[发明专利]结膜杯状细胞成像的图像融合方法及装置

说明书

本公开描述一种结膜杯状细胞成像的图像融合方法及装置，该方法包括接收对应聚焦平面集的多张初始图像，基于被测者的眼结膜的深度确定目标变焦范围，控制聚焦平面移动以获得与目标变焦范围相关的聚焦平面集；对多张初始图像进行预处理以获取多张目标图像；对多张目标图像进行配准以获取多张对齐图像；基于多张对齐图像中相同坐标的像素点获得多个像素序列；基于多方向的梯度信息确定各个像素点的聚焦效果评价值；基于各个像素点的聚焦效果评价值从各个像素序列中筛选像素点作为目标像素点；并且基于多个像素序列对应的多个目标像素点获取全焦细胞图像。由此，能够对眼结膜区域中大部分区域的结膜杯状细胞进行非接触式性成像。

技术领域

本公开涉及生物医学工程产业领域，具体涉及一种结膜杯状细胞成像的图像融合方法及装置。

背景技术

结膜杯状细胞(Conjunctival Goblet Cells，CGC)是位于眼部的上皮细胞，可以在眼表分泌粘蛋白以对眼球进行保护。对结膜杯状细胞进行检查可以用于判断眼表的内环境的稳定性，对干眼及各种眼表并发症的监控具有重要意义。由于结膜杯状细胞一般呈曲面分布于眼结膜区域，且结膜杯状细胞的分布形态一般相对不规则，因此对结膜杯状细胞进行在体成像一般是比较困难的。

目前眼科临床检查中，常用的CGC检查方法有结膜印迹细胞和反射共聚焦显微镜。结膜印迹细胞通过滤纸对包括CGC在内的结膜表面细胞进行提取，提取的细胞经染色镜检分析得出CGC密度等参数；反射共聚焦显微镜是一种基于光反射的成像方法，与结膜其他上皮细胞相比，反射共聚焦显微镜可以使CGC可视化为超反射的大圆细胞，有潜力作为CGC检查方法。

然而，对于位于曲面且分布不规则的结膜杯状细胞，结膜印迹细胞对眼表细胞检查和生物标志物的研究很有效，但接触式性的检查方式会引起一些患者的不适和刺激。反射共聚焦显微镜获得的图像中，成像视野较小，通常只有几百微米，每次只能捕捉到一小部分的眼结膜区域。因此，需要一种能够对眼结膜区域中大部分区域的结膜杯状细胞进行非接触式性成像的方法。

发明内容

本公开是有鉴于上述现有技术的状况而提出的，其目的在于提供一种能够对眼结膜区域中大部分区域的结膜杯状细胞进行非接触式性成像的图像融合方法及装置。

为此，本公开第一方面提供一种结膜杯状细胞成像的图像融合方法，用于对由焦距可调的成像装置获取的位于被测者的眼结膜区域的结膜杯状细胞的细胞图像进行融合，所述图像融合方法包括：接收与聚焦平面集对应的多张初始图像，其中，基于被测者的眼结膜区域的深度确定目标变焦范围，由所述成像装置控制聚焦平面移动以获得与所述目标变焦范围相关的所述聚焦平面集，所述聚焦平面集包括多个不同的聚焦平面，所述初始图像为所述细胞图像；对所述多张初始图像进行预处理以获取多张目标图像；对所述多张目标图像进行图像配准以获取多张对齐图像，所述多张对齐图像中的相同位置的像素点对应同一空间位置；基于所述多张对齐图像中相同坐标的像素点获得多个像素序列；基于多方向的梯度信息确定各个像素序列中的各个像素点的聚焦效果评价值；基于各个像素点的聚焦效果评价值从各个像素序列中筛选像素点作为各个像素序列对应的目标像素点；并且基于所述多个像素序列对应的多个所述目标像素点获取全焦细胞图像。

在本公开中，获取多个不同的聚焦平面对应的多张初始图像，对多张初始图像进行预处理和图像配准后获得多张对齐图像，基于像素级别的聚焦判断以获取多张对齐图像中单像素的最佳聚焦点，进而基于多个最佳聚焦点获取全焦细胞图像。在这种情况下，基于多个不同的聚焦平面对应的多张初始图像进行融合，能够使全焦细胞图像具有眼结膜区域不同深度处的结膜杯状细胞的清晰成像。另外，像素级别的融合能够较精确地适配呈曲面分布且形态不规则的结膜杯状细胞的成像，进而使全焦细胞图像中的细胞的细节质量更佳。另外，基于多方向的梯度信息确定最佳聚焦点，能够提取不同方向的梯度评价，且灵敏性和稳定性较好。