算机设备执行本说明书上述描述的根据本技术各种示例性实施方式的待验证信息的加密方法和/或待验证信息的验证方法中的步骤，例如，计算机设备可以执
行如图1中所示的步骤s11-s14。
95.综上所述：
96.通过本发明的基于眼底b_scan图像自动定位oct延时线位置的方法，实时采集b_scan图像的计算每帧b_scan的图像的梯度参数，获取b_scan的图像的最大梯度位置数据；根据拟合结果计算延时线最优位置的定位数据。利用b_scan图像本身特性配合步进电机的高精度实时响应，快速准确定位oct延时线的位置，调节过程中，可根据轴向产生的眼动进行实施反馈与补偿，使得oct图像始终处在最优的干涉状态。达到实现高对比度的断层成像，满足对不同眼轴长度的人的成像需求的技术目的。
97.应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。
98.说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。
99.虽然本发明所公开的实施方式如上，但的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。