一種基于圖像處理的瘢痕治療效果的評估方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種瘢痕治療效果的評估方法，尤其是涉及一種基于圖像處理的瘢痕 治療效果的評估方法。
【背景技術】
[0002] 瘢痕治療效果的評估是臨床醫學的一個熱點問題，對瘢痕的治療效果進行準確的 臨床評估，有助于醫生選擇每個階段正確的治療手段，對瘢痕疾病的臨床治療和研究具有 重要意義。
[0003] 瘢痕評估主要分為瘢痕評估量表和瘢痕評估工具。瘢痕評估量表主要從瘢痕顏 色、厚度、表面特征、柔軟程度和表面積五個方面進行評價。常見的瘢痕量表有:溫哥華瘢痕 量表、西雅圖瘢痕量表、斯通布魯克瘢痕評估量表、曼切斯特瘢痕量表、病人和觀察者瘢痕 評估量表。溫哥華瘢痕量表是臨床上使用最廣泛的評估量表，觀察者通過觀察給出評估分 數，分值越高瘢痕越嚴重。瘢痕評估量表簡單、方便，但是主觀性很強，與觀察者密切相關。 而瘢痕評估工具主要從瘢痕顏色、厚度、表面特征、柔軟程度和表面積五個方面進行評價。 國際上通過三色反射率比色法、窄帶分光光度法進行顏色的客觀評價，超聲和病理活檢進 行疤痕厚度評價，快速相位變化在體測量法(PRIM0S)進行表面特征評價，網格計數法和攝 影測量法進行表面積評價，皮膚彈性測量儀進行柔軟程度的測量。雖然瘢痕評估工具能客 觀的評價疤痕的某一屬性，但是不便于臨床廣泛推廣，患者接受度差。

【發明內容】

[0004] 本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種基于圖像處理 的瘢痕治療效果的評估方法。
[0005] 本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：
[0006] -種基于圖像處理的瘢痕治療效果的評估方法，該方法包括以下步驟：
[0007] (1)分別獲取患者治療前瘢痕圖像、治療后瘢痕圖像以及治療前鄰近瘢痕的正常 皮膚圖像；
[0008] (2)分別對獲取的圖像進行預處理得到治療前瘢痕RGB圖像、治療后瘢痕RGB圖像 和正常皮膚RGB圖像；
[0009] (3)采用醫學圖像處理軟件對預處理后的治療前瘢痕RGB圖像和治療后瘢痕RGB圖 像進行配準，得到已配準治療后瘢痕RGB圖像；
[0010] ⑷分別計算治療前瘢痕RG幽像與正常皮膚RGB圖像的互信息為I(A，B)和已配準 治療后瘢痕RGB圖像與正常皮膚RGB圖像之間的互信息為I(C，B);
[0011] (5)判斷I(C，B)是否大于I(A，B)，若是，則治療效果好，否則治療效果差。
[0012] 步驟(2)包括如下子步驟：
[0013] (2a)將治療前瘢痕圖像、治療后瘢痕圖像以及正常皮膚圖像均轉化成RGB圖像；
[0014] (2b)將步驟(2a)中的RGB圖像進行圖像增強處理，得到高清晰度的RGB圖像；
[0015] (2c)將增強處理后的高清晰度的RGB圖像分別進行縮放得到大小相同的治療前瘢 痕RGB圖像、治療后瘢痕RGB圖像和正常皮膚RGB圖像。
[0016] 所述的醫學圖像處理軟件為ITK軟件。
[0017] 步驟(3)具體包括以下子步驟：
[0018] (3a)將治療前瘢痕RGB圖像作為參考圖像，治療后瘢痕RGB圖像作為待配準圖像， 并選擇R通道、G通道和B通道中任意一個通道，采用ITK軟件中的所有配準函數進行配準并 保存相應的配準結果；
[0019] (3b)對所有配準結果進行匹配，使得同一解剖點在治療前瘢痕RGB圖像和治療后 瘢痕RGB圖像上有相同的空間位置，并獲得相對應的配準函數以及該配準函數相應的參數；
[0020] (3c)利用步驟(3b)中獲取到的配準函數和相應的參數對治療前瘢痕RGB和治療后 瘢痕RGB圖像的另外兩個通道進行配準，得到已配準治療后瘢痕RGB圖像。
[0021] 所述的步驟(4)具體為：
[0022] (4a)分別獲取治療前瘢痕RGB圖像與正常皮膚RGB圖像的R通道、G通道和B通道的 互信息并計算其平均值得到KA，B);
[0023] (4b)分別獲取已配準治療后瘢痕RGB圖像與正常皮膚RGB圖像的R通道、G通道和B 通道的互信息并計算其平均值得到I(C，B)。
[0024] 步驟(4a)中分別根據式（1)計算獲取治療前瘢痕RGB圖像與正常皮膚RGB圖像的R 通道、G通道和B通道的互信息：
[0025]
(1)
[0026]其中，i表示RGB圖像的通道，i取值為R通道或G通道或B通道，Ωμ是治療前瘢痕RGB 圖像i通道灰度值的集合，ΩΒ1是正常皮膚RGB圖像i通道灰度值的集合，Pl(a)為i通道內治 療前瘢痕RGB圖像灰度值為a時的邊緣概率分布， Pi (b)為i通道內正常皮膚RGB圖像灰度值 為b時的邊緣概率分布，Pi(a，b)為i通道內治療前瘢痕RGB圖像灰度值為a且正常皮膚RGB圖 像灰度值為b時的聯合概率分布。
[0027]步驟(4b)中分別根據式(2)計算獲取已配準治療后瘢痕RGB圖像與正常皮膚RGB圖 像的R通道、G通道和B通道的互信息：
[0028]
[0029] 其中，i表示RGB圖像的通道，i取值為R通道或G通道或B通道，〇^是已配準治療后 瘢痕RGB圖像i通道灰度值的集合，ΩΒ?是正常皮膚RGB圖像i通道灰度值的集合，Pi(c)為i通 道內已配準治療后瘢痕RGB圖像灰度值為c時的邊緣概率分布，Pl(b)為i通道內正常皮膚 RGB圖像灰度值為b時的邊緣概率分布，Pi(c，b)為i通道內已配準治療后瘢痕RGB圖像灰度 值為c且正常皮膚RGB圖像灰度值為b時的聯合概率分布。
[0030]與現有技術相比，本發明具有如下優點：
[0031] (1)采用圖像處理技術，分別對治療前瘢痕圖像、治療后瘢痕圖像以及正常皮膚圖 像進行一系列處理，最后得到治療前瘢痕RGB圖像與正常皮膚RGB圖像的互信息和已配準治 療后瘢痕RGB圖像與正常皮膚RGB圖像之間的互信息，通過兩個互信息的對比評估治療效果 的好壞，開創了新的瘢痕治療效果的評估方法，同時通過互信息計算相似性來量化評估瘢 痕的治療效果，避免了主觀性，評估結構可信度高，同時具有可重復性和較強的實用性； [0032] (2)利用專業的醫學圖像處理軟件ITK來配準瘢痕圖像，給瘢痕圖像的配準提供了 一個很好的平臺。
【附圖說明】
[0033]圖1為本發明評估方法的流程圖，
[0034]圖2為五個不同患者的已配準治療后瘢痕RGB圖像；
[0035]圖3為五個不同患者圖像配準過程中的匹配結果圖像。
【具體實施方式】
[0036]下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。
[0037] 實施例
[0038] 如圖1所示，一種基于圖像處理的瘢痕治療效果的評估方法，該方法主要包括圖像 預處理階段、圖像配準階段和互信息計算階段，具體地該方法包括以下步驟：
[0039] 執行步驟1:分別獲取患者治療前瘢痕圖像、治療后瘢痕圖像以及治療前鄰近瘢痕 的正常皮膚圖像，該實施例中采用高清的相機拍攝獲得上述3個圖片，并執行步驟2。
[0040] 執行步驟2:分別對獲取的圖像進行預處理得到治療前瘢痕RGB圖像、治療后瘢痕 RGB圖像和正常皮膚RGB圖像，并執行步驟3。
[0041 ]具體地步驟2包括如下子步驟：
[0042] (2a)圖像轉化:將治療前瘢痕圖像、治療后瘢痕圖像以及正常皮膚圖像均轉化成 RGB圖像；
[0043] (2b)圖像增強：將步驟(2a)中的RGB圖像進行圖像增強處理，得到高清晰度的RGB 圖像；
[0044] (2c)圖像縮放:將增強處理后的高清晰度的RGB圖像分別進行縮放得到大小相同 的治療前瘢痕RGB圖像、治療后瘢痕RGB圖像和正常皮膚RGB圖像。
[0045]本發明的處理都是基于灰度圖像，所以要將拍攝得到的彩色圖像轉化為RGB圖像， 再通過圖像增強處理提高圖像清晰度，同時為了加快處理的速度，本發明對圖像進行縮放 處理。
[0046]執行步驟3:采用醫學圖像處理軟件對預處理后的治療前瘢痕RGB圖像和治療后瘢 痕RGB圖像進行配準，得到已配準治療后瘢痕RGB圖像，并執行步驟4。本實施例中醫學圖像 處理軟件采用ITK軟件，由于瘢痕圖像是在不同時間拍攝的，拍攝角度、光線也不同，所以治 療前后的瘢痕圖像總會存在幾何畸變，鑒于此本發明需要對治療前后的瘢痕圖像進行配 準。ITK中擁有很多配準方法，有簡單的平移、仿射變換，也有非剛性變換；同時還可以根據 自身需求修改程序，給瘢痕圖像的配準提供了一個很好的平臺，具體的該步驟3包括如下子 步驟：
[0047]執行步驟301:將治療前瘢痕RGB圖像作為參考圖像，治療后瘢痕RGB圖像作為待配 準圖像，并選擇R通道、G通道和B通道中任意一個通道，采用ITK軟件中的所有配準函數進行 配準并保存相應的配準結果；
[0048]執行步驟302:對所有配準結果進行匹配，使得同一解剖點在治療前瘢痕RGB圖像 和治療后瘢痕RGB圖像上有相同的空間位置，并獲得相對應的配準函數以及該配準函數相 應的參數；
[0049] 執行步驟303:利用步驟302中獲取到的配準函數和相應的參數對治療前瘢痕RGB 和治療后瘢痕RGB圖像的另外兩個通道進行配準，得到已配準治療后瘢痕R