專利名稱：斷層圖像處理方法
技術領域：
本發明涉及光學同調斷層掃描系統，特別涉及在光學同調斷層掃描系統中所使用的斷層圖像處理方法。
背景技術：
近年來，在醫療或類似的領域中，光學同調斷層掃描(optical coherencetomography)測量方法常是一種以非侵入性的方式取得活體內部的斷層圖像。為了進行正確的病理診斷，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同調斷層掃描成像技術來檢測癌癥初期(precancer)或癌癥(cancer)。雖然有許多非侵入式或微侵入式產品用來診斷，這些產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。光學同調斷層掃描系統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。光學同調斷層掃描測量方法具有解析度可達到IOum左右的優點，準確度比超音波測量方式多10倍，而且可獲得活體內部的詳細的斷層圖像。光學同調斷層掃描測量 方式是一種用來取得特別區域的光學斷層圖像的方法。舉例來說，一癌癥病變部位可以在內視鏡(endoscope)下觀察并辨識，例如是一正交發光源內視鏡(normal illumination light endoscope)或是一特別光線內視鏡。上述區域通過光學同調斷層掃描，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，藉以組合由光學同調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上是一重要的參數，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的結腸鏡檢查。光學同調斷層掃描技術不只可提供代表性的橫截面圖像(cross-sectional image)，并可重建醫生所熟悉的En-Face圖像。因此，亟需發展一種可決定癌癥侵入深度的光學同調斷層掃描系統，并可具有其他有意義的生物表征。

發明內容
本發明提供一種斷層圖像處理方法，用于一成像系統。該方法包括接收一生物組織的至少一第一斷層圖像；依據至少一圖像特征由各第一斷層圖像濾除多個區域以產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行一圖像平滑處理，并依據已平滑的該層邊界表面圖像及該至少一第二斷層圖像產生一輸出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。本發明更提供一種斷層圖像處理方法，用于一成像系統。該方法包括利用具有一內視鏡及一探針的一光學同調斷層圖像產生單元產生至少一第一斷層圖像，其中該內視鏡包括一插入部位用以插入至一內腔，且該探針用以發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生至少一第二斷層圖像；對一層邊界表面圖像進行一圖像平滑處理以產生至少一第三斷層圖像，其中該層邊界表面圖像依據該至少一第二斷層圖像所取得；以及依據該至少一第三斷層圖像及該至少一第二斷層圖像以產生一輸出Εη-Face圖像。本發明還提供一種斷層圖像處理方法，用于一成像系統，該方法包括接收一生物組織的至少一第一斷層圖像；依據至少一圖像特征由各第一斷層圖像濾除多個區域以產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；以及依據該至少一第二斷層圖像產生一輸出En-Face圖像。


圖1是顯示依據本發明一實施例的成像系統100的功能方塊圖。圖2A 圖2G是顯示依據本發明一實施例中在成像系統100的斷層圖像處理流程的示意圖。圖3A 圖3B是顯示依據本發明一實施例的二維高斯濾波器的示意圖。圖4是顯示依據本發明一實施例中用于成像系統100的斷層圖像處理方法的流程圖。圖5是顯示依據本發明另一實施例的成像系統500的功能方塊圖。圖6A 圖6F是顯示依據本發明另一實施例中在成像系統500的斷層圖像處理流程的示意圖。圖7是顯示依據本發 明另一實施例中用于成像系統500的斷層圖像處理方法的示意圖。圖8是顯示依據本發明又一實施例的成像系統800的功能方塊圖。圖9是顯示依據本發明又一實施例中用于成像系統800的斷層圖像處理方法的流程圖。圖1OA 圖1OB是顯示依據本發明一實施例的對干涉信號進行濾波的示意圖。主要元件符號說明100、500、800 成像系統；110 圖像提取單元；120 感興趣區域選擇單元；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 內視鏡；530 頻率過濾單元；570 光學同調斷層圖像產生單元。
具體實施例方式為使本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉一優選實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。圖1是顯示依據本發明一實施例的成像系統的方塊圖。圖2A 圖2F是顯示依據本發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100包括一圖像提取單元110、一感興趣區域選擇單元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用以提取光學信號以取得在一維度的A掃描(A-scan)信號，并依據所提取的A掃描信號以產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。更詳細而言，如圖2A所示，圖像提取單元110可為一光學同調斷層掃描圖像產生單元(OCT image-producing unit),用以檢測在一組織(tissue)的掃描表面的光 學結構信息，藉以由一光檢測單元(未繪示)所檢測的干涉信號來設定該第一斷層圖像。感興趣區域選擇單元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 域以產生至少一第二斷層圖像。感興趣區域選擇單元120可將第一斷層圖像分離為一上層(top layer)及一下層(bottom layer)。更進一步,各斷層圖像的上層或下層可依據使用者的需求而進行保留。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，因此可依據斷層圖像的圖像特征，例如是熵(或均勻度)、亮度、標準差、材質或其組合，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由下列公式計算所得
權利要求
1.一種斷層圖像處理方法，用于成像系統，該方法包括 接收生物組織的至少一第一斷層圖像； 依據至少一圖像特征由各第一斷層圖像濾除多個區域以產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行圖像平滑處理，并依據已平滑的該層邊界表面圖像及該至少一第二斷層圖像產生一輸出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準差、材質或其組合。
3.如權利要求1所述的斷層圖像處理方法，在濾除該等區域后的步驟還包括 產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，以產生至少一第四斷層圖像。
4.如權利要求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域，以產生至少一第五斷層圖像。
5.如權利要求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生該至少一第二斷層圖像。
7.如權利要求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行該圖像平滑處理以產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域以產生至少一第八斷層圖像。
10.如權利要求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行整合以產生該輸出En-face圖像。
11.一種斷層圖像處理方法，用于成像系統，該方法包括 利用具有內視鏡及探針的光學同調斷層圖像產生單元產生至少一第一斷層圖像，其中該內視鏡包括插入部位用以插入至內腔，且該探針用以發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生至少一第二斷層圖像； 對層邊界表面圖像進行圖像平滑處理以產生至少一第三斷層圖像，其中該層邊界表面圖像依據該至少一第二斷層圖像所取得；以及依據該至少一第三斷層圖像及該至少一第二斷層圖像以產生一輸出En-Face圖像。
12.如權利要求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生該至少一第三斷層圖像。
14.如權利要求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行整合以產生該輸出En-face圖像。
15.一種斷層圖像處理方法，用于成像系統，該方法包括 接收生物組織的至少一第一斷層圖像； 依據至少一圖像特征由各第一斷層圖像濾除多個區域以產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 依據該至少一第二斷層圖像產生一輸出En-Face圖像。
16.如權利要求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準差、材質或其組合。
17.如權利要求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 依據已平滑的該層邊界表面圖像及該至少一第二斷層圖像產生該輸出En-Face圖像。
18.如權利要求15所述的斷層圖像處理方法，在濾除該等區域后的步驟還包括 產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，以產生至少一第四斷層圖像。
19.如權利要求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域，以產生至少一第五斷層圖像。
20.如權利要求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生該至少一第二斷層圖像。
22.如權利要求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行該圖像平滑處理以產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域以產生至少一第八斷層圖像。
25.如權利要求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行整合以產生該輸出En-face圖像。
全文摘要
本發明提供一種斷層圖像處理方法，用于一成像系統。該方法包括接收一生物組織的至少一第一斷層圖像；依據至少一圖像特征由各第一斷層圖像濾除多個區域以產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行一圖像平滑處理，并依據已平滑的該層邊界表面圖像及該至少一第二斷層圖像產生一輸出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 優先權日2011年10月20日
發明者黃書偉, 楊善義, 呂志偉, 黃偉程, 邱瀚模 申請人:財團法人工業技術研究院