专利名称：断层图像处理方法
技术领域：
本发明涉及光学同调断层扫描系统，特别涉及在光学同调断层扫描系统中所使用的断层图像处理方法。
背景技术：
近年来，在医疗或类似的领域中，光学同调断层扫描(optical coherencetomography)测量方法常是一种以非侵入性的方式取得活体内部的断层图像。为了进行正确的病理诊断，需要多个切片来判定一个可疑的病变部位(suspicious lesion),以免造成误判。为了减低病人于取得切片时的痛苦，选择一个最适合的切片位置中有一种最好的非侵入式方法就是使用光学同调断层扫描成像技术来检测癌症初期(precancer)或癌症(cancer)。虽然有许多非侵入式或微侵入式产品用来诊断，这些产品会具有例如放射性、低解析度、超大尺寸或是花费昂贵等缺点。光学同调断层扫描系统可取得高解析度的图像，而且可为非放射性(non-radioactivity)、非侵入式(non-1nvasive)或微侵入式(miciO-1nvasive)，并即时显示图像。光学同调断层扫描测量方法具有解析度可达到IOum左右的优点，准确度比超音波测量方式多10倍，而且可获得活体内部的详细的断层图像。光学同调断层扫描测量 方式是一种用来取得特别区域的光学断层图像的方法。举例来说，一癌症病变部位可以在内视镜(endoscope)下观察并辨识，例如是一正交发光源内视镜(normal illumination light endoscope)或是一特别光线内视镜。上述区域通过光学同调断层扫描，藉以判断癌症病变部位已侵入生物组织有多深。测量光线的光轴(optical axis)是采用二维扫描，藉以组合由光学同调断层扫描所取得的深度信息以得到二维息。需注意的是，癌症侵入的深度传统上是一重要的参数，用以决定治疗方法(treatment modality)。然而,癌症所侵入的深度无法由传统的结肠镜检查。光学同调断层扫描技术不只可提供代表性的横截面图像(cross-sectional image)，并可重建医生所熟悉的En-Face图像。因此，亟需发展一种可决定癌症侵入深度的光学同调断层扫描系统，并可具有其他有意义的生物表征。
发明内容
本发明提供一种断层图像处理方法，用于一成像系统。该方法包括接收一生物组织的至少一第一断层图像；依据至少一图像特征由各第一断层图像滤除多个区域以产生至少一第二断层图像，其中该至少一图像特征包括该至少一第一断层图像的熵、亮度或其组合；以及对一层边界表面图像进行一图像平滑处理，并依据已平滑的该层边界表面图像及该至少一第二断层图像产生一输出En-Face图像，其中该层边界表面图像由该至少一第二断层图像所取得。本发明更提供一种断层图像处理方法，用于一成像系统。该方法包括利用具有一内视镜及一探针的一光学同调断层图像产生单元产生至少一第一断层图像，其中该内视镜包括一插入部位用以插入至一内腔，且该探针用以发射及接收微弱光线且被插入该插入部位中；由该至少一第一断层图像滤除一上层以产生至少一第二断层图像；对一层边界表面图像进行一图像平滑处理以产生至少一第三断层图像，其中该层边界表面图像依据该至少一第二断层图像所取得；以及依据该至少一第三断层图像及该至少一第二断层图像以产生一输出Εη-Face图像。本发明还提供一种断层图像处理方法，用于一成像系统，该方法包括接收一生物组织的至少一第一断层图像；依据至少一图像特征由各第一断层图像滤除多个区域以产生至少一第二断层图像，其中该至少一图像特征包括该至少一第一断层图像的熵、亮度或其组合；以及依据该至少一第二断层图像产生一输出En-Face图像。
图1是显示依据本发明一实施例的成像系统100的功能方块图。图2A 图2G是显示依据本发明一实施例中在成像系统100的断层图像处理流程的示意图。图3A 图3B是显示依据本发明一实施例的二维高斯滤波器的示意图。图4是显示依据本发明一实施例中用于成像系统100的断层图像处理方法的流程图。图5是显示依据本发明另一实施例的成像系统500的功能方块图。图6A 图6F是显示依据本发明另一实施例中在成像系统500的断层图像处理流程的示意图。图7是显示依据本发 明另一实施例中用于成像系统500的断层图像处理方法的示意图。图8是显示依据本发明又一实施例的成像系统800的功能方块图。图9是显示依据本发明又一实施例中用于成像系统800的断层图像处理方法的流程图。图1OA 图1OB是显示依据本发明一实施例的对干涉信号进行滤波的示意图。主要元件符号说明100、500、800 成像系统；110 图像提取单元；120 感兴趣区域选择单元；130 第一边界检测单元；140 合并单元；150 第二边界检测单元；160、540 存储器单元；200 图像后处理单元；210 图像排列单元；220,550 图像平滑单元；230 图像分割单元；240、560 信号计算单元；
510 探针；520 内视镜；530 频率过滤单元；570 光学同调断层图像产生单元。
具体实施例方式为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。图1是显示依据本发明一实施例的成像系统的方块图。图2A 图2F是显示依据本发明一实施例的断层图像处理流程的示意图，其中断层图像包括一生物组织。请参考图1及图2A 图2F，成像系统100包括一图像提取单元110、一感兴趣区域选择单元120、一第一边界检测单元130、一合并单元140、一第二边界检测单元150、一存储器单元160及一图像后处理单元200。图像提取单元110用以提取光学信号以取得在一维度的A扫描(A-scan)信号，并依据所提取的A扫描信号以产生至少一第一断层图像(B-scan图像)，其中断层图像中的一个是显示于图2A。更详细而言，如图2A所示，图像提取单元110可为一光学同调断层扫描图像产生单元(OCT image-producing unit),用以检测在一组织(tissue)的扫描表面的光 学结构信息，藉以由一光检测单元(未绘示)所检测的干涉信号来设定该第一断层图像。感兴趣区域选择单元120用以接收来自图像提取单元110的第一断层图像，并由各第一断层图像过滤多个区 域以产生至少一第二断层图像。感兴趣区域选择单元120可将第一断层图像分离为一上层(top layer)及一下层(bottom layer)。更进一步,各断层图像的上层或下层可依据使用者的需求而进行保留。因为生物组织的上层的图像特征是均匀的(例如低熵)或是具有较高的亮度，因此可依据断层图像的图像特征，例如是熵(或均匀度)、亮度、标准差、材质或其组合，用以定义生物组织上层及下层之间的层边界(layerboundary)，但本发明不限于此。举例来说，由熵(entropy，又称之为“乱度”)所定义的层边界可经由下列公式计算所得
权利要求
1.一种断层图像处理方法，用于成像系统，该方法包括 接收生物组织的至少一第一断层图像； 依据至少一图像特征由各第一断层图像滤除多个区域以产生至少一第二断层图像，其中该至少一图像特征包括该至少一第一断层图像的熵、亮度或其组合；以及 对层边界表面图像进行图像平滑处理，并依据已平滑的该层边界表面图像及该至少一第二断层图像产生一输出En-Face图像，其中该层边界表面图像由该至少一第二断层图像所取得。
2.如权利要求1所述的断层图像处理方法，其中该至少一图像特征还包括该至少一第一断层图像的标准差、材质或其组合。
3.如权利要求1所述的断层图像处理方法，在滤除该等区域后的步骤还包括 产生至少一第三断层图像；以及 由该至少一第一断层图像检测该生物组织的上边界，以产生至少一第四断层图像。
4.如权利要求3所述的断层图像处理方法，还包括 由该至少一第三断层图像及该至少一第四断层图像取得交错区域，以产生至少一第五断层图像。
5.如权利要求4所述的断层图像处理方法，还包括 由该至少一第五断层图像检测该生物组织的下边界以产生至少一第六断层图像；以及 将该第六断层图像存储至存储器单元。
6.如权利要求5所述的断层图像处理方法，还包括 将该至少一第六断层图像依序排列以产生该至少一第二断层图像。
7.如权利要求5所述的断层图像处理方法，其中各第二断层图像为一平行断层图像，且该方法还包括 对该层边界表面图像进行该图像平滑处理以产生至少一第七断层图像，其中该层边界表面图像由各第二断层图像在一特定方向的一边缘所取得。
8.如权利要求1所述的断层图像处理方法，其中该图像平滑处理表示套用二维滤波器至该层边界表面图像的各像素。
9.如权利要求7所述的断层图像处理方法，还包括 由该至少一第七断层图像取得该上边界及该下边界之间的多个中间区域以产生至少一第八断层图像。
10.如权利要求9所述的断层图像处理方法，还包括 将该至少一第八断层图像在垂直于该至少一第八断层图像的一方向进行整合以产生该输出En-face图像。
11.一种断层图像处理方法，用于成像系统，该方法包括 利用具有内视镜及探针的光学同调断层图像产生单元产生至少一第一断层图像，其中该内视镜包括插入部位用以插入至内腔，且该探针用以发射及接收微弱光线且被插入该插入部位中； 由该至少一第一断层图像滤除上层以产生至少一第二断层图像； 对层边界表面图像进行图像平滑处理以产生至少一第三断层图像，其中该层边界表面图像依据该至少一第二断层图像所取得；以及依据该至少一第三断层图像及该至少一第二断层图像以产生一输出En-Face图像。
12.如权利要求11所述的断层图像处理方法，还包括 套用快速傅立叶转换滤波器，用以由该至少一第一断层图像滤除该上层。
13.如权利要求12所述的断层图像处理方法，还包括 对该层边界表面图像的各像素套用二维滤波器以产生该至少一第三断层图像。
14.如权利要求11所述的断层图像处理方法，还包括 将该至少一第三断层图像在垂直于该至少一第八断层图像的一方向进行整合以产生该输出En-face图像。
15.一种断层图像处理方法，用于成像系统，该方法包括 接收生物组织的至少一第一断层图像； 依据至少一图像特征由各第一断层图像滤除多个区域以产生至少一第二断层图像，其中该至少一图像特征包括该至少一第一断层图像的熵、亮度或其组合；以及 依据该至少一第二断层图像产生一输出En-Face图像。
16.如权利要求15所述的断层图像处理方法，其中该至少一图像特征还包括该至少一第一断层图像的标准差、材质或其组合。
17.如权利要求15所述的断层图像处理方法，还包括 对层边界表面图像进行图像平滑处理，其中该层边界表面图像由该至少一第二断层图像所取得；以及 依据已平滑的该层边界表面图像及该至少一第二断层图像产生该输出En-Face图像。
18.如权利要求15所述的断层图像处理方法，在滤除该等区域后的步骤还包括 产生至少一第三断层图像；以及 由该至少一第一断层图像检测该生物组织的上边界，以产生至少一第四断层图像。
19.如权利要求18所述的断层图像处理方法，还包括 由该至少一第三断层图像及该至少一第四断层图像取得一交错区域，以产生至少一第五断层图像。
20.如权利要求18所述的断层图像处理方法，还包括 由该至少一第五断层图像检测该生物组织的下边界以产生至少一第六断层图像；以及 将该第六断层图像存储至存储器单元。
21.如权利要求20所述的断层图像处理方法，还包括 将该至少一第六断层图像依序排列以产生该至少一第二断层图像。
22.如权利要求15所述的断层图像处理方法，其中各第二断层图像为平行断层图像，且该方法还包括 对该层边界表面图像进行该图像平滑处理以产生至少一第七断层图像，其中该层边界表面图像由各第二断层图像在一特定方向的一边缘所取得。
23.如权利要求15所述的断层图像处理方法，其中该图像平滑处理系表示套用二维滤波器至该层边界表面图像的各像素。
24.如权利要求22所述的断层图像处理方法，还包括 由该至少一第七断层图像取得该上边界及该下边界之间的多个中间区域以产生至少一第八断层图像。
25.如权利要求24所述的断层图像处理方法，还包括 将该至少一第八断层图像在垂直于该至少一第八断层图像的一方向进行整合以产生该输出En-face图像。
全文摘要
本发明提供一种断层图像处理方法，用于一成像系统。该方法包括接收一生物组织的至少一第一断层图像；依据至少一图像特征由各第一断层图像滤除多个区域以产生至少一第二断层图像，其中该至少一图像特征包括该至少一第一断层图像的熵、亮度或其组合；以及对一层边界表面图像进行一图像平滑处理，并依据已平滑的该层边界表面图像及该至少一第二断层图像产生一输出En-Face图像，其中该层边界表面图像由该至少一第二断层图像所取得。
文档编号A61B5/00GK103065339SQ201210230228
公开日2013年4月24日 申请日期2012年7月4日 优先权日2011年10月20日
发明者黄书伟, 杨善义, 吕志伟, 黄伟程, 邱瀚模 申请人:财团法人工业技术研究院