本文介绍的是东北大学秦皇岛分校马振鹤教授课题组基于OCT图像的视网膜结构分层的研究工作，发表在《Journal of Innovative Optical Health Sciences》期刊2021年第1期。

Automated retinal layer segmentation on optical coherence tomography image by combination of structure interpolation and lateral mean filtering

Yushu Ma, Yingzhe Gao, Zhaolin Li, Ang Li, Yi Wang, Jian Liu, Yao Yu, Wenbo Shi and Zhenhe Ma

研究背景

视网膜是具有多层结构的组织，位于眼球后壁的内表面上，厚度只有几百微米。多种疾病（如糖尿病性视网膜病、青光眼、黄斑变性和色素性视网膜炎等）会导致其结构发生变化。因此，视网膜层状组织信息的准确识别对疾病的诊断具有重要意义。基于部分相干光干涉的光学相干层析成像（OCT）技术具有非侵入、无损伤、实时性、高分辨率等优点，在眼科疾病诊断中得到广泛应用。近年来，基于OCT图像的视网膜结构分层受到很多关注，并逐步应用于临床。

内容介绍

本文提出了一种OCT视网膜分层的新方法，具有运算量小、噪声影响小等优势。在眼底OCT断层图像中，色素上皮层（RPE）层信号最强，以该层为基础将原始图像旋转展平以便于分层后续操作。外核层（ONL）信号强度低且厚度较大，检出后将视网膜分为上下两部分。位于ONL层下方的各层，去噪后边缘检测进行分层；位于ONL层上方的各层，插值为等厚结构后局部横向平均（SI-MF）去噪，在此基础上进行边缘提取分层。

图文导读

视网膜图像旋转与展平

图1 基于RPE中心线的视网膜图像旋转

（a）原始图像，黄色曲线为RPE层中心线；（b）基于RPE中心线将视网膜图像旋转至水平位置；（c）对不规则区域进行裁剪。

ONL以下区域分层

图2 位于ONL层下方的各层，包括：外核层/视细胞内段（ONL/IS），视细胞内段/外段（IS/OS），视细胞外段/外段连接层（OS/OSJ），外段连接层/色素上皮层（OSJ/RPE），色素上皮层/脉络膜（RPE/Choroid）

SI-MF去噪方法

图3 SI-MF去噪方法

（a）原始OCT图像，选取ONL上层区域；（b）ONL上层区域插值到等厚；（c）局部横向平均去噪；（d）图像去噪后恢复原始比例；（e）使用高斯滤波去噪；（f）原始图像与两种去噪结果的对比

SI-MF与高斯去噪后分层效果比较

图4 ONL上层分割结果

（a）使用高斯滤波后分层；（b）使用SI-MF去噪方法

视网膜分层结果

图5视网膜分层结果

视网膜被分为11层，包括玻璃体（Vitreous）, 神经纤维层（NFL）, 神经节细胞层（GCL）, 内丛状层（IPL）, 内核层（INL）, 外丛状层（OPL）, 外核层（ONL）, 视细胞内段（IS）, 视细胞外段（OS）, 外段连接层（OSJ）和色素上皮层（RPE）。

PI简介

马振鹤 东北大学秦皇岛分校控制工程学院教授，博士生导师，中国生物医学工程学会理事。主要研究方向为光学相干层析成像、光声成像与荧光成像等，与导师合作提出了OCT血管成像技术。发表SCI论文40余篇。主持国家自然科学基金面上项目2项，省部级项目4项。申请/授权发明专利10余件。