在基于強(qiáng)度信息的光學(xué)相干斷層掃描血管造影（OCTA）技術(shù)中，去相關(guān)映射被廣泛應(yīng)用，但該方法易受噪聲影響，尤其是對于低信噪比區(qū)域，噪聲會使幀間高相關(guān)的靜態(tài)組織信號呈現(xiàn)出高去相關(guān)性，與血流信號的高去相關(guān)值混疊，從而會降低微血管圖像的成像質(zhì)量。

天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院光電信息技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的王露桐團(tuán)隊(duì)，提出了一種基于局部信噪比動態(tài)閾值調(diào)節(jié)的分光譜振幅去相關(guān)方法，探討了圖像局部信噪比與靜態(tài)體素去相關(guān)值的關(guān)系及影響因素。

OCTA技術(shù)的發(fā)展與挑戰(zhàn)
1、OCTA技術(shù)簡介
OCT成像基于光的低相干干涉原理，能夠?qū)ι�物組織等強(qiáng)散射介質(zhì)進(jìn)行非侵入式成像。而OCTA作為OCT的功能成像技術(shù)，通過比較不同時間重復(fù)采集的體掃描樣品信息，利用紅細(xì)胞的動態(tài)散射特性來檢測血流信號，從而實(shí)現(xiàn)微血管的無創(chuàng)可視化，在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。

創(chuàng)新方法
基于局部信噪比的閾值動態(tài)調(diào)整
1、基本原理
我們的研究人員提出了一種基于局部信噪比的閾值動態(tài)調(diào)整方法。這里要提到Berger相關(guān)方法，它是常用的相關(guān)方法，其血流計(jì)算公式考慮了被比較像素點(diǎn)的灰度值大小。在理想無噪聲情況下，靜態(tài)體素的去相關(guān)值為0，但實(shí)際受噪聲影響，靜態(tài)體素的去相關(guān)值與體素信噪比呈負(fù)相關(guān)。

計(jì)算每個時空核的去相關(guān)值D和局部信噪比（SNR）并映射在同一坐標(biāo)系下。結(jié)果顯示，隨著局部信噪比降低，靜態(tài)體素的去相關(guān)值增大。時空核越大，參與計(jì)算的體素越多，散點(diǎn)分布更緊湊，右邊界線更陡峭，此右邊界線就是自適應(yīng)去相關(guān)閾值。

在探討分頻譜數(shù)和窗口大小的選擇時，發(fā)現(xiàn)分頻譜數(shù)越多，軸向分辨率降低倍數(shù)越高，對軸向位移敏感性越低，但單個分頻譜信息越少，可能橫跨多個細(xì)胞使去相關(guān)計(jì)算失去意義。窗口不能過小或過大，過大無法保證窗口內(nèi)體素同種分布，最終根據(jù)紅細(xì)胞大小、眼底血管直徑和OCT系統(tǒng)縱向分辨率等因素，選取分頻譜數(shù)為4-8，窗口大小為5X5較合適。

4、通過Sigmoid函數(shù)映射過渡處理閾值附近的體素
確定動靜態(tài)體素分類曲線后，信噪比較高的靜態(tài)體素受噪聲影響小，去相關(guān)值較低，對微血管圖像干擾較小，無需抑制。分類曲線在去相關(guān)值大于0.1的部分可用指數(shù)函數(shù)擬合。

• 目標(biāo)提�。函B加平均同一橫向位置連續(xù)采集的N張B-scan，提取目標(biāo)區(qū)域。
• 分頻譜：采用主瓣寬度盡量窄、旁瓣小、能量集中于主瓣的漢明窗作為窗函數(shù)將原始光譜分割為M個分光譜，相鄰頻譜部分重疊，避免信號截?cái)鄬?dǎo)致的頻譜泄漏。
• 計(jì)算局部信噪比與去相關(guān)值：計(jì)算各分頻譜的背景強(qiáng)度平方的均值，然后計(jì)算個結(jié)構(gòu)圖像的局部Berger去相關(guān)系數(shù)與局部信噪比。
• 靜態(tài)體素抑制：計(jì)算對應(yīng)分類曲線的Sigmoid平滑模板，將去相關(guān)值D與信噪比映射到S-D空間中，為每個像素點(diǎn)附加模板因子β，實(shí)現(xiàn)對動靜態(tài)體素更準(zhǔn)確的分類。
• enface生成：對逐個橫向位置的N張B-scan進(jìn)行上述處理，并將處理結(jié)果沿軸向均值投影，生成最終的enface圖像。

實(shí)驗(yàn)與分析：驗(yàn)證創(chuàng)新方法的有效性
1、系統(tǒng)搭建
為進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，搭建了眼后節(jié)SS-OCT系統(tǒng)。光源采用、掃頻速度為的掃頻激光光源，光經(jīng)一系列耦合器、掃描振鏡、光學(xué)透鏡組等元件后，樣品光聚焦在視網(wǎng)膜上，參考光與樣品光在耦合器中發(fā)生干涉，干涉信號被探測器接收并轉(zhuǎn)化為電信號，再由采集卡采集傳入計(jì)算機(jī)處理。同時，光源輸出信號觸發(fā)采集卡，采集卡輸出信號觸發(fā)波形發(fā)生卡驅(qū)動二維掃描振鏡實(shí)現(xiàn)斷層掃描和體掃描以采集OCTA數(shù)據(jù)。

總結(jié)與展望
1、算法的優(yōu)勢
提出的基于強(qiáng)度信息的分頻譜并結(jié)合局部信噪比去除靜態(tài)體素的OCTA算法，拓展了相關(guān)計(jì)算公式，模擬了靜態(tài)和噪聲體素去相關(guān)值與局部信噪比之間的分布規(guī)律，為不同局部信噪比區(qū)域分配動靜態(tài)閾值提供了依據(jù)。

2、算法的局限性及改進(jìn)方向
算法存在細(xì)節(jié)模糊問題，與參與運(yùn)算的時空核大小有關(guān)。在重復(fù)采樣次數(shù)為2的情況下，綜合考慮選取的窗口大小。當(dāng)重復(fù)采集次數(shù)增加時，空間核大小可隨之減小，減輕模糊現(xiàn)象。同時，空間核大小需結(jié)合樣品種類和掃描空間間隔考量。

背景噪聲方差參與每一個局部逆信噪比的計(jì)算，其值必須準(zhǔn)確，自適應(yīng)提取純背景區(qū)域是難點(diǎn)。

3、對醫(yī)療領(lǐng)域的貢獻(xiàn)
盡管存在局限性，但該方法在高、低信噪比數(shù)據(jù)中均能獲得更好的微血管圖像質(zhì)量，為疾病診斷提供了更可靠的依據(jù)，對醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展具有重要推動作用。未來研究可進(jìn)一步優(yōu)化算法，拓展臨床應(yīng)用領(lǐng)域，或探索與其他成像模態(tài)融合，為醫(yī)療成像技術(shù)帶來更多突破。

這種基于局部信噪比閾值調(diào)節(jié)的分光譜去相關(guān)光學(xué)相干斷層掃描血管造影方法為醫(yī)療成像領(lǐng)域帶來了新的希望和方向，我們期待它在未來能為更多患者的疾病診斷和治療提供幫助。