[发明专利]一种用于检测视盘出血的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在非立体视网膜眼底图像中检测视盘出血的方法及系统，该方法和系统可辅助检测青光眼。

背景技术

青光眼是一种慢性的眼睛状态，在此状态中，连接大脑和眼睛的神经(即视神经)被日益破坏。早期青光眼患者没有视觉症状，但轻微进展的青光眼患者就可能会主诉“隧道视野”(即只能看到中心视野)，这是由于疾病的进展导致边缘视觉的损失。晚期青光眼患者在后期甚至完全失明。

在新加坡已经有两项针对青光眼的大规模调查(丹戎巴葛研究和新加坡马来眼科研究)[1，2]。这些调查表明，新加坡成年人(40岁及以上)中青光眼的患病率为3-4％，超过90％的患者不知道他们患青光眼[1，2]。

在世界范围内，青光眼是导致失明的第二位原因。到2010年，预计有6千万人将罹患青光眼[3]。此外，5.2百万例失明病例与青光眼有关(占全球失明总负担的15％)[4]。这个问题在亚洲更为明显，因为亚洲人大约占了全世界青光眼病例的一半[3]。此外，由于青光眼是一种老化的状态，由于受人口老龄化的影响，在新加坡和亚洲会有更大比例的人群罹患青光眼。

早期发现青光眼对于预防失明是至关重要的，因为青光眼是无法治愈的，而青光眼的治疗能够阻止其进展。然而，在整个人口中例行筛查青光眼是不符合成本效益的，并且受到目前检测方法敏感性差的限制。但是青光眼的筛查可能适用于高危人群，如青光眼患者的一级亲属，65岁及以上的老年人和中国老年妇女(其存在闭角型青光眼的患病风险)。

目前，在新加坡还没有系统的方法来检测和管理早期青光眼。青光眼患者往往不知道他们已经患病，并且因此，这些患者通常只有当已出现严重的视力丧失时才去看眼科医生。不幸的是，这个阶段的治疗限于手术，费用昂贵且需要技术熟练的人员，并无法恢复视力。

目前可用于检测青光眼的方法包括：(1)评估升高的眼内压(IOP)，(2)评估异常视野和(3)评估受损的视神经。方法(1)中眼内压的检测既不是特异，也不灵敏，不足以作为一种有效的筛检工具，而方法(2)中的视野测试需要特殊的设备，这些设备只有如新加坡国家眼科中心，国立大学医院等三级医院才有。尽管检测视神经受损的方法(方法(3))更有希望并且优于检测眼内压的方法(方法(2))和视野测试的方法(方法(3))，视神经评估通常由训练有素的专家(眼科医生)来进行，而且这样的评估可能是主观的。视神经评估也可以使用专门设备如HRT(海德堡视网膜断层扫描仪)来实现。然而，受所包括的成本的限制，这种专门设备的可用性是非常有限的，另外一个原因通常是缺少这种专门设备的训练有素的操作员。

目前可用于检测青光眼的方法也包括如下：

ARGALI(青光眼杯盘比自动测量系统)系统是先前开发的用于检测青光眼的系统。在该系统中，使用杯盘比自动测量视神经的损害量。ARGALI系统通过分析整个视网膜图像的像素梯度强度值，使用以轮廓为基础的方法，从视网膜图像确定视杯和视盘。少数情况下梯度值是渐进的，在识别正确视杯中可能会发生困难。

先前也开发了用于青光眼检测的基于扭结(Kink-based)的分析方法。在基于扭结的分析方法中，血管结构分析被用来确定视盘内视杯的位置。超出视杯/盘边界的视网膜血管弯曲，也被称为扭结，用于确定视杯的物理位置。虽然这种方法不依赖彩色或苍白，但正确识别扭结仍然存在挑战，在一些视网膜图像中不存在扭结时出现的挑战也存在。

先前还开发了一种基于颜色强度的方法用于青光眼检测[8]，在该方法中具有辨识力的基于颜色的分析被用来从视网膜图像中确定视杯和视盘的位置。在视网膜图像上进行颜色直方图分析，以确定视杯和视盘之间的阈值临界，关于视网膜图像的不同特征的像素强度进行统计分析以确定视盘的位置。然而，从基于颜色强度的方法得到结果的准确性与临床真实情况之间比较并未被评估。

使用立体照片的信息来确定视杯和视盘的方法也已被开发[9，10]，虽然从这些方法得到的一些结果似乎是有希望的，这些方法的缺点是立体摄影(与ARGALI和扭结方法中使用的单眼摄影相反)需要特定的硬件以及专门的培训。这可能令使用立体摄影的青光眼检测方法不适合大规模筛查。

发明内容

本发明目的在于提供一个新的且有用的用于自动检测青光眼的方法及系统。

总体而言，本发明提出，医学得出的标示(landmark)，如视盘出血，会自动从单眼的图像中得出，用于在检测青光眼中使用。在一些实施方式中，这项技术被集成到使用其他技术检测青光眼的方法和系统中，以提高青光眼检测的准确性。