眼球突出度测量装置的制作方法

本发明属于医学图像处理，具体涉及一种眼球突出度测量装置。

背景技术：

1、眼球突出的程度对于诊断如眼眶肿瘤和创伤等眼眶疾病、甲状腺相关眼病等有着重要的参考意义，因此，准确测量眼球突出的程度对于评估相关疾病的严重程度和治疗效果至关重要。

2、目前，有多种类型的设备可以用于测量眼球突出度，其中，最为广泛使用的是hertel眼球计，它通过估计眼眶外侧边缘到垂直于额面的角膜表面得距离来代表眼球突出程度。然而，hertel眼球计已被证实在观察者间和观察者内具有较低得可重复性，因此导致其较低得可靠性。

3、为了弥补这些缺陷，一些研究者提出了基于计算机断层扫描（ct）图像的眼球突出程度测量方法，这些方法大多是依靠临床医生，手动识别出ct图像中与眼球突出度相关的结构如双眼外侧眶缘、角膜顶点等，再根据相关软件进行距离、面积等参数的测量。这些方法很大程度上依靠临床医生对相关结构、参数的人工测量，具有较大主观性，且耗时耗力，效率低下。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种眼球突出度测量装置。

2、本发明提供一种眼球突出度测量装置，所述眼球突出度测量装置包括；

3、图像获取模块，用于分别获取眼部区域的实际水平位计算机断层扫描图像和实际矢状位计算机断层扫描图像；

4、分割模块，用于将所述实际水平位计算机断层扫描图像和实际矢状位计算机断层扫描图像分别输入至预先训练的眼球区域分割模型，得到实际眼球区域分割掩膜图像，并根据所述实际眼球区域分割掩膜图像得到角膜前表面顶点坐标；其中，所述眼球区域分割模型采用眼部区域的训练水平位计算机断层扫描图像和训练矢状位计算机断层扫描图像训练得到；

5、处理模块，用于对所述实际水平位计算机断层扫描图像和实际矢状位计算机断层扫描图像分别进行处理，得到包含眼眶区域的二值化图像，并根据所述二值化图像得到所述实际水平位计算机断层扫描图像和实际矢状位计算机断层扫描图像中眼眶外缘最突点坐标；

6、计算模块，用于根据所述眼眶外缘最突点坐标和所述角膜前表面顶点坐标，计算得到眼球突出度。

7、可选地，所述眼球突出度测量装置还包括训练模块；

8、所述图像获取模块，还用于分别获取眼部区域的训练水平位计算机断层扫描图像、训练矢状位计算机断层扫描图像以及对应的训练眼球区域分割掩膜图像；

9、所述训练模块，用于分别将所述训练水平位计算机断层扫描图像和训练矢状位计算机断层扫描图像及其对应的眼球区域掩膜金标准作为输入，将模型预测的所述训练眼球区域分割掩膜图像作为输出，对所述眼球区域分割模型进行训练。

10、可选地，所述眼球区域分割模型包括水平位眼球区域分割模型和矢状位眼球区域分割模型；所述训练模块，还用于：

11、将所述训练水平位计算机断层扫描图像及其对应的眼球区域掩膜金标准作为输入，以及将模型预测的双眼眼球区域掩膜图像作为输出，训练所述水平位眼球区域分割模型；

12、将所述训练矢状位计算机断层扫描图像及其对应的眼球区域掩膜金标准作为输入，以及将模型预测的单眼眼球区域掩膜图像作为输出，训练所述矢状位眼球区域分割模型。

13、可选地，所述分割模块，还用于：

14、对所述实际眼球区域分割掩膜图像进行像素点遍历，得到所述角膜前表面顶点坐标。

15、可选地，所述实际眼球区域分割掩膜图像包括实际水平位眼球区域分割掩膜图像和实际矢状位眼球区域分割掩膜图像；所述分割模块，具体还用于：

16、将所述实际水平位分割掩膜图像按照图像坐标轴的x轴进行二等分，分别对左、右两个子图进行像素点的遍历，寻找每张子图像素点中图像坐标轴的y值最小的点，并记录该点的坐标；最后，将两张子图分别定位的角膜前表面顶点坐标按照比例还原至原图的坐标点，作为左、右两眼的角膜前表面顶点坐标；或者，

17、对所述实际矢状位眼球区域分割掩膜图像直接进行像素点的遍历，寻找白色区域的像素点中x值最小的点，并记录该点坐标，作为矢状位中角膜前表面顶点的坐标。

18、可选地，所述处理模块，具体还用于：

19、分别对所述实际水平位计算机断层扫描图像和实际矢状位计算机断层扫描图像依次进行阈值分割、形态学开运算以及消除较小连通域的图像预处理，得到包含眼眶区域的所述二值化图像。

20、可选地，所述处理模块，具体还用于：

21、分别将所述实际水平位计算机断层扫描图像和实际矢状位计算机断层扫描图像中灰度值大于阈值的像素点保留，筛除灰度值小于所述阈值的像素点，得到阈值分割后的二值化图像；

22、对所述阈值分割后的二值化图像进行先腐蚀后膨胀的形态学开运算，得到消除水印的二值化图像；

23、对所述消除水印的二值化图像先进行轮廓寻找，随后计算每个轮廓的面积，将面积小于预设值的连通域进行删除，最后得到包含眼眶区域的所述二值化图像。

24、可选地，所述处理模块，具体还用于：

25、对于所述实际水平位计算机断层扫描图像，将所述包含眼眶区域的二值化图像按照x轴平分为左、中、右三个子图，分别对左、右两个子图进行像素点的遍历，寻找白色区域像素点中y值最小的点，依次记录其坐标，最后将坐标还原至原图对应的坐标，即可得到水平位计算机断层扫描图像中双眼外侧眶缘的最突点坐标；以及，

26、对于所述实际矢状位计算机断层扫描图像，将所述包含眼眶区域的二值化图像按照y轴平分为上、下两个子图，分别对上、下两个子图进行像素点的遍历，寻找白色区域像素点中x值最小的点，记录该点坐标，最后将坐标还原至原图对应的坐标，即可得到矢状位计算机断层扫描图像中上下眶缘的最突点坐标。

27、可选地，所述计算模块，还用于：

28、根据所述眼眶外缘最突点坐标，分别得到所述实际水平位计算机断层扫描图像中双眼外侧眶缘最突点连线以及实际矢状位计算机断层扫描图像中上下眶缘最突点连线的直线方程；

29、在所述实际水平位计算机断层扫描图像和实际矢状位计算机断层扫描图像中分别计算所述角膜前表面顶点坐标至眼眶外缘最突点连线的垂线距离，以分别得到所述水平位突出度和矢状位突出度。

30、可选地，所述眼球区域分割模型为基于u-net的深度学习神经网络模型。

31、本发明实施例的眼球突出度测量装置，能够分别在水平位计算机断层扫描图像以及矢状位计算机断层扫描图像中自动分割出眼球及眼眶区域，实现角膜前表面顶点、眼眶外缘最突点的定位，并根据所述眼眶外缘最突点坐标和所述角膜前表面顶点坐标，计算得到眼球突出度，辅助临床医生对于引起眼球突出或凹陷的相关眼眶病的诊断。

技术特征：

1.一种眼球突出度测量装置，其特征在于，所述眼球突出度测量装置包括；

2.根据权利要求1所述的眼球突出度测量装置，其特征在于，所述眼球突出度测量装置还包括训练模块；

3.根据权利要求2所述的眼球突出度测量装置，其特征在于，所述眼球区域分割模型包括水平位眼球区域分割模型和矢状位眼球区域分割模型；所述训练模块，还用于：

4.根据权利要求1至3任一项所述的眼球突出度测量装置，其特征在于，所述分割模块，还用于：

5.根据权利要求4所述的眼球突出度测量装置，其特征在于，所述实际眼球区域分割掩膜图像包括实际水平位眼球区域分割掩膜图像和实际矢状位眼球区域分割掩膜图像；所述分割模块，具体还用于：

6.根据权利要求1至3任一项所述的眼球突出度测量装置，其特征在于，所述处理模块，具体还用于：

7.根据权利要求6所述的眼球突出度测量装置，其特征在于，所述处理模块，具体还用于：

8.根据权利要求1至3任一项所述的眼球突出度测量装置，其特征在于，所述处理模块，具体还用于：

9.根据权利要求1至3任一项所述的眼球突出度测量装置，其特征在于，所述计算模块，还用于：

10.根据权利要求1至3任一项所述的眼球突出度测量装置，其特征在于，所述眼球区域分割模型为基于u-net的深度学习神经网络模型。

技术总结
本发明实施例提供一种眼球突出度测量装置，包括图像获取模块，用于分别获取眼部区域的实际水平位计算机断层扫描图像和实际矢状位计算机断层扫描图像；分割模块，用于将实际水平位计算机断层扫描图像和实际矢状位计算机断层扫描图像分别输入至预先训练的眼球区域分割模型，得到实际眼球区域分割掩膜图像，并根据实际眼球区域分割掩膜图像得到角膜前表面顶点坐标；处理模块，用于对实际水平位计算机断层扫描图像和实际矢状位计算机断层扫描图像分别进行处理，得到包含眼眶区域的二值化图像，并根据其得到眼眶外缘最突点坐标；计算模块，用于根据眼眶外缘最突点坐标和角膜前表面顶点坐标，计算得到眼球突出度，能够准确计算得到眼球突出度。

技术研发人员：杨卫华,张颖淮,洪向前,周永进,刘桂琴,饶晶
受保护的技术使用者：深圳市眼科医院（深圳市眼病防治研究所）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15