一种基于眼底彩照直接生成OCTA图像的方法

一种基于眼底彩照直接生成octa图像的方法
技术领域
1.本发明涉及眼科检查技术领域，特别是涉及一种基于眼底彩照直接生成octa图像的方法。


背景技术：

2.眼底彩照是视网膜检查最为常用的方法，但无法分层显示视网膜和脉络膜的毛细血管、异常新生血管及血流变化。光学相干断层扫描血管成像(optical coherence tomography angiography，octa)是一种新型的眼科检查设备，在无需注射造影剂的情况下，便可获得高精度的毛细血管形态、灌注以及血流动力学的信息，也可显示包括新生血管、无灌注区等血管异常。近年来，octa已经被大量应用于眼科疾病的研究中，在检测灵敏度、准确性等方面具有显著优势。因此，进一步加强octa图像在眼科检查中的应用分析具有重要意义。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种基于眼底彩照直接生成octa图像的方法，将octa作为标签，使用条件生成对抗网络，通过输入眼底彩色照相，跨模态产生与octa对应的毛细血管图，实现无需造影剂的情况下，高分辨、分层显示视网膜和脉络膜血管，直观观察眼底新生血管或者因其他疾病导致的早期眼底病变，同时也可以实现不同分层的视网膜以及脉络膜血管的量化分析。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
5.一种基于眼底彩照直接生成octa图像的方法，包括如下步骤：
6.s1，将眼底彩色照相图像和同一只眼睛在相同拍摄位置、相同时间获取的octa图像进行匹配，并将眼底彩色照相图像和与其相匹配的octa图像对齐；
7.s2，以眼底彩色照相图像为输入，octa图像为标签，训练生成条件生成对抗网络模型；
8.s3，基于训练好的条件生成对抗网络模型，以眼底彩照作为输入，生成出对应位置视野下、不同视网膜和脉络膜层次的octa图像；
9.s4，对生成的octa图像视网膜和脉络膜层次的毛细血管进行分析和量化。
10.进一步的，所述步骤s2中，训练生成条件生成对抗网络模型，具体包括：
11.构建初步的条件生成对抗网络模型，包括生成器和判别器；
12.在眼底彩色照相图像基础上，通过生成器产生预测octa；
13.以octa图像为金标准，通过判别器判别模型所生成的预测octa和金标准之间的差别，形成生成器与判别器之间的反馈，不断更新生成器的网络参数，直至达成最佳的博弈平衡，使得生成的预测octa最接近真实的octa图像，提取生成器进行测试，并形成最终的条件生成对抗网络模型。
14.进一步的，所述步骤s3中，生成的octa图像，包括黄斑区和视盘区，层次包括视网
膜浅层毛细血管、视网膜深层毛细血管、脉络膜毛细血管、纵向视盘旁毛细血管；视野大小包括3mm、6mm以及广角octa。
15.进一步的，所述步骤s4中，对生成的octa图像视网膜和脉络膜层次的毛细血管进行分析，具体包括：对所生成的octa进行毛细血管形态、灌注以及血流动力学分析。
16.进一步的，所述步骤s4中，对生成的octa图像视网膜和脉络膜层次的毛细血管进行分析量化，具体包括：
17.对黄斑区的血管密度、血管骨架密度、血管管径指数、分形维数、血管迂曲度、无灌注区面积、无血管区面积与形态、血流缺失比率进行量化；、
18.对视盘区的血管密度、血管骨架密度、血管管径指数进行量化。
19.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的基于眼底彩照直接生成octa图像的方法，将眼底彩色照相和与其相匹配的octa图像对齐，以octa为标签训练生成条件生成对抗网络模型，使其以眼底彩照为输入，生成octa的图像；构建条件生成对抗网络模型以眼底彩照作为输入，对octa图片进行预测，生成出视网膜及脉络膜毛细血管，并完成所生成的octa图像的分析测量，方法简单，成本低，实现无需造影剂的情况下，高分辨、分层显示视网膜和脉络膜血管，直观观察眼底新生血管或者因其他疾病导致的早期眼底病变，同时也可以实现不同分层的视网膜以及脉络膜血管的量化分析。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明实施例基于眼底彩照直接生成octa图像的方法的流程示意图；
22.图2为本发明实施例条件生成对抗网络模型构建流程示意图；
23.图3为本发明实施例模型根据眼底照相生成黄斑区不同层次、不同视野范围的octa流程图；
24.图4为本发明的视盘区octa生成流程图。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.本发明的目的是提供一种基于眼底彩照直接生成octa图像的方法，将octa作为标签，使用条件生成对抗网络，通过输入眼底彩色照相，跨模态产生与octa对应的毛细血管图，实现无需造影剂的情况下，高分辨、分层显示视网膜和脉络膜血管，直观观察眼底新生血管或者因其他疾病导致的早期眼底病变，同时也可以实现不同分层的视网膜以及脉络膜血管的量化分析。
27.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实
施方式对本发明作进一步详细的说明。
28.如图1和图2所示，本发明提供的基于眼底彩照直接生成octa图像的方法，包括如下步骤：
29.s1，将眼底彩色照相图像和同一只眼睛在相同拍摄位置、相同时间获取的octa图像进行匹配，将眼底彩色照相图像和与其相匹配的octa图像对齐；
30.s2，以眼底彩色照相图像为输入，octa图像为标签，训练生成条件生成对抗网络模型，达到通过眼底彩照，产生最符合octa标签的octa图像的目的；训练生成条件生成对抗网络模型，具体包括：
31.构建初步的条件生成对抗网络模型，包括生成器和判别器；
32.在眼底彩色照相图像基础上，通过生成器产生预测octa；
33.以octa图像为金标准，通过判别器判别模型所生成的预测octa和金标准之间的差别，形成生成器与判别器之间的反馈，不断更新生成器的网络参数，直至达成最佳的博弈平衡，使得生成的预测octa最接近真实的octa图像，提取生成器进行测试，并形成最终的条件生成对抗网络模型；
34.s3，基于训练好的条件生成对抗网络模型，以眼底彩照作为输入，生成出对应位置视野下、不同视网膜和脉络膜层次的octa图像；如图3所示，生成的octa图像，包括黄斑区和视盘区，层次包括视网膜浅层毛细血管、视网膜深层毛细血管、脉络膜毛细血管、纵向视盘旁毛细血管；视野大小包括3mm、6mm以及广角octa；
35.s4，对生成的octa图像视网膜和脉络膜层次的毛细血管进行分析和量化，具体包括：
36.对所生成的octa进行毛细血管形态、灌注以及血流动力学分析；
37.对黄斑区的血管密度、血管骨架密度、血管管径指数、分形维数、血管迂曲度、无灌注区面积、无血管区面积与形态、血流缺失比率进行量化；
38.对视盘区的血管密度、血管骨架密度、血管管径指数进行量化，如图4所示。
39.综上，本发明提供的基于眼底彩照直接生成octa图像的方法，将眼底彩色照相图像和与其相匹配的octa图像对齐，以octa为标签训练生成对抗网络，使其以眼底彩照为输入，生成octa的图像；模型完成训练，实现仅以眼底彩照作为输入，生成新的octa图像，所生成的octa图像包括黄斑区视网膜浅层、深层、脉络膜层毛细血管或视盘区视神经层、纵向视盘旁、脉络膜层毛细血管在内的血管和血流图。本发明将octa作为标签，使用条件生成对抗网络，通过输入眼底彩色照相，跨模态产生与octa对应的毛细血管图，实现无需造影剂的情况下，高分辨、分层显示视网膜和脉络膜血管，直观观察眼底新生血管或者因其他疾病导致的早期眼底病变，同时也可以实现不同分层的视网膜以及脉络膜血管的量化分析。
40.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。