基于深度学习的角膜活体共聚焦显微镜图像辅助识别系统的构建及应用

目的构建基于深度学习的角膜活体共聚焦显微镜(IVCM)图像人工智能(AI)辅助识别系统,并评估其在临床上的应用价值。方法采用诊断试验研究方法,收集2021年5月至2022年9月于武汉大学人民医院及武汉大学中南医院行IVCM检查的331例受试者18860张角膜IVCM图像,经资深角膜专家对图像进行筛选分类后用于模型的训练及测试。模型包括低质量图像过滤模型、角膜图像诊断模型及角膜上皮层、前弹力层、基质层和内皮层4个层次识别模型,判断正常及异常角膜图像与对应角膜层次。选取360张独立于数据库的IVCM图像进行人机大赛,比较3位角膜专业高年资医师与人工智能对图片识别的准确度及用时。另选取8位未经过IVCM培训且临床经验少于3年的低年资医师对360张图像进行无模型辅助及模型辅助下识图,对2次评估结果进行差异分析以评估模型辅助效果。结果本诊断模型筛选高质量图像的准确度为0.954,在内部及外部测试集中,识别角膜正常/异常图像的总体准确度分别为0.916和0.896;在识别正常及异常图像的角膜层次中,内部测试集的准确度分别达到了0.983及0.925,外部测试集分别达到了0.988及0.929。人机大赛中,模型总体的识别准确度为0.878,与3名高年资医师的平均准确度相近,且评估速度远高于高年资医师,约为其300倍。低年资医师经机器辅助后对图像正/异常及层次诊断的总体平均准确度为0.816±0.043,明显高于模型辅助前的0.669±0.061,差异有统计学意义(t=6.304,P<0.001)。结论成功构建了一种基于深度学习的IVCM角膜图像辅助识别系统,可以较准确地分辨正常/异常图像并诊断图像对应角膜层次,能够提高临床诊断效率并辅助医师训练学习。

新疆和田地区设施农业发展现状、问题及对策建议——以第十四师昆玉市为例

近年来和田地区设施农业由高速增长阶段转向高质量发展阶段,已成为当地职工增收致富、助推乡村振兴的支柱产业。本文作者通过调查第十四师昆玉市各团(镇)设施农业的产业规模、经营模式、生产效益,比较了不同经营主体、温室类型和作物类型的收益水平。同时,深入探讨了第十四师昆玉市设施农业发展存在的一些问题和不足,并提出了相应的对策与建议,对和田地区及第十四师昆玉市设施农业的智能、绿色、高效发展有参考作用和指导意义。

MiR-497对角膜新生血管的抑制作用及其靶向STAT3调控机制

目的探讨miR-497在碱烧伤诱导的角膜新生血管(CNV)形成过程中的作用及其机制。方法选用健康清洁级6~8周龄野生型(WT)C57BL/6小鼠42只以及成功鉴定为CRISPR/Cas9介导的miR-497敲除(KO)和过表达转基因(TG)小鼠各42只,分别作为WT组、KO组和TG组。构建角膜碱烧伤模型,分别于造模后第3、7、14、21天行裂隙灯显微镜检查并进行角膜上皮损伤评分和角膜基质混浊评分,测量CNV面积;采用组织病理染色法观察角膜结构变化和炎症细胞的表达;采用免疫组织化学染色法检测角膜组织中CD31的表达;采用荧光素酶报告基因检测miR-497与信号转导及转录激活蛋白3(STAT3)之间的靶向结合关系;采用实时荧光定量PCR法检测各时间点小鼠角膜组织中miR-497以及血管内皮生长因子A(VEGFA)、肿瘤坏死因子(TNF)-α、白细胞介素(IL)-6、IL-1β、单核细胞趋化蛋白(MCP)-1 mRNA的相对表达量变化;采用Western blot法检测各组造模后14 d角膜组织中STAT3、p-STAT3蛋白的表达。结果小鼠角膜碱烧伤后出现角膜损伤和炎症细胞浸润,同时出现CNV。角膜上皮损伤评分、角膜基质混浊评分和CNV面积呈现先升高后降低的趋势,并在造模后第14天时达峰值。各组造模后不同时间点角膜上皮损伤评分、角膜基质混浊评分、CNV面积和CD31阳性细胞数总体比较差异均有统计学意义(F_(分组)=49.19、34.56、44.56、77.56,均P<0.01;F_(时间)=51.62、65.62、71.32、46.12,均P<0.01);其中KO组各时间点角膜上皮损伤评分、角膜基质混浊评分、CNV面积和CD31阳性细胞数均高于WT组和TG组,TG组各指标均低于WT组,差异均有统计学意义(均P<0.05)。在野生型STAT3共转染细胞中,miR-497组荧光素酶活性明显低于miR-阴性对照组和正常对照组,差异有统计学意义(均P<0.05);在突变型STAT3转染细胞中,各组间荧光素酶活性比较,差异无统计学意义(F=0.69,P=0.56)。WT组、KO组、TG组造模后14 d角膜组织中miR-497的相对表达量分别为0.68±0.11、0.41±0.06、1.05±0.14,均明显低于造模前的1.00±0.04、0.56±0.07、1.34±0.11,差异均有统计学意义(均P<0.01)。造模后第14天,KO组STAT3及p-STAT3蛋白相对表达量均明显高于WT组和TG组,TG组各蛋白相对表达量低于WT组,差异均有统计学意义(均P<0.05)。各组造模后各时间点VEGFA、TNF-α、IL-6、IL-1β和MCP-1 mRNA相对表达量均明显高于造模前,KO组各mRNA相对表达量明显高于同时间点WT组和TG组,TG组各mRNA相对表达量明显低于同时间点WT组,差异均有统计学意义(均P<0.01)。结论MiR-497可抑制碱烧伤诱导的角膜炎症反应及CNV形成,其可能通过靶向STAT3抑制炎症信号通路的激活。

角膜接触镜相关细菌性角膜炎的研究进展

角膜接触镜(CL)现已成为常见的视力矫正手段之一,随着其材料与功能的不断开发,在全球有超过1.4亿的使用者且需求量逐年递增。配戴CL可导致如干眼、角膜擦伤、巨乳头性结膜炎在内的多种并发症,感染性角膜炎是其中最为严重的一种。研究发现CL相关感染性角膜炎的病原体主要以细菌为主,所占比例可达80%~95%,或与其菌体成分、毒力机制、生物膜形成等特点及镜片本身与使用过程易于引入病原并降低角膜及泪液的抗菌能力、造成眼表缺氧与眼表炎症有关。过夜配戴与长时间配戴镜片,不规范的镜片购买、使用及护理流程等也可成为细菌感染的危险因素。本文主要就CL相关细菌性角膜炎的发病机制、危险因素、诊断、治疗及预防相关研究进行综述。

麦粒肿的中、西医治疗进展

麦粒肿是眼部常见病,本研究对麦粒肿的中、西医治疗研究进展进行综述,发现西医认为麦粒肿主要是金黄色葡萄球菌感染引起的急性化脓性炎症,早期治疗多以抗生素及理疗为主,严重者予以手术治疗,另外激光及超短波等丰富了西医治疗麦粒肿的方法,反复发作者可考虑疫苗接种或自体免疫疗法。中医对麦粒肿早有认识,以其药效温和、擅调理的优势可弥补西医的不足,治疗包括中药内服和(或)外用、针灸、刮痧、拔罐和推拿等,但目前仍缺乏高质量的证据评估上述治疗方案的有效性及安全性。现代理论及技术为麦粒肿治疗提供新思路,在西医基础上根据中医理论行个体化的中西医结合治疗,是今后麦粒肿治疗的趋势。

角膜基质修复的机制和调控因素研究进展

角膜基质是维持角膜透明度的重要结构。外伤、感染、手术等可造成角膜基质损伤,引起修复的过程包括基质细胞表型改变、细胞外基质重塑、免疫细胞迁移。当基质严重受损,肌成纤维细胞增多和细胞外基质沉积发生基质纤维化反应,形成角膜瘢痕,是全球致盲的主要原因。目前治疗方式主要是角膜移植手术,因角膜供体资源短缺、手术技巧要求和术后移植排斥风险等治疗效果不佳。近年来,各种分子、细胞和组织对角膜基质损伤修复的调控机制取得一定研究进展。本文就角膜基质损伤修复的机制和角膜损伤原因、角膜结构、分子因素对角膜基质损伤修复的调控进行综述,为探索促进角膜基质修复和再生的途径提供新思路,希望帮助临床预防角膜瘢痕的发生。

基于深度学习算法的前房角超声生物显微镜图像自动评估系统

目的:探讨一种基于深度学习算法的前房角(ACA)超声生物显微镜(UBM)图像分析系统的临床应用价值。方法:收集2021-01/2022-06于武汉大学人民医院眼科中心进行UBM检查的受试者675名1 130眼的UBM图像4 196张构建图像数据集。采用Unet++网络对ACA组织自动分割,并开发一种支持向量机(SVM)算法对房角开闭状态进行自动分类,同时开发一种自动定位巩膜突、测量ACA参数的算法。另选取黄石爱尔眼科医院的受试者127名221眼的UBM图像631张和武汉大学中南医院的受试者188名257眼的UBM图像594张评估该系统在不同环境下的性能。结果:本研究构建的分析系统对房角开闭状态识别的准确度为95.71%;ACA角度参数测量值的组内相关系数(ICC)均大于0.960,ACA厚度参数测量值的ICC均大于等于0.884,且该系统对ACA参数的准确测量部分依赖于巩膜突的准确定位。结论:本研究构建的智能分析系统能够准确有效地自动评估ACA图像,是一种有潜力的快速识别ACA结构的筛查工具。

miR-497对糖尿病小鼠角膜上皮损伤修复的抑制作用及其靶向wnt3a调控机制

目的探讨miR-497对糖尿病小鼠角膜上皮愈合的抑制作用及其可能机制。方法取40只健康清洁级野生型C57BL/J6小鼠, 采用随机数字表法平均分为空白对照组和模型对照组, 另取CRISPR/Cas9介导的miR-497敲除小鼠和miR-497过表达小鼠各20只, 分别作为miR-497敲除组和miR-497过表达组。对模型对照组、miR-497敲除组、miR-497过表达组小鼠连续腹腔注射链脲佐菌素(STZ)构建糖尿病模型, 空白对照组小鼠注射等量枸橼酸钠缓冲液, 正常饲养8周。糖尿病模型建立成功后通过刮除角膜中央直径2 mm上皮, 进一步构建角膜上皮损伤模型。采用角膜荧光素钠染色观察角膜上皮损伤后0、12、24和36 h各组小鼠角膜上皮缺损面积。采用Western blot法检测各组小鼠角膜组织中wnt3a、β-catenin蛋白表达;采用实时荧光定量PCR法检测各组小鼠角膜组织miR-497以及细胞增生相关基因CyclinD1、c-Myc、Ki-67 mRNA水平表达。采用双荧光素酶报告基因实验检测miR-497与wnt3a的靶向性关系。体外培养人角膜上皮细胞(HCEC), 通过Lipo8000分别转染miR-497 mimics、miR-497 mimics阴性对照、miR-497 inhibitor、miR-497 inhibitor阴性对照, 作为miR-497 mimics组、mimics阴性对照组、miR-497 inhibitor组、inhibitor阴性对照组, 并在含25%葡萄糖的高糖培养基中培养;另取2个组HCEC分别置于含5%及25%葡萄糖的培养基进行培养, 作为正常对照组及高糖组。采用CCK8检测各组细胞增生活力。结果注射STZ后8周, 各糖尿病模型组小鼠血糖浓度明显高于空白对照组, 体质量明显低于空白对照组, 差异均有统计学意义(均P<0.05)。模型对照组损伤角膜上皮后12、24和36 h角膜上皮缺损面积百分比明显高于相应时间点空白对照组和miR-497敲除组, 低于miR-497过表达组, 差异均有统计学意义(均P<0.05)。模型对照组角膜组织中wnt3a、β-catenin蛋白相对表达量明显低于空白对照组和miR-497敲除组, 高于miR-497过表达组, 差异均有统计学意义(均P<0.05)。模型对照组CyclinD1、c-Myc和Ki-67 mRNA相对表达量均低于miR-497敲除组, 高于miR-497过表达组, 差异均有统计学意义(均P<0.05)。模型对照组、miR-497敲除组和miR-497过表达组miR-497相对表达量分别为1.00±0.02、0.63±0.06和1.48±0.03, 总体比较差异均有统计学意义(F=19.62, P<0.01)。野生型Wnt3a转染细胞中miR-497-5p mimics组荧光素酶活性低于miR-497-5p阴性对照组和空载体组, 差异均有统计学意义(均P<0.05);突变型wnt3a转染细胞中, 各组荧光素酶活性比较差异无统计学意义(F=0.73, P=0.59)。高糖组细胞增生A值为0.59±0.03, 明显低于正常对照组的0.59±0.03和miR-497 inhibitor组的0.88±0.08, 明显高于miR-497 mimics组的0.48±0.11, 差异均有统计学意义(均P<0.05)。结论沉默miR-497表达可能通过靶向激活wnt/β-catenin通路促进糖尿病小鼠角膜上皮缺损修复。

三维编织异型碳纤维预制体的研究

新一代武器装备的快速发展和战略技术指标的不断提高,迫切需要在高性能纤维增强复合材料生产工艺和制备技术方面加速攻关突破。三维编织碳纤维预制体由于其可设计性强,特殊的耐腐蚀性能,耐疲劳性好等优点,在各种武器装备的轻量化、小型化和高性能化上起到了至关重要的作用。以三维编织异型碳纤维预制体为对象,研究数字模拟三维编织动程,分析分散减纱工艺及不等层设计工艺原理,为三维编织异型碳纤维预制体的净近成型的实现作理论参考。

小鼠角膜碱烧伤行羊膜移植对MMP-9、TIMP-1在新生血管形成中的影响

目的探讨小鼠角膜碱烧伤行羊膜移植对基质金属蛋白酶9(matrixmetalloproteinase9,MMP9)、金属蛋白酶组织抑制剂1(tissueinhibitorofmetalloproteinase1,TIMP1)在新生血管形成中的影响以及MMP9及TIMP1在角膜新生血管形成中的作用。方法昆明小鼠40只,随机分为实验组和对照组,每只鼠均取右眼为实验眼。采用1mol·L-1NaOH溶液烧伤小鼠角膜,建立炎症性角膜碱烧伤动物模型。对实验组小鼠右眼角膜行羊膜移植,对照组不行羊膜移植。分别在羊膜移植后的0d、2d、7d、14d处死2组小鼠,摘除右眼球,行免疫组织化学染色并用计算机图像分析系统检测2组小鼠MMP9及TIMP1在角膜中的分布及其平均吸光度值的变化。结果免疫组化结果:对照组碱烧伤角膜后第2d,可见MMP9出现表达,第7dMMP9的染色较第2d增强,基质层可见大量新生血管,且血管内皮细胞可见表达,14d达高峰;TIMP1开始表达不明显,第7d出现表达,14d达高峰。羊膜移植组各时间点MMP9表达低于对照组,而TIMP1表达高于对照组。结论碱烧伤后小鼠角膜中MMP9表达增加,在新生血管形成的过程中起一定作用。羊膜可能具有抑制MMP9在碱烧伤小鼠角膜中表达的作用,而且羊膜同时促使TIMP1在后期表达水平升高,从而抑制MMP9的活性,抑制和减缓碱烧伤后角膜新生血管的发生和发展。

羊膜移植对实验性HSK中基质金属蛋白酶表达的影响

目的研究羊膜移植(AMT)对单纯疱疹性角膜炎(HSK)中基质金属蛋白酶(MMP-2,-9)表达的影响。方法40只BALB/c小鼠角膜感染Ⅰ型单纯疱疹病毒(HSV-1),实验组角膜行AMT。术后第0、2、7、14 d取出角膜。常规病理切片、免疫组化染色和计算机图像分析检测角膜中MMP-2及-9的表达及平均光度值的变化。结果对照组20只鼠眼中17只发生HSK;AMT组仅有9只眼发生,差异有显著统计学意义(P<0.01)。AMT组角膜上皮、基质病变程度及新生血管发生率明显低于对照组(P<0.05)。免疫组化及图像分析显示对照组角膜细胞和浸润炎性细胞中表达的MMP-2及-9在第2 d增加,14 d时达高峰。AMT组各时间点MMP-2及-9表达低于对照组,差异有显著统计学意义(P<0.05)。结论羊膜移植可能通过抑制角膜细胞及浸润的炎症细胞产生MMPs,从而抑制HSK的发生和发展。

硅烷偶联剂表面改性UHMWPE纤维的工艺优化

以硅烷偶联剂KH-550在不同条件下处理超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维,采用正交实验方法,以硅烷偶联剂KH-550的浓度(A)、处理温度(B)、处理时间(C)为因素,以UHMWPE纤维的断裂强力、界面剪切强度(τ)为实验指标,研究了硅烷偶联剂KH-550处理UHMWPE纤维的最佳工艺条件。结果表明:UHMWPE纤维断裂强力的影响因素主次顺序为A,B,C,τ的影响因素主次顺序为B,A,C;硅烷偶联剂KH-550处理UHMWPE纤维的最优工艺为硅烷偶联剂KH-550质量分数17.5%,处理温度55℃,处理时间7 h,在此条件下得到的UHMWPE纤维的断裂强力为41.15 cN,断裂强力损失率为2.44%,τ为1.359MPa,τ的增加率为35.22%。

基质金属蛋白酶在实验性单纯疱疹性角膜炎中的分布表达

目的 明确角膜感染Ⅰ型单纯疱疹病毒(HSV-1)后基质金属蛋白酶(MMPs)及其组织抑制剂(TIMPs)在角膜中的分布。方法 HSV-1(KOS株)接种于BALB/c小鼠角膜上。分别收集正常眼球及感染后第2、7、14及28d的感染眼球行石蜡包埋,并应用抗MMP-2、-8、-9及TIMP-1、-2的抗体免疫染色角膜切片。结果 感染后第2d,MMP-2、-9及TIMP-1、-2的表达比未感染眼增加且表达主要位于浅表基质层及上皮下的炎性细胞中。感染后第14d及28d可见坏死性角膜炎及角膜溃疡形成,角膜基质中及浸润的炎性细胞中尤其是溃疡处可见MMP-2、-9及TIMP-1、-2表达显著增加。溃疡区域可见大量MMP-8阳性染色的中性粒细胞。结论 HSV-1角膜感染后由角膜细胞及浸润的炎性细胞分泌产生的MMPs对于上皮性角膜炎及溃疡形成过程可能起重要作用。

光学相干断层扫描诊断黄斑部视网膜前膜的评价

目的 探讨黄斑部视网膜前膜的光学相干断层扫描 (OCT)图像特征及临床应用价值。方法 对特发性黄斑前膜 9例和继发性黄斑前膜 13例患者进行经黄斑中心凹的OCT线性扫描并测量膜厚度。结果 OCT图像能清晰显示与视网膜分离或部分分离的前膜 13例 ,并可显示与视网膜紧密粘连的前膜及其对视网膜的牵拉形态改变。结论 OCT能直接客观地显示黄斑前膜横断面特征及其与玻璃体视网膜的关系并能提供定量的分析。

环孢素A临床应用的研究进展

环孢素A是一种新型强效的免疫抑制剂,以其作用强、特异性高而广泛应用于防治多种器官移植术后的免疫排斥反应。研究发现环孢素A对抑制免疫排斥反应、中重度干眼症治疗、蚕食性角膜溃疡及自身免疫性眼科疾病等均有显著疗效。现对目前环孢素A在眼科临床上的应用进展作一综述。

硅烷偶联剂对芳纶的优化改性

采用硅烷偶联剂KH-550对芳纶进行表面处理。通过单因素法分析硅烷偶联剂KH-550在不同处理条件(浓度、温度和时间)下芳纶的断裂强力和界面剪切强度;再通过正交实验法得到硅烷偶联剂KH-550改性芳纶的最佳方案。结果表明,硅烷偶联剂KH-550表面处理芳纶的最优工艺为:浓度20%,温度55℃,时间7 h;得到芳纶的界面剪切强度增加率远远高于断裂强力损失率,芳纶的断裂强力损失率为7.79%,界面剪切强度增加率为14.59%,有利于纤维与树脂界面的结合。

实验性单纯疱疹性角膜炎中基质金属蛋白酶-2的表达研究

目的:探讨I型单纯疱疹病毒（HSV-1）感染对角膜基质金属蛋白酶-2（MMP-2）分布表达的影响。方法:分别收集正常眼球及HSV-1（KOS株）感染后第2,7,14,28d的感染眼球行石蜡包埋,并应用抗MMP-2的多克隆抗体免疫染色角膜切片。结果:感染后第2d,MMP-2的表达比未感染眼增加且表达主要位于浅表基质层及上皮下的炎性细胞中。感染后第7d,MMP-2的表达较第2d减弱。而感染后第14及28d可见角膜基质中及浸润的炎性细胞中尤其是溃疡处可见MMP-2的表达再次显著增加。结论:由角膜细胞及浸润的炎性细胞分泌产生的MMP-2对HSV-1感染所致上皮性角膜炎及角膜溃疡形成可能起重要作用。

芳纶表面改性及其性能表征

采用硅烷偶联剂KH-550对芳纶进行表面处理,以此提高芳纶的摩擦性和表面浸润性。通过对改性前后芳纶的表面性能进行测试分析,得出经硅烷偶联剂KH-550处理后芳纶的润湿性增强,纤维表面粗糙度和比表面积增大,表面活性基团数目增多,纤维结晶度降低,热性能几乎不受影响,纤维与树脂的粘结性得到了提高。这些变化说明处理后纤维与树脂的界面结合性能增加,也可进一步提高复合材料的力学性能。

纬编针织交织复合材料的制备工艺研究

以芳纶纤维和超强聚乙烯纤维为原料,采用横机设计并编织3种交织增强体织物,对下机后各种织物的基本参数进行测试并分析各种组织的特点;总结了编织时容易出现的技术问题,给出了相应的解决办法。再以芳纶与超强聚乙烯纤维交织织物为增强体,环氧乙烯基酯树脂为基体,采用生产效率高、外形尺寸控制准确、对结构复杂制品可一次成型的模压成型工艺,制备出3种纬编针织交织增强体复合材料。

巩膜瓣下深层纵形小梁切除术的超声生物显微镜观察

目的 通过超声生物显微镜（UBM）观察巩膜瓣下深层纵形小梁切除术后的房角情况并探讨其术式的降眼压机制。方法 采用巩膜瓣下深层纵形小梁切除术对患各种不同类型青光眼的85名患者进行手术治疗，在术后检查以及其后的随访期间使用加拿大OTI Scan1000型超声生物显微镜观察其术眼并监测眼压，随访时间3-30个月，平均（7.9±6.2）个月。结果 UBM观察术后均形成明显弥散性滤过泡，平均眼压（14.22±3.62）mmHg。随访过程中，54眼有功能性滤泡;16眼术后2-3个月功能性滤过泡消失。结论 UBM检查能直观地了解巩膜瓣下深层纵形小梁切除术后的眼前段状态，并能对该手术的降眼压效果及术后远期疗效作出评估。