【摘要】：白內障超聲乳化術是治療白內障的主流手術方式。隨著顯微手術的發(fā)展,散光已成為影響術后視覺質量重要因素。超聲乳化術需要盡量減少散光對術后視力的影響,以提高手術質量。研究表明不同的切口位置會引起不同程度的術后散光,當白內障手術中的切口位置為角膜緣的最陡峭子午線方向時,可以有效減少術后角膜散光,提高患者術后視力水平。在白內障手術前,通過角膜地形圖或角膜曲率計確定角膜曲率最大子午線,并拍一張標準眼部圖像來規(guī)劃手術切口的位置。然而,在顯微鏡下做角膜切口時,醫(yī)生需要結合術前標準圖像的信息確定切口位置,而術中眼部圖像與術前標準的眼部圖像相比,存在一定的縮放變換和旋轉變換,導致已規(guī)劃的切口位置改變,該位置的準確性主要依賴于醫(yī)生的臨床經(jīng)驗。目前臨床缺乏一種方法可以準確地、實時地提供切口位置信息用于引導醫(yī)生做角膜切口。本課題采用圖像處理技術快速計算出術中的切口位置并顯示,輔助醫(yī)生快速定位切口進行角膜切口。由于角膜緣位于虹膜和鞏膜的交界處,本文采用定位虹膜外邊界的方法來確定角膜緣;通過實時檢測術中眼部圖像中眼球的旋轉角度,結合標準圖像中最陡子午線方向來確定術中圖像中最陡子午線方向;由于本課題出發(fā)點是解決臨床應用的問題,開發(fā)了白內障手術切口軟件,該軟件集成角膜緣定位和最陡子午線方向跟蹤兩部分算法,用于計算出術中的切口位置并顯示。論文的研究內容如下:(1)角膜緣的實時定位。本文采用了基于輪廓的最小包圍圓實時定位虹膜外邊界的方法實時定位角膜緣。在該方法中,將眼部圖像從RGB顏色空間轉換為HSV顏色空間,選擇V通道圖像用于后續(xù)處理,并采用中值濾波清除眼部圖像中的噪聲;在分析了眼部圖像灰度特性的基礎上,采用閾值分割方法處理V通道圖像以獲得二值圖像;提取二值圖像的輪廓,結合虹膜的大小信息清除非虹膜輪廓的輪廓;通過計算虹膜輪廓的最小包圍圓來定位虹膜外邊界,實現(xiàn)角膜緣的定位。(2)最陡子午線的實時定位。本文根據(jù)實時測量眼球旋轉的角度結合術前最陡峭子午線方向來實時定位術中眼部圖像中的最陡峭子午線方向。在該方法中,首先,選取術眼部圖像中臨近虹膜的鞏膜區(qū)域作為識別區(qū)域;通過對識別區(qū)域進行特征提取與匹配,以獲得穩(wěn)定的特征點對;通過計算特征點相對于瞳孔中心的旋轉角度,獲得圖像中眼球的旋轉角度;結合術前最陡峭子午方向,計算出術中眼部圖像中的最陡峭子午線方向。(3)白內障手術切口定位軟件的開發(fā)。基于.Net Framework利用EmguCV開發(fā)了白內障手術切口定位軟件系統(tǒng),該軟件集成實時定位角膜緣和最陡峭子午線方向兩項功能,并且將白內障手術中切口信息的數(shù)字化顯示,輔助醫(yī)生快速定位切口進行角膜切口。在本研究中,采用計算輪廓的最小包圍圓來定位虹膜的外邊緣,以實現(xiàn)角膜緣的定位,在視頻圖像測試中,該算法精確定位角膜緣的平均時間30ms左右,滿足了實時性。通過測量眼球旋轉的角度結合術前最陡峭子午線方向,獲得手術中最陡峭子午線的方向,該方法能準確地計算出術中最陡峭子午線的方向,處理一副圖像的平均時間為65ms左右,滿足實時性要求。圖像處理軟件操作界面友好,用戶可以方便地獲得手術切口位置。本課題采用圖像處理技術實時定位白內障手術中切口的位置,實現(xiàn)了手術切口信息的數(shù)字化顯示,輔助醫(yī)生快速定位切口進行角膜切口,具有潛在的臨床應用價值。
【學位授予單位】：北京工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：R779.66;TP391.41

【參考文獻】

相關期刊論文 前2條

1 朱燕萍;;白內障超聲乳化摘除聯(lián)合人工晶體植入術的護理體會[J];黑龍江醫(yī)藥;2013年04期

2 尚璐;李銳;宋信玉;;改進的Hough變換圓檢測算法[J];電子設計工程;2011年14期

本文編號：2788296