本发明涉及光学相干断层扫描,尤其涉及毛细血管血流速度测量,特别涉及一种扫描速度自适应控制方法、一种扫描速度自适应控制装置、一种毛细血管血流速度测量方法、一种毛细血管血流速度测量装置、一种计算机设备、一种计算机可读存储介质及一种计算机程序产品。
背景技术:
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术,并不必然构成现有技术。
2、毛细血管的血流速度的检测,无论是对于血管疾病的早期诊断、治疗方案的确定、疗效的评估,还是对人体器官的生理、病理研究都具有十分重要的意义。例如,新生血管性青光眼(nvg),此种疾病一般是指患者的眼中虹膜上存在着新生血管,视网膜缺氧和毛细血管无灌注是虹膜新生血管形成的根源,因此,对毛细血管血流速度进行测量具有极其重要的意义。
3、发明人在研究中发现,毛细血管中红细胞具备单一排队流通的特性,通过octa设备扫描到血浆和红细胞分别会出现亮或暗的特性,将毛细血管内红细胞单一流动出现的明暗变化依照时间排列,可以形成明暗编码图像,在同一根无分叉的血管上,按照一定距离取两个采样点进行扫描,可以获得相关性较高但有时间延迟的编码图像,根据明暗变化的编码图像,可实现毛细血管血流速度的测量;明暗编码图像的清晰度和信噪比都受到扫描速度的影响,其中信噪比是衡量图像质量的标准,信噪比越高,图像越清晰,只有当图像的清晰度大于某一阈值时,才能进行相关性分析以获得所需的互相关系数,进而判断是否为同一根无分叉的毛细血管,并计算其流速;当扫描速度过低时,图像中将无法清晰观察到明暗编码现象,且图像的信噪比会降低;而当扫描速度过高时,图像的信噪比也会下降。
4、在获取octa影像的方案中,当前的做法是通过人工选择固定的oct扫描速度进行图像对比,然后根据图像质量来判断是否需要增加扫描速度,然而,这种方法显著增加了测试时间,需要反复测试才能找到优化参数,并且存在一定的误差,无法得到最优的毛细血管明暗编码图像,增大准确计算互相关系数的难度,导致判断无分叉的毛细血管的准确率下降,最终导致血流流速的测量精度较差的结果。
技术实现思路
1、为了解决现有技术的不足,本发明提供了一种扫描速度自适应控制方法、血流速度测量方法及测试装置,自适应的得到最优扫描速度,进而得到计算互相关系数所用的最优明暗编码图像,提高了毛细血管血流速度的测量精度。
2、为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
3、第一方面,本发明提供了一种扫描速度自适应控制方法。
4、一种扫描速度自适应控制方法,包括以下过程:
5、获取当前扫描速度下的毛细血管明暗编码图像的清晰度和信噪比;
6、在当前扫描速度的基础上增大扫描速度,当增大扫描速度后的清晰度小于清晰度阈值时,进入降低扫描速度的控制;否则,不断增加扫描速度,直至清晰度大于或等于清晰度阈值,且信噪比不再随扫描速度的增大而增大,得到此时对应的扫描速度,并进入降低扫描速度的控制;
7、降低扫描速度的控制中,如果降低扫描速度后清晰度小于清晰度阈值,则直接以降低之前的扫描速度为最优扫描速度;否则,不断降低扫描速度,直至清晰度大于或等于清晰度阈值,且信噪比不再随扫描速度的减小而增加,以此时对应的扫描速度为最优扫描速度。
8、作为本发明第一方面进一步的限定,不断增加扫描速度,直至清晰度大于或等于清晰度阈值,包括:
9、以当前扫描速度v1进行扫描,获取v1速度下的毛细血管明暗编码图像的信噪比为第一信噪比l1,清晰度q1,增大扫描速度为v2,获取v2速度下的毛细血管明暗编码图像的第二信噪比l2,第二清晰度q2,当第二清晰度q2小于清晰度阈值时,将增大后的第二扫描速度v2的值赋值为第一扫描速度v1,将第二清晰度q2的值赋值给第一清晰度q1,将第二信噪比l2的值赋值给第一信噪比l1;
10、在更新后的第一扫描速度v1的基础上再次增加扫描速度,获得增加扫描速度后的新的第二清晰度q2和第二信噪比l2,循环上述过程,直至最新的第二清晰度q2的值大于或等于清晰度阈值。
11、作为本发明第一方面进一步的限定,信噪比不再随扫描速度的增大而增大,包括:
12、当第二清晰度q2大于或等于清晰度阈值,但第二信噪比l2大于第一信噪比l1时,将第二扫描速度v2的值赋值为第一扫描速度v1,将第二清晰度q2的值赋值给第一清晰度q1,将第二信噪比l2的值赋值给第一信噪比l1;
13、在最新的第一扫描速度v1的基础上再次增加扫描速度,获得增加扫描速度后的第二清晰度q2和第二信噪比l2,循环上述过程,直至最新的第二信噪比l2的值小于最新的第一信噪比l1的值,得到此时对应的扫描速度,并进入降低扫描速度的控制。
14、作为本发明第一方面进一步的限定,如果降低扫描速度后清晰度小于清晰度阈值,则直接以降低之前的扫描速度为最优扫描速度,包括:
15、在最新的第一扫描速度v1的基础上降低扫描速度至第三扫描速度v3,获取第三扫描速度下的第三清晰度q3,当第三清晰度q3小于清晰度阈值时,以最新的第一扫描速度v1的值为最优的oct扫描速度。
16、作为本发明第一方面进一步的限定,不断降低扫描速度,直至清晰度大于或等于清晰度阈值,且信噪比不再随扫描速度的减小而增加,包括:
17、当第三清晰度q3大于或等于清晰度阈值,但第三扫描速度v3下的第三信噪比l3的值大于当前的第一信噪比l1的值时,将第三扫描速度v3的值赋值给第一扫描速度v1,将第三清晰度的值赋值给第一清晰度q1,将第三信噪比的值赋值给第一信噪比l1;
18、在新的第一扫描速度v1的基础上再次降低扫描速度,获得新扫描速度下的第三清晰度q3和第三信噪比l3的值,循环上述过程,直至最新的第三信噪比l3的值小于或等于最新的第一信噪比l1的值,以此时最新的第一扫描速度v1的值为最优的扫描速度。
19、第二方面,本发明提供了一种扫描速度自适应控制装置。
20、一种扫描速度自适应控制装置,包括:
21、数据获取单元,被配置为:获取当前扫描速度下的毛细血管明暗编码图像的清晰度和信噪比;
22、速度增加控制单元,被配置为:在当前扫描速度的基础上增大扫描速度,当增大扫描速度后的清晰度小于清晰度阈值时,进入降低扫描速度的控制;否则,不断增加扫描速度,直至清晰度大于或等于清晰度阈值,且信噪比不再随扫描速度的增大而增大,得到此时对应的扫描速度,并进入降低扫描速度的控制;
23、速度减小控制单元,被配置为:降低扫描速度的控制中,如果降低扫描速度后清晰度小于清晰度阈值,则直接以降低之前的扫描速度为最优扫描速度;否则,不断降低扫描速度,直至清晰度大于或等于清晰度阈值,且信噪比不再随扫描速度的减小而增加,以此时对应的扫描速度为最优扫描速度。
24、作为本发明第二方面进一步的限定,速度增加控制单元中,不断增加扫描速度,直至清晰度大于或等于清晰度阈值,包括:
25、以当前扫描速度v1进行扫描,获取v1速度下的毛细血管明暗编码图像的信噪比为第一信噪比l1,清晰度q1,增大扫描速度为v2,获取v2速度下的毛细血管明暗编码图像的第二信噪比l2,第二清晰度q2,当第二清晰度q2小于清晰度阈值时,将增大后的第二扫描速度v2的值赋值为第一扫描速度v1,将第二清晰度q2的值赋值给第一清晰度q1,将第二信噪比l2的值赋值给第一信噪比l1;
26、在更新后的第一扫描速度v1的基础上再次增加扫描速度,获得增加扫描速度后的新的第二清晰度q2和第二信噪比l2,循环上述过程,直至最新的第二清晰度q2的只大于或等于清晰度阈值。
27、作为本发明第二方面进一步的限定,速度增加控制单元中,信噪比不再随扫描速度的增大而增大,包括:
28、当第二清晰度q2大于或等于清晰度阈值,但第二信噪比l2大于第一信噪比l1时,将第二扫描速度v2的值赋值为第一扫描速度v1,将第二清晰度q2的值赋值给第一清晰度q1,将第二信噪比l2的值赋值给第一信噪比l1;
29、在最新的第一扫描速度v1的基础上再次增加扫描速度,获得增加扫描速度后的第二清晰度q2和第二信噪比l2,循环上述过程,直至最新的第二信噪比l2的值小于最新的第一信噪比l1的值,得到此时对应的扫描速度,并进入降低扫描速度的控制。
30、作为本发明第二方面进一步的限定,速度减小控制单元中,如果降低扫描速度后清晰度小于清晰度阈值,则直接以降低之前的扫描速度为最优扫描速度,包括:
31、在最新的第一扫描速度v1的基础上降低扫描速度至第三扫描速度v3,获取第三扫描速度下的第三清晰度q3,当第三清晰度q3小于清晰度阈值时,以最新的第一扫描速度v1的值为最优的oct扫描速度。
32、作为本发明第二方面进一步的限定,速度减小控制单元中,不断降低扫描速度,直至清晰度大于或等于清晰度阈值,且信噪比不再随扫描速度的减小而增加,包括:
33、当第三清晰度q3大于或等于清晰度阈值,但第三扫描速度v3下的第三信噪比l3的值大于当前的第一信噪比l1的值时,将第三扫描速度v3的值赋值给第一扫描速度v1,将第三清晰度的值赋值给第一清晰度q1,将第三信噪比的值赋值给第一信噪比l1;
34、在新的第一扫描速度v1的基础上再次降低扫描速度,获得新扫描速度下的第三清晰度q3和第三信噪比l3的值,循环上述过程,直至最新的第三信噪比l3的值小于或等于最新的第一信噪比l1的值,以此时最新的第一扫描速度v1的值为最优的扫描速度。
35、第三方面,本发明提供了一种毛细血管血流速度测量方法。
36、一种毛细血管血流速度测量方法,包括以下过程:
37、获取最优扫描速度下的octa图像,对octa图像上的毛细血管的多个位置进行扫描,每个位置对应不同时刻的多个扫描图像,其中,最优的oct扫描速度采用本发明第一方面所述的方法生成;
38、提取每个位置的多个扫描图像上同一无分叉毛细血管的图像并按照时间排列,分别得到各个位置毛细血管血流明暗变化的编码图像;
39、获取任意两个位置之间毛细血管的长度,对此两个位置的编码图像互相关分析,得到满足设定相似度的偏移位置,根据偏移位置计算滞后时间,根据任意两个位置之间毛细血管的长度以及滞后时间得到此段毛细血管的血流流速。
40、第四方面,本发明提供了一种毛细血管血流速度测量装置。
41、一种毛细血管血流速度测量装置,包括:
42、扫描图像获取单元,被配置为:获取最优扫描速度下的octa图像,对octa图像上的毛细血管的多个位置进行扫描,每个位置对应不同时刻的多个扫描图像,其中,最优的oct扫描速度采用本发明第一方面所述的方法生成;
43、编码图像生成单元,被配置为:提取每个位置的多个扫描图像上同一无分叉毛细血管的图像并按照时间排列,分别得到各个位置毛细血管血流明暗变化的编码图像;
44、血流速度测量单元,被配置为:获取任意两个位置之间毛细血管的长度,对此两个位置的编码图像互相关分析,得到满足设定相似度的偏移位置,根据偏移位置计算滞后时间,根据任意两个位置之间毛细血管的长度以及滞后时间得到此段毛细血管的血流流速。
45、第五方面,本发明提供了一种计算机设备,包括:处理器和计算机可读存储介质;
46、处理器,适于执行计算机程序;
47、计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,实现如本发明第一方面所述的扫描速度自适应控制方法;或者实现本发明第三方面所述的毛细血管血流速度测量方法。
48、第六方面,本发明提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序适于被处理器加载并执行如本发明第一方面所述的扫描速度自适应控制方法;或者实现本发明第三方面所述的毛细血管血流速度测量方法。
49、第七方面,本发明提供了一种计算机程序产品,所述计算机程序产品包括计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,实现如本发明第一方面所述的扫描速度自适应控制方法;或者本发明第三方面所述的毛细血管血流速度测量方法。
50、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
51、1、本发明创新性的提出了一种扫描速度自适应控制方法,通过自适应得到的最优扫描速度,可以获得在清晰的明暗编码条件下具有最高信噪比的图像对应的扫描速度,进而得到计算互相关系数所用的最优明暗编码图像,提高了毛细血管血流速度的测量精度,在满足实验所需的明暗编码清晰度的前提下,尽可能提高了图像质量。
52、2、本发明采用最优的扫描速度,将毛细血管内红细胞单一流动出现的明暗变化形成最佳的编码图像,基于相关性分析和明暗变化获取滞后时间,结合扫描位置之间的距离计算血流流速,实现了非侵入的毛细血管血流流速测量,提高了毛细血管血流速度测量的精度和效率。
53、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
1.一种扫描速度自适应控制方法,其特征在于,包括以下过程:
2.如权利要求1所述的扫描速度自适应控制方法,其特征在于,
3.如权利要求2所述的扫描速度自适应控制方法,其特征在于,
4.如权利要求1-3任一项所述的扫描速度自适应控制方法,其特征在于,
5.如权利要求4所述的扫描速度自适应控制方法,其特征在于,
6.一种扫描速度自适应控制装置,其特征在于,包括:
7.如权利要求6所述的扫描速度自适应控制装置,其特征在于,
8.一种毛细血管血流速度测量方法,其特征在于,包括以下过程:
9.一种毛细血管血流速度测量装置,其特征在于,包括:
10.一种计算机设备,其特征在于,包括:处理器和计算机可读存储介质;
11.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序适于被处理器加载并执行如权利要求1-5任一项所述的扫描速度自适应控制方法;或者实现权利要求8所述的毛细血管血流速度测量方法。
12.一种计算机程序产品,其特征在于,所述计算机程序产品包括计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,实现如权利要求1-5任一项所述的扫描速度自适应控制方法;或者实现权利要求8所述的毛细血管血流速度测量方法。
