三维角膜模型构建方法、系统、电子设备和存储介质技术方案

本申请涉及眼科医疗技术领域，尤其涉及一种三维角膜模型构建方法、系统、电子设备和存储介质，方法包括：S1获取待重建的角膜前表面地形图，在角膜上取多个过角膜前表面中心的法截面，获取角膜在不同法截面的OCT图像；S2根据待重建的角膜前表面地形图和角膜在不同法截面的OCT图像，重建出角膜前表面的校正地形图；S3根据角膜在不同法截面的OCT图像，得到角膜各个位置的校正角膜厚度；根据角膜前表面的校正地形图、角膜各个位置的校正角膜厚度，构建出角膜后表面的校正地形图；S4根据角膜前表面的校正地形图、角膜后表面的校正地形图、角膜各个位置的校正角膜厚度，构建出三维角膜模型。本申请具有提高三维角膜模型的精度的效果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
三维角膜模型构建方法、系统、电子设备和存储介质


[0001]本申请涉及眼科医疗
，尤其是涉及一种三维角膜模型构建方法和装置。

技术介绍

[0002]在眼科医疗领域，角膜地形图仪是测量角膜形状的重要仪器之一，可精确测量角膜表面曲率参数，并将测量结果以数字化地形图的方式呈现出来，即将测量结果以角膜地形图的方式呈现，对角膜接触镜查验、角膜疾病诊断和角膜术后恢复评估有着重要的指导作用。
[0003]传统的角膜地形图仪通常由Placido盘、简单光路和采集图像的角膜相机组成，具有成本低、检查方便的特点，但也存在着一些缺点，例如角膜高度精度比较低，无法测量角膜后表面地形图，使得由二维图像重建为三维图像的精确度较低，限制了角膜地形图仪的广泛应用。

技术实现思路

[0004]为了提高三维角膜模型的精度，本申请提供一种三维角膜模型构建方法、系统、电子设备和存储介质。
[0005]本申请提供的一种三维角膜模型构建方法、系统、电子设备和存储介质采用如下的技术方案：第一方面，一种三维角膜模型构建方法和装置，包括以下步骤：S1获取待重建的角膜前表面地形图，在角膜上取多个过角膜前表面中心的法截面，获取角膜在不同法截面的OCT图像；S2根据待重建的角膜前表面地形图和角膜在不同法截面的OCT图像，得到角膜前表面各个位置的校正轴向曲率、校正切向曲率和校正角膜高度，重建出角膜前表面的校正地形图；S3根据角膜在不同法截面的OCT图像，得到角膜各个位置的校正角膜厚度；根据角膜前表面的校正地形图、角膜各个位置的校正角膜厚度，得到角膜后表面各个位置的校正轴向曲率、校正切向曲率和校正角膜高度，构建出角膜后表面的校正地形图；以及，S4根据角膜前表面的校正地形图、角膜后表面的校正地形图、角膜各个位置的校正角膜厚度，构建出三维角膜模型。
[0006]通过采用上述技术方案，利用角膜在法截面的OCT图像(眼前节OCT图像)可实现角膜顶点位置的精确定位，可对角膜前表面地形图进行校正，提高角膜前表面地形图的精度；在角膜前表面的校正地形图的基础上，结合眼前节OCT图像，可得到角膜后表面的校正地形图，便于识别早期圆锥角膜。利用眼前节OCT图像可以在微米级别测量整个角膜厚度，而不仅仅是中央角膜厚度，从而可构建出精确度较高的三维角膜模型。
[0007]可选的，步骤S2具体包括以下步骤：S21角膜上未取法截面的区域为待校正区域，根据待重建的角膜前表面地形图，得
到角膜前表面待校正区域各个位置的待校正轴向曲率、待校正切向曲率、待校正角膜高度；根据法截面的OCT图像，得到角膜在法截面上前表面各个位置的OCT轴向曲率、OCT切向曲率、OCT角膜高度；S22角膜在法截面上前表面各个位置的校正轴向曲率为OCT轴向曲率，角膜在法截面上前表面各个位置的校正切向曲率为OCT切向曲率，角膜在法截面上前表面各个位置的校正角膜高度为OCT角膜高度；S23根据角膜前表面待校正区域各个位置的待校正轴向曲率、角膜在法截面上前表面各个位置的校正轴向曲率，得到角膜前表面待校正区域各个位置的校正轴向曲率；根据角膜前表面待校正区域各个位置的待校正切向曲率、角膜在法截面上前表面各个位置的校正切向曲率，得到角膜前表面待校正区域各个位置的校正切向曲率；根据角膜前表面待校正区域各个位置的待校正角膜高度、角膜在法截面上前表面各个位置的校正角膜高度，得到角膜前表面待校正区域各个位置的校正角膜高度；S24重建出角膜前表面的校正地形图。
[0008]通过采用上述技术方案，由于构建出的待重建的角膜前表面地形图的精确度较低，根据OCT成像技术得到的角膜法截面的OCT图像的精确度较高，因此，角膜在法截面上前表面各个位置的校正轴向曲率、校正切向曲率、校正角膜高度直接选用OCT轴向曲率、OCT切向曲率、OCT角膜高度，计算简便。当采用拟合关系无法很准确的对角膜前表面上待校正区域的轴向曲率进行校正时，对角膜前表面上待校正区域上一点的数据进行校正，可采用在角膜前表面且在法截面上的点的校正数据，对角膜前表面待校正区域该点的数据进行校正，从而可重建角膜前表面地形图，提高角膜前表面地形图的精确度。
[0009]可选的，步骤S23具体包括以下步骤：S231取角膜前表面上待校正区域中的点A，取在角膜前表面中且在其中一法截面上、与点A距离最近的点B，根据点B的OCT轴向曲率和点A的待校正轴向曲率，得到点A的校正轴向曲率；根据点B的OCT切向曲率和点A的待校正切向曲率，得到点A的校正切向曲率；根据点B的OCT角膜高度和点A的待校正角膜高度，得到点A的校正角膜高度；S232依据S231的步骤，对角膜前表面待校正区域各个位置的校正轴向曲率、校正切向曲率、校正角膜高度进行计算。
[0010]通过采用上述技术方案，对角膜前表面上待校正区域上一点的数据进行校正时，在角膜前表面与该点距离最近的且在法截面上的点的数据更具有参考意义，同时该点的待校正数据也具有参考意义。对角膜前表面上待校正区域上一点的数据进行校正，可采用在角膜前表面与该点距离最近的且在法截面上的点的校正数据，对角膜前表面待校正区域该点的数据进行校正，计算简便。
[0011]可选的，步骤S231中，点A的校正轴向曲率的计算公式为：Azj＝(1
‑
wj)*Azp+wj*Bzo；其中，Azj为点A的校正轴向曲率；wj为权重值，0≤wj≤1，与点A和点B之间的距离呈反比；Azp为点A的待校正轴向曲率；Bzo为点B的OCT轴向曲率。
[0012]通过采用上述技术方案，点A和点B之间的距离越小，点B的OCT轴向曲率具有更大的参考意义，因此，根据点A和点B之间的距离，确定点A的待校正轴向曲率的权重，确定点B的OCT轴向曲率的权重，可提高点A的校正轴向曲率的校正精确度。
[0013]可选的，步骤S231中，点A的校正切向曲率的计算公式为：Aqj＝(1
‑
wj)*Aqp+wj*Bqo；其中，Aqj为点A的校正切向曲率；wj为权重值，0≤wj≤1，与点A和点B之间的距离呈反比；Aqp为点A的待校正切向曲率；Bqo为点B的OCT切向曲率。
[0014]通过采用上述技术方案，点A和点B之间的距离越小，点B的OCT切向曲率具有更大的参考意义，因此，根据点A和点B之间的距离，确定点A的待校正切向曲率的权重，确定点B的OCT切向曲率的权重，可提高点A的校正切向曲率的校正精确度。
[0015]可选的，步骤S231中，点A的校正角膜高度的计算公式为：Agj＝(1
‑
wj)*Agp+wj*Bgo；其中，Aqj为点A的校正角膜高度；wj为权重值，0≤wj≤1，与点A和点B之间的距离呈反比；Agp为点A的待校正角膜高度；Bgo为点B的OCT角膜高度。
[0016]通过采用上述技术方案，点A和点B之间的距离越小，点B的OCT角膜高度具有更大的参考意义，因此，根据点A和点B之间的距离，确定点A的待校正角膜高度的权重，确定点B的OCT角膜高度的权重，可提高点A的校正角膜高度的校正精确度。
[001本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维角膜模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：S1获取待重建的角膜前表面地形图，在角膜上取多个过角膜前表面中心的法截面，获取角膜在不同法截面的OCT图像；S2根据待重建的角膜前表面地形图和角膜在不同法截面的OCT图像，得到角膜前表面各个位置的校正轴向曲率、校正切向曲率和校正角膜高度，重建出角膜前表面的校正地形图；S3根据角膜在不同法截面的OCT图像，得到角膜各个位置的校正角膜厚度；根据角膜前表面的校正地形图、角膜各个位置的校正角膜厚度，得到角膜后表面各个位置的校正轴向曲率、校正切向曲率和校正角膜高度，构建出角膜后表面的校正地形图；以及，S4根据角膜前表面的校正地形图、角膜后表面的校正地形图、角膜各个位置的校正角膜厚度，构建出三维角膜模型。2.根据权利要求1所述的三维角膜模型构建方法，其特征在于，步骤S2具体包括以下步骤：S21角膜上未取法截面的区域为待校正区域，根据待重建的角膜前表面地形图，得到角膜前表面待校正区域各个位置的待校正轴向曲率、待校正切向曲率、待校正角膜高度；根据法截面的OCT图像，得到角膜在法截面上前表面各个位置的OCT轴向曲率、OCT切向曲率、OCT角膜高度；S22角膜在法截面上前表面各个位置的校正轴向曲率为OCT轴向曲率，角膜在法截面上前表面各个位置的校正切向曲率为OCT切向曲率，角膜在法截面上前表面各个位置的校正角膜高度为OCT角膜高度；S23根据角膜前表面待校正区域各个位置的待校正轴向曲率、角膜在法截面上前表面各个位置的校正轴向曲率，得到角膜前表面待校正区域各个位置的校正轴向曲率；根据角膜前表面待校正区域各个位置的待校正切向曲率、角膜在法截面上前表面各个位置的校正切向曲率，得到角膜前表面待校正区域各个位置的校正切向曲率；根据角膜前表面待校正区域各个位置的待校正角膜高度、角膜在法截面上前表面各个位置的校正角膜高度，得到角膜前表面待校正区域各个位置的校正角膜高度；S24重建出角膜前表面的校正地形图。3.根据权利要求2所述的三维角膜模型构建方法，其特征在于，步骤S23具体包括以下步骤：S231取角膜前表面上待校正区域中的点A，取在角膜前表面中且在其中一法截面上、与点A距离最近的点B，根据点B的OCT轴向曲率和点A的待校正轴向曲率，得到点A的校正轴向曲率；根据点B的OCT切向曲率和点A的待校正切向曲率，得到点A的校正切向曲率；根据点B的OCT角膜高度和点A的待校正角膜高度，得到点A的校正角膜高度；S232依据S231的步骤，对角膜前表面待校正区域各个位置的校正轴向曲率、校正切向曲率、校正角膜高度进行计算。4.根据权利要求3所述的三维角膜模型构建方法，其特征在于，步骤S231中，点A的校正轴向曲率的计算公式为：Azj=(1
‑
wj)*Azp+wj*Bzo；其中，Azj为点A的校正轴向曲率；wj为权重值，0≤wj≤1，与点A和点B之间的距离呈反
比；Azp为点A的待校正轴向曲率；Bzo为点B的OCT轴向曲率；和/或，步骤S231中，点A的校正切向曲率的计算公式为：Aqj=(1
‑
wj)*Aqp+wj*Bqo；其中，Aqj为点A的校正切向曲率；wj为权重值，0≤wj≤1，与点A和点B之间的距离呈反比；Aqp为点A的待校正切向曲率；Bqo为点B的OCT切向曲率；和/或，步骤S231中，点A的校正角膜高度的计算公式为：Agj=(1
‑
wj)*Agp+wj*Bgo；其中，Aqj为点A的校正角膜高度；wj为权重值，0≤wj≤1，与点A和点B之间的距离呈反比；Agp为点A的待校正角膜高度；Bgo为点B的OCT角膜高度。5.根据权利要求2所述的三维角膜模型构建方法，其特征在于，步骤S3具体包括以下步骤：S31根据法截面的OCT图像，得到角膜在法截面上后表面各个位置的OCT轴向曲率、OCT切向曲率、OCT角膜高度，得到角膜在法截面上各个位置的OCT角膜厚度；S32角膜在法截面上后表面各个位置的校正轴向曲率为OCT轴向曲率，角膜在法截面上后表面各个位置的校正切向曲率为OCT切向曲率，角膜在法截面上后表面各个位置的校正角膜高度为OCT角膜高度；S33根据点B的OCT角膜厚度，得到点A的校正角膜厚度；S34取在角膜后表面且在过点A的法线上的点C，根据点A的校正角膜厚度、点A的校正轴向曲率，得到点C的校正轴向曲率；根据点A的校正角膜厚度、点A的校正切向曲率，得到点C的校正切向曲率；根据点A的校正轴向曲率、点A和角膜前表面中心之间的距离、点A的校正角膜高度、角膜前表面顶点处的OCT角膜厚度、点A的校正角膜厚度，得到点C的校正角膜高度；S35依据S34的步骤，对角膜后表面待校正区域各个位置的校正轴向曲率、校正切向曲率、校正角膜高度进行计算；S36构建出角膜后表面的校正地形图。6.根据权利要求5所述的三维角膜模型构建方法，其特征在于，步骤S34中，点C的校正轴向曲率的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马孟鸿，谢熙伟，毛维波，俞钱斌，梅建国，
申请(专利权)人：宁波明星科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：