專利名稱：斷層圖像處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)同調(diào)斷層掃描系統(tǒng)，特別涉及在光學(xué)同調(diào)斷層掃描系統(tǒng)中所使用的斷層圖像處理方法。
背景技術(shù)：
近年來，在醫(yī)療或類似的領(lǐng)域中，光學(xué)同調(diào)斷層掃描(optical coherencetomography)測量方法常是一種以非侵入性的方式取得活體內(nèi)部的斷層圖像。為了進(jìn)行正確的病理診斷，需要多個切片來判定一個可疑的病變部位(suspicious lesion),以免造成誤判。為了減低病人于取得切片時的痛苦，選擇一個最適合的切片位置中有一種最好的非侵入式方法就是使用光學(xué)同調(diào)斷層掃描成像技術(shù)來檢測癌癥初期(precancer)或癌癥(cancer)。雖然有許多非侵入式或微侵入式產(chǎn)品用來診斷，這些產(chǎn)品會具有例如放射性、低解析度、超大尺寸或是花費昂貴等缺點。光學(xué)同調(diào)斷層掃描系統(tǒng)可取得高解析度的圖像，而且可為非放射性(non-radioactivity)、非侵入式(non-1nvasive)或微侵入式(miciO-1nvasive)，并即時顯示圖像。光學(xué)同調(diào)斷層掃描測量方法具有解析度可達(dá)到IOum左右的優(yōu)點，準(zhǔn)確度比超音波測量方式多10倍，而且可獲得活體內(nèi)部的詳細(xì)的斷層圖像。光學(xué)同調(diào)斷層掃描測量 方式是一種用來取得特別區(qū)域的光學(xué)斷層圖像的方法。舉例來說，一癌癥病變部位可以在內(nèi)視鏡(endoscope)下觀察并辨識，例如是一正交發(fā)光源內(nèi)視鏡(normal illumination light endoscope)或是一特別光線內(nèi)視鏡。上述區(qū)域通過光學(xué)同調(diào)斷層掃描，藉以判斷癌癥病變部位已侵入生物組織有多深。測量光線的光軸(optical axis)是采用二維掃描，藉以組合由光學(xué)同調(diào)斷層掃描所取得的深度信息以得到二維息。需注意的是，癌癥侵入的深度傳統(tǒng)上是一重要的參數(shù)，用以決定治療方法(treatment modality)。然而,癌癥所侵入的深度無法由傳統(tǒng)的結(jié)腸鏡檢查。光學(xué)同調(diào)斷層掃描技術(shù)不只可提供代表性的橫截面圖像(cross-sectional image)，并可重建醫(yī)生所熟悉的En-Face圖像。因此，亟需發(fā)展一種可決定癌癥侵入深度的光學(xué)同調(diào)斷層掃描系統(tǒng)，并可具有其他有意義的生物表征。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種斷層圖像處理方法，用于一成像系統(tǒng)。該方法包括接收一生物組織的至少一第一斷層圖像；依據(jù)至少一圖像特征由各第一斷層圖像濾除多個區(qū)域以產(chǎn)生至少一第二斷層圖像，其中該至少一圖像特征包括該至少一第一斷層圖像的熵、亮度或其組合；以及對一層邊界表面圖像進(jìn)行一圖像平滑處理，并依據(jù)已平滑的該層邊界表面圖像及該至少一第二斷層圖像產(chǎn)生一輸出En-Face圖像，其中該層邊界表面圖像由該至少一第二斷層圖像所取得。本發(fā)明更提供一種斷層圖像處理方法，用于一成像系統(tǒng)。該方法包括利用具有一內(nèi)視鏡及一探針的一光學(xué)同調(diào)斷層圖像產(chǎn)生單元產(chǎn)生至少一第一斷層圖像，其中該內(nèi)視鏡包括一插入部位用以插入至一內(nèi)腔，且該探針用以發(fā)射及接收微弱光線且被插入該插入部位中；由該至少一第一斷層圖像濾除一上層以產(chǎn)生至少一第二斷層圖像；對一層邊界表面圖像進(jìn)行一圖像平滑處理以產(chǎn)生至少一第三斷層圖像，其中該層邊界表面圖像依據(jù)該至少一第二斷層圖像所取得；以及依據(jù)該至少一第三斷層圖像及該至少一第二斷層圖像以產(chǎn)生一輸出Εη-Face圖像。本發(fā)明還提供一種斷層圖像處理方法，用于一成像系統(tǒng)，該方法包括接收一生物組織的至少一第一斷層圖像；依據(jù)至少一圖像特征由各第一斷層圖像濾除多個區(qū)域以產(chǎn)生至少一第二斷層圖像，其中該至少一圖像特征包括該至少一第一斷層圖像的熵、亮度或其組合；以及依據(jù)該至少一第二斷層圖像產(chǎn)生一輸出En-Face圖像。


圖1是顯示依據(jù)本發(fā)明一實施例的成像系統(tǒng)100的功能方塊圖。圖2A 圖2G是顯示依據(jù)本發(fā)明一實施例中在成像系統(tǒng)100的斷層圖像處理流程的示意圖。圖3A 圖3B是顯示依據(jù)本發(fā)明一實施例的二維高斯濾波器的示意圖。圖4是顯示依據(jù)本發(fā)明一實施例中用于成像系統(tǒng)100的斷層圖像處理方法的流程圖。圖5是顯示依據(jù)本發(fā)明另一實施例的成像系統(tǒng)500的功能方塊圖。圖6A 圖6F是顯示依據(jù)本發(fā)明另一實施例中在成像系統(tǒng)500的斷層圖像處理流程的示意圖。圖7是顯示依據(jù)本發(fā) 明另一實施例中用于成像系統(tǒng)500的斷層圖像處理方法的示意圖。圖8是顯示依據(jù)本發(fā)明又一實施例的成像系統(tǒng)800的功能方塊圖。圖9是顯示依據(jù)本發(fā)明又一實施例中用于成像系統(tǒng)800的斷層圖像處理方法的流程圖。圖1OA 圖1OB是顯示依據(jù)本發(fā)明一實施例的對干涉信號進(jìn)行濾波的示意圖。主要元件符號說明100、500、800 成像系統(tǒng)；110 圖像提取單元；120 感興趣區(qū)域選擇單元；130 第一邊界檢測單元；140 合并單元；150 第二邊界檢測單元；160、540 存儲器單元；200 圖像后處理單元；210 圖像排列單元；220,550 圖像平滑單元；230 圖像分割單元；240、560 信號計算單元；
510 探針；520 內(nèi)視鏡；530 頻率過濾單元；570 光學(xué)同調(diào)斷層圖像產(chǎn)生單元。
具體實施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一優(yōu)選實施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。圖1是顯示依據(jù)本發(fā)明一實施例的成像系統(tǒng)的方塊圖。圖2A 圖2F是顯示依據(jù)本發(fā)明一實施例的斷層圖像處理流程的示意圖，其中斷層圖像包括一生物組織。請參考圖1及圖2A 圖2F，成像系統(tǒng)100包括一圖像提取單元110、一感興趣區(qū)域選擇單元120、一第一邊界檢測單元130、一合并單元140、一第二邊界檢測單元150、一存儲器單元160及一圖像后處理單元200。圖像提取單元110用以提取光學(xué)信號以取得在一維度的A掃描(A-scan)信號，并依據(jù)所提取的A掃描信號以產(chǎn)生至少一第一斷層圖像(B-scan圖像)，其中斷層圖像中的一個是顯示于圖2A。更詳細(xì)而言，如圖2A所示，圖像提取單元110可為一光學(xué)同調(diào)斷層掃描圖像產(chǎn)生單元(OCT image-producing unit),用以檢測在一組織(tissue)的掃描表面的光 學(xué)結(jié)構(gòu)信息，藉以由一光檢測單元(未繪示)所檢測的干涉信號來設(shè)定該第一斷層圖像。感興趣區(qū)域選擇單元120用以接收來自圖像提取單元110的第一斷層圖像，并由各第一斷層圖像過濾多個區(qū) 域以產(chǎn)生至少一第二斷層圖像。感興趣區(qū)域選擇單元120可將第一斷層圖像分離為一上層(top layer)及一下層(bottom layer)。更進(jìn)一步,各斷層圖像的上層或下層可依據(jù)使用者的需求而進(jìn)行保留。因為生物組織的上層的圖像特征是均勻的(例如低熵)或是具有較高的亮度，因此可依據(jù)斷層圖像的圖像特征，例如是熵(或均勻度)、亮度、標(biāo)準(zhǔn)差、材質(zhì)或其組合，用以定義生物組織上層及下層之間的層邊界(layerboundary)，但本發(fā)明不限于此。舉例來說，由熵(entropy，又稱之為“亂度”)所定義的層邊界可經(jīng)由下列公式計算所得
權(quán)利要求
1.一種斷層圖像處理方法，用于成像系統(tǒng)，該方法包括 接收生物組織的至少一第一斷層圖像； 依據(jù)至少一圖像特征由各第一斷層圖像濾除多個區(qū)域以產(chǎn)生至少一第二斷層圖像，其中該至少一圖像特征包括該至少一第一斷層圖像的熵、亮度或其組合；以及 對層邊界表面圖像進(jìn)行圖像平滑處理，并依據(jù)已平滑的該層邊界表面圖像及該至少一第二斷層圖像產(chǎn)生一輸出En-Face圖像，其中該層邊界表面圖像由該至少一第二斷層圖像所取得。
2.如權(quán)利要求1所述的斷層圖像處理方法，其中該至少一圖像特征還包括該至少一第一斷層圖像的標(biāo)準(zhǔn)差、材質(zhì)或其組合。
3.如權(quán)利要求1所述的斷層圖像處理方法，在濾除該等區(qū)域后的步驟還包括 產(chǎn)生至少一第三斷層圖像；以及 由該至少一第一斷層圖像檢測該生物組織的上邊界，以產(chǎn)生至少一第四斷層圖像。
4.如權(quán)利要求3所述的斷層圖像處理方法，還包括 由該至少一第三斷層圖像及該至少一第四斷層圖像取得交錯區(qū)域，以產(chǎn)生至少一第五斷層圖像。
5.如權(quán)利要求4所述的斷層圖像處理方法，還包括 由該至少一第五斷層圖像檢測該生物組織的下邊界以產(chǎn)生至少一第六斷層圖像；以及 將該第六斷層圖像存儲至存儲器單元。
6.如權(quán)利要求5所述的斷層圖像處理方法，還包括 將該至少一第六斷層圖像依序排列以產(chǎn)生該至少一第二斷層圖像。
7.如權(quán)利要求5所述的斷層圖像處理方法，其中各第二斷層圖像為一平行斷層圖像，且該方法還包括 對該層邊界表面圖像進(jìn)行該圖像平滑處理以產(chǎn)生至少一第七斷層圖像，其中該層邊界表面圖像由各第二斷層圖像在一特定方向的一邊緣所取得。
8.如權(quán)利要求1所述的斷層圖像處理方法，其中該圖像平滑處理表示套用二維濾波器至該層邊界表面圖像的各像素。
9.如權(quán)利要求7所述的斷層圖像處理方法，還包括 由該至少一第七斷層圖像取得該上邊界及該下邊界之間的多個中間區(qū)域以產(chǎn)生至少一第八斷層圖像。
10.如權(quán)利要求9所述的斷層圖像處理方法，還包括 將該至少一第八斷層圖像在垂直于該至少一第八斷層圖像的一方向進(jìn)行整合以產(chǎn)生該輸出En-face圖像。
11.一種斷層圖像處理方法，用于成像系統(tǒng)，該方法包括 利用具有內(nèi)視鏡及探針的光學(xué)同調(diào)斷層圖像產(chǎn)生單元產(chǎn)生至少一第一斷層圖像，其中該內(nèi)視鏡包括插入部位用以插入至內(nèi)腔，且該探針用以發(fā)射及接收微弱光線且被插入該插入部位中； 由該至少一第一斷層圖像濾除上層以產(chǎn)生至少一第二斷層圖像； 對層邊界表面圖像進(jìn)行圖像平滑處理以產(chǎn)生至少一第三斷層圖像，其中該層邊界表面圖像依據(jù)該至少一第二斷層圖像所取得；以及依據(jù)該至少一第三斷層圖像及該至少一第二斷層圖像以產(chǎn)生一輸出En-Face圖像。
12.如權(quán)利要求11所述的斷層圖像處理方法，還包括 套用快速傅立葉轉(zhuǎn)換濾波器，用以由該至少一第一斷層圖像濾除該上層。
13.如權(quán)利要求12所述的斷層圖像處理方法，還包括 對該層邊界表面圖像的各像素套用二維濾波器以產(chǎn)生該至少一第三斷層圖像。
14.如權(quán)利要求11所述的斷層圖像處理方法，還包括 將該至少一第三斷層圖像在垂直于該至少一第八斷層圖像的一方向進(jìn)行整合以產(chǎn)生該輸出En-face圖像。
15.一種斷層圖像處理方法，用于成像系統(tǒng)，該方法包括 接收生物組織的至少一第一斷層圖像； 依據(jù)至少一圖像特征由各第一斷層圖像濾除多個區(qū)域以產(chǎn)生至少一第二斷層圖像，其中該至少一圖像特征包括該至少一第一斷層圖像的熵、亮度或其組合；以及 依據(jù)該至少一第二斷層圖像產(chǎn)生一輸出En-Face圖像。
16.如權(quán)利要求15所述的斷層圖像處理方法，其中該至少一圖像特征還包括該至少一第一斷層圖像的標(biāo)準(zhǔn)差、材質(zhì)或其組合。
17.如權(quán)利要求15所述的斷層圖像處理方法，還包括 對層邊界表面圖像進(jìn)行圖像平滑處理，其中該層邊界表面圖像由該至少一第二斷層圖像所取得；以及 依據(jù)已平滑的該層邊界表面圖像及該至少一第二斷層圖像產(chǎn)生該輸出En-Face圖像。
18.如權(quán)利要求15所述的斷層圖像處理方法，在濾除該等區(qū)域后的步驟還包括 產(chǎn)生至少一第三斷層圖像；以及 由該至少一第一斷層圖像檢測該生物組織的上邊界，以產(chǎn)生至少一第四斷層圖像。
19.如權(quán)利要求18所述的斷層圖像處理方法，還包括 由該至少一第三斷層圖像及該至少一第四斷層圖像取得一交錯區(qū)域，以產(chǎn)生至少一第五斷層圖像。
20.如權(quán)利要求18所述的斷層圖像處理方法，還包括 由該至少一第五斷層圖像檢測該生物組織的下邊界以產(chǎn)生至少一第六斷層圖像；以及 將該第六斷層圖像存儲至存儲器單元。
21.如權(quán)利要求20所述的斷層圖像處理方法，還包括 將該至少一第六斷層圖像依序排列以產(chǎn)生該至少一第二斷層圖像。
22.如權(quán)利要求15所述的斷層圖像處理方法，其中各第二斷層圖像為平行斷層圖像，且該方法還包括 對該層邊界表面圖像進(jìn)行該圖像平滑處理以產(chǎn)生至少一第七斷層圖像，其中該層邊界表面圖像由各第二斷層圖像在一特定方向的一邊緣所取得。
23.如權(quán)利要求15所述的斷層圖像處理方法，其中該圖像平滑處理系表示套用二維濾波器至該層邊界表面圖像的各像素。
24.如權(quán)利要求22所述的斷層圖像處理方法，還包括 由該至少一第七斷層圖像取得該上邊界及該下邊界之間的多個中間區(qū)域以產(chǎn)生至少一第八斷層圖像。
25.如權(quán)利要求24所述的斷層圖像處理方法，還包括 將該至少一第八斷層圖像在垂直于該至少一第八斷層圖像的一方向進(jìn)行整合以產(chǎn)生該輸出En-face圖像。
全文摘要
本發(fā)明提供一種斷層圖像處理方法，用于一成像系統(tǒng)。該方法包括接收一生物組織的至少一第一斷層圖像；依據(jù)至少一圖像特征由各第一斷層圖像濾除多個區(qū)域以產(chǎn)生至少一第二斷層圖像，其中該至少一圖像特征包括該至少一第一斷層圖像的熵、亮度或其組合；以及對一層邊界表面圖像進(jìn)行一圖像平滑處理，并依據(jù)已平滑的該層邊界表面圖像及該至少一第二斷層圖像產(chǎn)生一輸出En-Face圖像，其中該層邊界表面圖像由該至少一第二斷層圖像所取得。
文檔編號A61B5/00GK103065339SQ201210230228
公開日2013年4月24日 申請日期2012年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者黃書偉, 楊善義, 呂志偉, 黃偉程, 邱瀚模 申請人:財團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院