23、光学相干断层扫描中的图像分析方法

光学相干断层扫描中的图像分析方法

1. 引言

光学相干断层扫描（OCT）是一种新型成像技术，它采用非侵入、非接触的光学方法，基于部分相干光的干涉原理，能够获取人眼活体的断层图像。OCT 可用于描绘眼部疾病导致的结构变化、绘制视网膜厚度图，以及分析视神经鞘和神经纤维层。自 1995 年 A.F. Frechera 开始测量眼内距离以来，OCT 技术不断发展。在 2002 - 2004 年期间，眼部成像的质量和速度有了显著提升，特别是在 2003 年实现了线性成像，2004 年实现了高分辨率快速成像。

在工作中，从 SOCT Copernicus 光学断层扫描仪获取了近 1000 张输入图像 LGRAY，其参数如下：光源波长 840nm，光谱宽度 50nm，纵向关键分辨率 6μm，横向分辨率 12 - 18μm，断层扫描窗口 2mm，测量速度为每秒 25000 次 k 轴扫描，最大扫描宽度 10mm，k 轴上每个 n 轴的最大点扫描数为 10500，图像以分辨率 M×N×K = 740×800×50 的灰度级记录，每个像素为 8 位。

接下来将探讨自动确定图像中可见层边界的分析和处理方法，如视网膜色素上皮（RPE）、外丛状层（OPL）、光感受器内外段边界（IS/OS）等。这些分析针对已存档的图像序列，不考虑干预 OCT 设备以提高亮度范围，且每个图像独立分析。用于算法分析的图像可从任何能提供最小分辨率为 300×400 像素 2D 图像的 OCT 设备获取。对 RPE、IS/OS、神经纤维层（NFL）或 OPL 等各层进行厚度分析，是为了进行定量评估，如疾病进展或治疗效果评估。

以下将讨论四种分析可见层的方法：
- 改进的主动轮廓法（ACM）：基于从图像