重要眼病基于计算机辅助图像分析诊断技术研究

发布时间：2021-12-09 16:50

　　目的:眼底疾病可导致视力下降,是致盲的首要原因。传统的眼底疾病早期筛查方法是眼底成像术与医生主观分析相结合,这无法满足当前大数据和精准医学的需求。计算机辅助诊断（CADx）充分利用高速运算和海量存储的能力,嵌入专门的图像处理和人工智能技术,来辅助眼科医生进行临床诊断。眼底疾病CADx系统结合图像增强和深度学习技术,有望实现眼底疾病的智能诊断。方法:通过研发的便携式眼底照相进行眼底数据采集,比较便携式眼底照相与传统桌面式眼底照相的成像质量。基于人眼视觉系统建立眼底图像质量评价系统,筛选出屈光介质混浊造成的失真眼底图像。建立基于视觉模糊度的屈光介质浑浊眼底图像增强系统,辅助医生诊断眼底疾病。建立青光眼眼底照相数据库,构建基于深度学习的青光眼CADx系统,通过CADx系统的灵敏度和特异性,验证算法应用在临床中的可行性。结果:新型便携式眼底照相机可以在非散瞳情况下拍摄出和桌面式眼底照相相同质量的具有临床诊断价值的眼底图像。针对亮度和颜色失真、模糊失真以及对比度失真这三个方面来综合评价眼底图像的质量,三种失真的支持向量机分类器的曲线下面积（AUC）分别为93.10%,93.14%和87.83%。... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：127 页

【学位级别】：博士

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图２－１全球糖尿病流行病学调查数据??

机诞生于１９世纪，它使用彩色胶片可拍摄约１０°的视网膜范围［２８］。近年来，电??子照明控制，非散瞳成像系统和高分辨率数字图像捕获技术的研究进展增强了??眼底疾病筛查的能力［２９］。然而，传统眼底照像（图２－２）的一个不足之处是其体??积较大和移动不便，在住院患者中使用不便。随着远程医疗的进步，特别是通??过便携式设备将会解决以上不足，而且能使医生能够及时查阅眼底图像［３０］。??Ｌａｍｉｒｅ丨等人认为便携式眼底照相可以补强眼科急诊的诊疗［３１］。Ｍａｒｔｈａ等人通??过智能手机眼底照相进行的眼底检查使医疗资源分布不均匀的地区也能得到适??当的眼部护理［９］。不过这些便携式设备与桌面式的眼底照相机相比，操作的稳??定性不够，图像质量存在一定的偏差。??＾??图２－２传统的桌面式眼底照相机??便携式眼底相机的新技术降低了眼底疾病筛查的成本，特别是在眼科医生??资源短缺和检查设备有限的地区。我们合作研发了?一种新型的手持式非散瞳眼??底照相机，并将其拍摄效果与桌面式眼底相机进行对比，考证其在临床应用和??远程医疗中的可行性。??８??

２．２材料和方法??２．２．１便携式眼底照相机的设计??Ｈ??图２－３便携式眼底相机设计原型：（１）光学附件外壳（２）具有ＣＭＯＳ传感器的??ＬＣＤ显示屏（３）可以在组件１上固定的眼罩??便携式眼底照相机的设计是基于间接眼底镜的原理。我们基于这种成像原??理设计了一种便携式光学系统，该系统由两部分模块组成：光学附件，其集成??了产生眼底图像所必需的所有光学部件（图２－３，组件１?）和３．５英寸彩色ＴＦＴ－ＬＣＤ??触摸屏，具有高分辨率的ＣＭＯＳ传感器，可以采集和存储眼底图像（图２－３，组??件２）。??Ｍ＇ｊ－ｍ???ｍｙ?ｃ??图２＊４?（Ａ）便携式眼底照相的光路：（１）人眼（２）前物镜（３）可见光发光??ＬＥＤ单元和闪光灯（４）聚光镜（５）微距镜头光学成像系统可以拍摄６０度视??角范围的视网膜，通过ＣＭＯＳ传感器传输到ＬＣＤ显示屏（Ｂ）非散瞳便携式眼??底照相机用于眼底疾病筛查的操作方法??


本文编号：3530961