[发明专利]基于图像处理的鼻咽镜下腭咽闭合度的半自动检测方法

说明书

本发明公开了一种基于图像处理的鼻咽镜下腭咽闭合度半自动检测方法，该检测方法包括获取目标图像，选取基准图像并对腭咽口边界选取人工标记点，对图像帧进行预处理，预处理后的图像实现对腭咽口下边界、左右边界与上边界的分割，计算腭咽口面积和腭咽闭合度计算等步骤。本发明提供的腭咽闭合度半自动检测方法可以对鼻咽内镜获取的腭咽图像进行半自动检测，利用图像处理的方法提取和分割腭咽闭合区域，相比于现有技术，检测结果客观准确，在参考标记点的选取和水平集演化最优参数的选取上进行改进，提高目标区域的提取准确度和降低算法开销；在临床上对腭咽闭合功能的数字化评估提供可靠的参考数据，符合精准医疗的发展需求。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其是一种基于图像处理的鼻咽镜下腭咽闭合度的半自动检测方法。

背景技术

腭咽闭合功能的评估是腭裂手术效果评价的核心。对于腭裂的治疗不同于唇裂，不单纯以形态恢复为评判标准，而是以重建的腭部形态下的腭咽闭合功能为准，所以，临床上以腭咽闭合度作为效果评价的关键指标。

根据美国颅颌面协会(ACPA)建议，腭裂手术前需进行语音和腭咽功能评估，医生根据评估结果结合专业知识和临床经验判断是否需要手术。因此，临床上以腭咽闭合率作为二期手术选择的标准参考。通常腭咽闭合度的计算方法是由专业言语治疗师使用鼻咽内镜观测患者的腭咽口从静息状态到连续性发音状态下收缩关闭的最大程度的比值进行主观估算，根据估算的结果作为参考而选择不同的手术方式。

在发音时，腭咽口的运动包括软腭、两侧咽侧壁和咽后壁的整体收缩运动。其运动方向为：软腭向咽后壁方向移动，两咽侧壁向中心方向移动。若软腭与咽后壁接触，腭咽口没有空隙，则腭咽完全关闭，如若软腭不能与咽后壁接触，两咽侧壁也不能靠拢接触，腭咽口余留间隙，则视为腭咽闭合不全。

尽管鼻咽内镜为目前医疗界首选的客观测量仪器，但由于发音运动为持续性运动，腭咽口开放与关闭呈瞬时交替变化，目前现有技术中尚无可靠的客观测量软件，均以治疗医师的手工测绘为主，具有相当的主观性和不稳定性，其结果甚至会造成误差导致过度医疗。为适应精准医疗的发展需求，临床需要更准确的数字化评估技术，因此实现鼻咽镜下腭咽闭合功能的自动测量，将大大提升腭咽功能诊断的准确性和标准化。

本发明提供的方法采用基于图像处理的半自动分割，实现对腭咽口边界的提取，及腭咽闭合度的计算，为临床医生提供参考数据。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述技术问题，提供一种基于图像处理的鼻咽镜下腭咽闭合度半自动检测方法，为克服人工查看和测绘计算腭咽口闭合度误差大的缺陷，利用图像处理的方法对鼻咽内镜下的腭咽图像进行半自动的分割和提取，从而实现对腭咽闭合度的数字化准确计算和评估。

本发明采用以下技术方案：

一种基于图像处理的鼻咽镜下腭咽闭合度半自动检测方法，具体包括以下步骤：

(1)获取目标图像，由内镜主机采集录制整个检查过程的视频，人工截取被测者发音稳定状态下的视频段，提取该视频中的所有图像帧I_i(i＝1,2,3…,N)，其中I_i为第i帧图像，N为视频中包含的所有图像帧的总数；

(2)选取基准图像并对腭咽口边界选取人工标记点，根据视频段中的腭咽口运动情况，选定腭咽口静息状态的一帧图像I_n为参考基准图像，对腭咽口的边界绘制M个标记点，M 的取值为12，定义标记点集合为P_i，i为图像帧数，该集合中元素为腭咽口上下边界与左右边界标记点，其中腭咽口的上边界选取4个标记点为U_k(i)(k＝1,2,3,4)，下边界选取4个标记点为D_k(i)(k＝1,2,3,4)，左右边界各2个标记点为L_k(i)(k＝1,2)和R_k(i)(k＝1,2)；

(3)对图像帧进行预处理，，去除图像中的文字信息和黑色区域；