【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于医学影像处理，涉及一种眼表及巩膜曲线预测方法。
技术介绍
1、眼表图像的有效构建在眼镜验配、眼科显微手术中均起着重要作用。然而由于眼科检测手段有限，难以获得眼表完整图像，主要是结合常规眼科检查数据预测得到。
2、巩膜镜常用于原生性的不规则角膜，如圆锥角膜、角膜营养不良、角膜周边透明样变性，球形角膜等造成的角膜散光的视力矫正。巩膜镜治疗已成为不规则角膜非手术治疗的首选方式。巩膜轮廓检查是巩膜镜验配的必要检查手段。然而，常规检查设备无法获取巩膜部分曲线，专用验配设备(例如csp巩膜轮廓仪、esp眼表轮廓仪等)昂贵，难以实现有效普及。而且，巩膜验配要求高，由于睫毛、眼睑遮挡、采集人员不当操作等造成的数据缺失最终均会影响镜片设计和配置。此外，巩膜曲线差异大，越是远离中心的位置呈现出越不对称的特性，正是由于这一特性使得镜片的验配需要反复试戴、调片及综合评估，耗费时间的同时增加患者感染风险及体验感差。
技术实现思路
1、本专利技术目的旨在针对上述现有技术中的不足，提供一种眼表曲线预测方法，实现对眼表曲线的有效预测，且方法简单、效率高。
2、本专利技术的另一目的旨在提供一种巩膜曲线预测方法。
3、为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案来实现。
4、本专利技术提供的眼表曲线预测方法包括以下步骤：
5、s1获取角膜地形图数据、巩膜弦长以及巩膜弦长对应的矢高；
6、s2基于角膜地形图获取角膜沿任一经线方向的角膜
7、上述步骤s1中，角膜地形图通过常规检查得到；对角膜地形图数据进行预处理。预处理是指针对角膜地形图中的曲率数据进行异常数据识别及缺失数据插补处理。这里异常数据识别通常采用z分数方法进行离群值检测，通过下述公式可得出高斯分布的位置，而异常值处于高斯分布的尾端，
8、
9、其中，xi为曲率数据中的一个数据点，μ是所有数据点的均值，σ是所有数据点的标准差，此处可定义当zi>设定阈值的数据点即为离群值，对于离群值数据直接删除后插补；而对于缺失数据则直接插补，插补则通过均值插补或回归插补的方式实现，顾名思义均值插补即利用平均值填充空数据，回归插补即通过回归的方式得出缺失数据的数值。
10、所述巩膜弦长为检查得到的眼球表面曲线底部两端之间的线段。所述巩膜弦长通过检查得到的oct图像，角膜地形图，ubm，或者通过卡尺测量等得到。
11、上述步骤s2目的是对预处理后的角膜地形图曲率图进行拟合。为了实现更准确的拟合，这里使用的是分段拟合的方式。本专利技术中，眼表曲线轮廓包括中央圆弧部分以及位于中央圆弧部分两侧的直线段部分；具体实现方式中，步骤s2包括以下分步骤：
12、s21基于角膜地形图获取沿任一经线方向的角膜轮廓；
13、s22以角膜平k方向曲率半径为半径，在角膜轮廓两端之间拟合得到眼表曲线轮廓的中央圆弧部分；
14、s23基于角膜轮廓获取角膜两侧末端之间的角膜弦长；
15、s24角膜弦长两端到巩膜弦长距离作为角膜弦长和巩膜弦长两端的矢高差；并基于矢高差及巩膜弦长相对于角膜弦长两端的距离，得到巩膜曲线轮廓两侧直线段部分的角度，进而拟合得到直线段部分。
16、通过上述步骤s21-s24得到的眼表建模结果为：
17、
18、式中，x为水平位置坐标，y为竖直位置坐标，k1、k2为斜率，由眼表曲线轮廓两侧直线段部分的角度计算正切得到；c为常规系数，r为角膜平k方向曲率半径；l1为角膜弦长的长度；d为巩膜弦长相对于角膜弦长一侧的长度差值。
19、沿角膜地形图任一经线方向的角膜轮廓，通过上述步骤s21-s24，即可得到不同经线方向的眼表建模。
20、所述角膜弦长的矢高和巩膜弦长的矢高可以通过检查的角膜地形图数据、oct图像、ubm或/和卡尺测量等得到。
21、本专利技术还提供了一种巩膜曲线预测方法，将上述方法预测得到的眼表曲线减去所述角膜轮廓两端之间对应的中央圆弧部分，即得到预测的巩膜曲线。
22、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
23、(1)本专利技术基于角膜地形图数据等常规检查，即可准确预测眼表曲线和巩膜曲线，方法简单、适用性强，适于在本领域内推广使用；
24、(2)本专利技术主要基于常规角膜检查，摆脱昂贵巩膜检查设备依赖，降低了巩膜数据获取门槛；
25、(3)本专利技术能够实现对缺失数据插补及异常数据过滤，降低了不合理数据带来的影响；
26、(4)本专利技术还可以适用于硬性接触镜等其他用到眼表轮廓曲线的地方。
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1.一种眼表曲线预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的眼表曲线预测方法，其特征在于，步骤S1中，对角膜地形图数据进行预处理。
3.根据权利要求2所述的眼表曲线预测方法，其特征在于，预处理是指针对角膜地形图中的曲率数据进行异常数据识别及缺失数据插补处理。
4.根据权利要求3所述的眼表曲线预测方法，其特征在于，异常数据识别采用Z分数方法进行离群值检测，通过下述公式可得出高斯分布的位置，而异常值处于高斯分布的尾端，
5.根据权利要求1所述的眼表曲线预测方法，其特征在于，所述巩膜弦长为检查得到的眼球表面曲线底部两端之间的线段。
6.根据权利要求5所述的眼表曲线预测方法，其特征在于，所述巩膜弦长通过检查得到的OCT图像，角膜地形图，UBM，或者通过卡尺测量得到。
7.根据权利要求1至6任一项所述的眼表曲线预测方法，其特征在于，眼表曲线轮廓包括中央圆弧部分以及位于中央圆弧部分两侧的直线段部分；步骤S2包括以下分步骤：
8.根据权利要求7所述的眼表曲线预测方法，其特征在于，所述步骤S21
9.根据权利要求8所述的眼表曲线预测方法，其特征在于，所述角膜弦长的矢高和巩膜弦长的矢高通过检查的角膜地形图数据、OCT图像、UBM或/和卡尺测量得到。
10.一种巩膜曲线预测方法，其特征在于，将权利要求1至9任一项所述方法预测得到的眼表曲线减去所述角膜轮廓两端之间对应的中央圆弧部分，即得到预测的巩膜曲线。
...【技术特征摘要】
1.一种眼表曲线预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的眼表曲线预测方法，其特征在于，步骤s1中，对角膜地形图数据进行预处理。
3.根据权利要求2所述的眼表曲线预测方法，其特征在于，预处理是指针对角膜地形图中的曲率数据进行异常数据识别及缺失数据插补处理。
4.根据权利要求3所述的眼表曲线预测方法，其特征在于，异常数据识别采用z分数方法进行离群值检测，通过下述公式可得出高斯分布的位置，而异常值处于高斯分布的尾端，
5.根据权利要求1所述的眼表曲线预测方法，其特征在于，所述巩膜弦长为检查得到的眼球表面曲线底部两端之间的线段。
6.根据权利要求5所述的眼表曲线预测方法，其特征在于，所述巩膜弦长通过...
【专利技术属性】
技术研发人员：林江，李占元，黎崎鸿，蒋可，李茂元，
申请(专利权)人：爱尔眼科医院集团四川眼科医院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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