老年黄斑变性频域光学相干断层图像分割研究

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1、老年黄斑变性频域光学相干断层图像分割研宄张天;it胡庆茂王晓刚圳先进技术学院人机智能协同系统重点实验室dj!1!b=眼科医院摘要：提出了一种分割老年黄斑变性视网膜频域光学相干断层图像的方法.该方法通过如下技术在保持高精度的同时减少计算时间：首先采用费舍尔判别分析方法对视网膜各层分界而进行粗分割，其次采用曲率计算方法对玻璃膜疣进行检测，最后使用卡尔曼滤波优化分割效果.该方法对20卷体数据中220幅老年黄斑变性图像的三层分界面进行分割验证，在平均绝对误差小于3.29pm的同时，每幅平均处理时间小于42ms.与代表

2、当前最好水平的文献相比，本文所提出的算法能在保持精度的棊础上将处理时间缩短40倍，因而能更好地适应于临床需求.关键词：光学相干断层扫描;卡尔曼滤波;判别分析;眼科学;图像分析;作者简介：张天桥(1975-),男，湖南浏阳人，中国科学院深圳先进技术研究院工程师，博士研究生作者简介：胡庆茂，E-mail:qm.hu@sia.t.a.c.cn收稿日期：2017-02-27基金：W家自然科学基金资助项目(61671440,61672510)SegmentationofAge-relatedMacularDegener

3、ationPathologyfromSpectral-domainOpticalCoherenceTomographyZHANGTianqiaoHUQingmaoWANGXiaogangShenzhenInstitutesofAdvancedTechnology,ChineseAcademyofSciences;ShanxiEyeHospital;Abstract：Anapproachtosegmentocularopticalcoherencetomographyimageswithage-relatedm

4、aculardegenerationwasdeveloped.Themainadvantageistodecreasecomputationalloadswhilemaintaininghighaccuracythroughthefollowingtechniques:Eisher，sdiscriminantanalysisforinitiallocationoflayerinterfaces,curvaturecalculationfordrusendetection，andrefininginterfac

5、esusingKalmanfi1ters.Validationon220imagesof20volumesshowsthatthreelayerinterfacesineachimagecanbesegmentedwithin42millisecondswithanaverageabsoluteerroroflayerinterfacebelow3.29um.Comparedwithastate-of-the-artmethod,theproposedmethodis40timesfasterandmaint

6、ainssimilarorsignificantlybetteraccuracy,whichisbettersuitedforclinicalusage.Keyword：opticalcoherencetomography;Kalmanfilters;discriminantanalysis;ophthalmology;imageanalysis;Received：2017-02-27在发达国家65岁以上老年人中，老年黄斑变性（AMD）是导致视力丧失的主要原因医生们以前是通过彩色眼底相机（CFP）对玻璃膜疣定

7、量分析来诊断AMD痫变［3-7］，而后来出现的光学相干断层扫描（0CT）,由于具有能进行活体检测、非侵入、非接触、高分辨率和横断面成像等特性在临床眼科学，尤其是视网膜［11-12］和角膜［13-14］的诊断上有了广泛的应用.OCT与CFP的主要区别在于前者能够获取深度方向的断层图像，而后者因为无法获取深度方向信息，只能生成二维平面图像.近年出现的频域OCT（SD-OCT）比传统时域0CT（TD-0CT）具备更快的速度和更高的分辨率，显著减少了由于患者眼动等运动造成的伪影，因而更有助于眼部疾病的早期预后和诊断［

8、15-16］.Ahlers等人［17］提出了对新生血管AMDOCT图像进行分割的方法;文献［18-23］对AMD病变SD-OCT图像提出了原理性的分割方法，但没有量化分析的实验结果;Chiu等人［24］通过拓展图论和动态规划桐架［25］,在具冇玻璃膜疣和地图样萎缩（GA）的SD-OCT图像屮分割出界膜层（ILM）、视网膜色素上皮脉络膜复合物层（KPEDC）和外布鲁赫层（OBM）;Chen等人［26_