报告题目：基于多方向多尺度的视网膜图像分析及其在计算机辅助诊断中的应用

报告时间：6月2日（周五）上午10：00

报告地点：学科三号楼S410会议室

报告人：张炯 博士

主持人：徐军 教授

欢迎广大师生踊跃参加！

                                                                                                                                           江苏省大数据分析技术重点实验室

江苏省气象能源利用与控制工程技术研究中心

江苏省大气环境与装备技术协同创新中心

信息与控制学院

2017年6月1日

报告摘要：人体的多种疾病（比如糖尿病、高血压、心脏病和青光眼等疾病）会直接或间接的引起视网膜血管几何形态的变化（例如血管宽度，弯曲程度，血管增生和分叉角度的变化）。其中，糖尿病作为全球普遍存在的一个高发性疾病，目前正以极高的发病率严重影响着人们的身体健康和生活质量。在糖尿病视网膜病变的后期，药物治疗已经不再有效。所以，能够在病情发生的早期就能检测到视网膜内的变化，是对疾病发展进行控制和治疗的最佳手段。在目前的临床诊断当中，视网膜眼底相机为医生和患者提供了一种低成本、简单有效的病变检测途径。但在全球范围内还没有一个可以大规模使用的眼底疾病筛查系统，其瓶颈主要是疾病在眼底中呈现出多样性，导致筛查系统无法准确把握诊断信息，并且不能将医生的诊断经验转化为疾病决策模型。所以，对一个高质量、全自动、低成本的视网膜图像分析系统的需求变得尤为迫切，特别对中国进行的糖尿病视网膜病变的大规模筛查有重要意义。

本研究基于大脑视觉皮质启发的图像分析方法，设计一系列工具来支持计算机辅助诊断糖尿病，对视网膜图像中重要结构尤其是血管，进行增强、断裂填充、检测分割、几何生物标记的提取和大规模数据的统计分析。基于微分几何理论设计出一系列的模型，并用这些模型对视网膜图像当中的多方向、多尺度结构进行处理和分析。主要将二维视网膜图像映射到高维方向尺度空间（Orientation Score, OS）中进行处理。通过设计旋转平移不变操作对视网膜血管进行处理，并在三维方向空间中求解对应的左不变扩散偏微分方程，用不同的数值和解析方法来建立图像增强、噪音抑制和断裂填充的不同模型，并将其应用于视网膜图像当中。

为了识别与不同疾病最为相关的血管生物标记特征，本研究首先提出了一系列的方法，对分割后的视网膜血管进行动脉和静脉的分类、感兴趣区域内血管宽度的测量、血管曲率以及分形维度的计算。然后结合大量的临床数据来找出与某种疾病最为相关的一些几何特征来支撑对疾病的早期诊断。

报告人简介：张炯博士，2012年6月于西北农林科技大学信息工程学院获硕士学位，并于2017年3月获荷兰埃因霍芬理工大学博士学位，现于荷兰埃因霍芬理工大学生物医学工程学院从事医学图像分析和计算机智能辅助诊断方向的博士后工作。

博士期间，主要从事基于微分几何的多方向多尺度视网膜图像分析和处理，博士期间参与了“欧盟第七框架计划(FP7)-欧洲研究委员会(ERC)启动基金-基于李群分析的医学图像处理”，“中欧糖尿病研究合作基金”以及“中荷国际科技合作专项基金-基于激光扫描和层析成像的眼部疾病筛查方案”。设计开发了一系列针对视网膜血管分析方面的理论算法模型。

近五年以第一作者和合作作者身份共发表论文10余篇，其中以第一作者在《IEEE Transactions on Medical Imaging》和《Pattern Recognition》 等期刊上发表论文多篇。并担任顶级期刊《IEEE Transactions on Medical Imaging》，《Biomedical Optics Express》，《Scientific Reports》等9个期刊和国际生物医学成像会议MICCAI 的审稿人。