基于端到端深度神经网络和图搜索的OCT图像视网膜层边界分割方法

视网膜层边界的形态变化是眼部视网膜疾病出现的重要标志,光学相干断层扫描(optical coherence tomography,OCT)图像可以捕捉其细微变化,基于OCT图像的视网膜层边界分割能够辅助相关疾病的临床判断.在OCT图像中,由于视网膜层边界的形态变化多样,其中与边界相关的关键信息如上下文信息和显著性边界信息等对层边界的判断和分割至关重要.然而已有分割方法缺乏对以上信息的考虑,导致边界不完整和不连续.针对以上问题,提出一种“由粗到细”的基于端到端深度神经网络和图搜索(graph search,GS)的OCT图像视网膜层边界分割方法,避免了非端到端方法中普遍存在的“断层”现象.在粗分割阶段,提出一种端到端的深度神经网络—注意力全局残差网络(attention global residual network,AGR-Net),以更充分和有效的方式提取上述关键信息.具体地,首先设计一个全局特征模块(global feature module,GFM),通过从图像的4个方向扫描以捕获OCT图像的全局上下文信息;其次,进一步将通道注意力模块(channel attention module,CAM)与全局特征模块串行组合并嵌入到主干网络中,以实现视网膜层及其边界的上下文信息的显著性建模,有效解决OCT图像中由于视网膜层形变和信息提取不充分所导致的误分割问题.在细分割阶段,采用图搜索算法去除AGR-Net粗分割结果中的孤立区域或和孔洞等,保持边界的固定拓扑结构和连续平滑,以实现整体分割结果的进一步优化,为医学临床的诊断提供更完整的参考.最后,在两个公开数据集上从不同的角度对所提出的方法进行性能评估,并与最新方法进行比较.对比实验结果也表明所提方法在分割精度和稳定性方面均优于现有方法.

谱域OCT技术在非球面镜面型测量中的应用

大多数光学系统都会用到光学透镜,球面镜、非球面镜在光学系统中的合理运用可使系统的成像深度更大,成像分辨率更高。同时对光学透镜的生产和检测提出了更高的技术要求。传统非球面镜检测方法一般是容易对镜面造成损坏的接触式测量以及测量时间长、检测口径有限的轮廓仪检测法。为此,文章提出一种基于谱域OCT技术的非接触式测量方法,解决了OCT在扫描高透光的非球面透镜时,透镜表面不规则散射光导致难以成像的问题,可以快速高效地对非球面透镜进行扫描成像,通过对采集到的图像数据进行面型拟合,进而计算出非球面镜的面型参数,包括非球面半径和非球面系数,为非球面镜的检测提供一种准确高效、无镜面损伤风险的技术支持。

视网膜静脉阻塞继发黄斑水肿中OCT生物标志物的研究进展

视网膜静脉阻塞(RVO)是第二常见的致盲性视网膜血管性疾病,其继发的黄斑水肿(ME)是导致中心视力损害的重要原因。光学相干断层扫描(OCT)可生成高分辨率的组织横截面图像,清楚地显示视网膜和脉络膜的各层结构,OCT生物标志物对RVO-ME的早期精准诊断、疾病发展的预示及视力预后的判断具有重要意义。文章对OCT下RVO-ME的视网膜厚度、视网膜内层结构紊乱、视网膜内层超反射率、外界膜及椭圆体带的完整性、中央凹第三高反射带、高反射点、急性黄斑旁中心中层视网膜病变、中界膜征、浆液性视网膜脱离高度、黄斑体积以及脉络膜厚度等生物标志物进行综述,以期为RVO-ME病情评估、治疗方案的制定以及视功能的预后判断提供客观依据。

OCT和OCTA生物学标志物在糖尿病性黄斑水肿预后和监测中的应用

糖尿病性黄斑水肿(DME)是糖尿病视网膜病变(DR)的并发症,也是DR患者视力下降和失明的主要原因。光学相干断层扫描(OCT)和光学相干断层扫描血管造影(OCTA)作为无创、非侵入性评估视网膜各层微结构和微血管病理改变的主要检查手段,是检测和评估DME的常用方法。随着OCT和OCTA技术的不断发展,各种参数被赋予生物标志物的作用,例如中央凹厚度(CST)、黄斑部平均厚度(CAT)和黄斑部容积(CV)、视网膜内层结构紊乱(DRIL)、高反射灶(HRF)和中央凹下神经视网膜脱落(SND)等,广泛运用于临床。OCT可以直观显示黄斑区视网膜及脉络膜的层次变化和细微结构,而OCTA更常运用于微血管改变。本文就OCT及OCTA相关生物学标志物在DME中预后和监测的作用进行阐述,同时检测结果中可见的生物学标志物可以为DME的监测和治疗策略提供新思路,并为DR和DME的发病机制提供新的见解。

探讨IVUS和OCT在冠状动脉易损斑块中的研究价值

大多数急性冠状动脉综合征(ACS)都是由不稳定斑块导致的冠状动脉血栓栓塞引起的。尽管及时开通了致病血管,但未阻塞血管中的易损斑块仍对患者的长期预后构成重大威胁。因此,动态评估冠心病患者易损斑块的变化尤为重要。腔内成像技术(IVUS和OCT)可直观、准确地显示易损斑块的不同特征,因此被广泛运用于临床。本文通过对比IVUS和OCT在观察冠状动脉易损斑块方面的优缺点,以此介绍腔内技术在提高精准医疗方面的进一步发展,并探讨了易损斑块的早期诊断和合理干预。

OCT和OCTA在特发性黄斑前膜术后视力预测中的研究进展

特发性黄斑前膜(IERM)是指一类没有任何已知其他眼病的黄斑前膜,多发于50岁以上的中老年人。随着IERM的进展,会引起黄斑区视网膜结构和功能的改变,引起视力下降、视物变形等症状。目前关于IERM的发病机制尚不明确,手术是主要的治疗方式,但对于手术时机尚未标准化,术后的视力恢复结局也存在差异。光学相干断层扫描(OCT)和OCT血管成像(OCTA)作为一种无创、快速的检测手段,可观察黄斑区视网膜微结构和血流变化,已经在临床中广泛应用。利用OCT和OCTA各参数去预测术后视力已经成为IERM的研究热点。本文就OCT与OCTA各参数和IERM术后视力预测的相关研究现状进行综述,以期为临床工作者确定手术时机,权衡手术收益和风险时提供依据。

SS-OCT在角膜成像中的应用进展

成像技术的进步彻底改变了眼科领域,改变了我们对眼科疾病的理解、诊断和治疗。扫频源光学相干断层扫描(SS-OCT)是一种最新的非接触式高分辨率成像技术。它进一步提高了成像深度和扫描速度,增加了新的算法和功能。SS-OCT允许对角膜结构进行三维评估,提供角膜前、后表面的曲率和高度图以及角膜厚度图。这可以帮助眼科医生筛查和诊断角膜病变,如圆锥角膜、角膜营养不良和变性。SS-OCT更快、更精准和更灵敏的角膜测量有助于对即将进行角膜和屈光手术的患者做好术前计划和术后监测。文章总结SS-OCT技术的发展及其在角膜疾病中潜在的临床效用与在手术中的应用进展,以支持更多未来可能的研究和临床治疗。

一种快速的OCT内外指纹提取方法

针对现有光学层析成像(optical coherence tomography,OCT)技术中内外部指纹提取算法速度较慢的问题,尤其是许多算法在提取指纹之前需要耗时的原始体数据去噪操作,为了解决这一问题,提出了一种简单快速的OCT内外部指纹提取算法。对于OCT指纹体数据,首先根据每张轴向切片(B-scan)图像的一阶微分最大值,拟合一条基本覆盖角质层轮廓的曲线,然后再根据一阶微分的次最大值,拟合出一条基本穿过活性表皮交界处轮廓脊谷处的曲线,最后在这两个曲线上下各N个像素点的位置,利用两条曲线附近的灰度值均值信息,按B-scan图片顺序进行拼接,生成提取到的内外部指纹图像。通过实验确定了N的最佳取值,然后与现有的内外部指纹提取算法对比,证明所提出的算法能够在不降低指纹质量的情况下,快速地提取出内外部指纹图像,提取内外部指纹的时间比层次聚类算法和梯度法都快很多倍。

高频超声联合OCT在增生型糖尿病视网膜病变中的应用价值

探讨高频超声联合OCT在增生型糖尿病视网膜病变中的应用价值。方法 回顾性分析2021年8月-2023年3月于我院就诊并确诊的增生型糖尿病视网膜病变(PDR)患者96例(176眼),所有患者均行常规检眼镜、高频超声及光学相干断层扫描(OCT)检查,比较不同检查方法及高频超声联合OCT检查对PDR眼底病变检出情况。结果 176只患眼经高频超声检查,检出132眼,检出率为75%;经常规检眼镜检查,检出112眼,检出率为63%;经OCT检查,检出118眼,检出率为67%,三者检出率差异无统计学意义(P>0.05);经高频超声联合OCT检查,检出166眼,检出率为94%,高频超声联合OCT对PDR眼底病变检出率高于常规检眼镜、高频超声、OCT单一检查,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 高频超声联合OCT可以显著提高PDR患者眼底病变的检出率,为临床诊疗提供可靠依据。

急性冠脉综合征患者血清尿酸水平与罪犯血管斑块OCT特征的关联性研究

目的探讨急性冠脉综合征(ACS)患者血清尿酸(sUA)水平与罪犯血管斑块特征的关联性。方法回顾性分析2018年1月至2022年10月青岛大学附属烟台毓璜顶医院心血管内科收治的268例ACS患者的临床资料,根据sUA水平将其分为高sUA组(≥6 mg/dL,117例)和低sUA组(<6 mg/dL,151例)。比较两组一般临床资料以及冠脉造影和光学相干断层扫描(OCT)检查资料,通过多因素回归分析sUA水平与罪犯血管斑块特征的关联性。结果高sUA组体质量指数水平高于低sUA组,男性、合并高脂血症的人数比例大于低sUA组,年龄小于低sUA组,差异均有统计学意义(P<0.05)。高sUA组血红蛋白、肌酐、甘油三酯、脂质蛋白a和同型半胱氨酸水平高于低sUA组,差异均有统计学意义(P<0.05)。低sUA组侧支循环形成率高于高sUA组,差异有统计学意义(P<0.05)。两组其余冠脉造影指标比较差异无统计学意义(P>0.05)。高sUA组管腔狭窄率、近端管腔参考面积、远端管腔参考面积、红色血栓形成率、巨噬细胞浸润率均高于低sUA组,差异有统计学意义(P<0.05)。多因素分析结果显示,sUA水平升高是促进红色血栓[OR(95%CI)=1.490(1.071~2.075),P=0.018]和巨噬细胞浸润[OR(95%CI)=1.278(1.045~1.563),P=0.017]发生的危险因素,与近端管腔参考面积呈正关联[β(95%CI)=0.492(0.155~0.828),P=0.004]。结论sUA水平升高是促进红色血栓形成和巨噬细胞浸润发生的危险因素,值得临床医师关注。

Artificial intelligence for the detection of glaucoma with SD-OCT images:a systematic review and Meta-analysis

●AIM:To quantify the performance of artificial intelligence(AI)in detecting glaucoma with spectral-domain optical coherence tomography(SD-OCT)images.●METHODS:Electronic databases including PubMed,Embase,Scopus,ScienceDirect,ProQuest and Cochrane Library were searched before May 31,2023 which adopted AI for glaucoma detection with SD-OCT images.All pieces of the literature were screened and extracted by two investigators.Meta-analysis,Meta-regression,subgroup,and publication of bias were conducted by Stata16.0.The risk of bias assessment was performed in Revman5.4 using the QUADAS-2 tool.●RESULTS:Twenty studies and 51 models were selected for systematic review and Meta-analysis.The pooled sensitivity and specificity were 0.91(95%CI:0.86–0.94,I2=94.67%),0.90(95%CI:0.87–0.92,I2=89.24%).The pooled positive likelihood ratio(PLR)and negative likelihood ratio(NLR)were 8.79(95%CI:6.93–11.15,I2=89.31%)and 0.11(95%CI:0.07–0.16,I2=95.25%).The pooled diagnostic odds ratio(DOR)and area under curve(AUC)were 83.58(95%CI:47.15–148.15,I2=100%)and 0.95(95%CI:0.93–0.97).There was no threshold effect(Spearman correlation coefficient=0.22,P>0.05).●CONCLUSION:There is a high accuracy for the detection of glaucoma with AI with SD-OCT images.The application of AI-based algorithms allows together with“doctor+artificial intelligence”to improve the diagnosis of glaucoma.

基于改进MobileNetV2神经网络的视网膜OCT图像多分类

光学相干断层成像(optical coherence tomography,OCT)是一种具有无接触、高分辨率等特点的新型眼科医学诊断方法,现在已经作为医生临床诊断眼科疾病的重要参考物,但人工分类疾病费时费力,视网膜病变的早期发现和临床诊断至关重要.为了解决该类问题,本文提出了一种基于改进MobileNetV2神经网络对视网膜OCT图像多分类识别方法.此方法利用特征融合技术处理图像并设计增加注意力机制改进网络模型,二者在极大程度上提高OCT图像的分类准确率.与原有算法相比,分类效果具有明显提升,本文模型的分类准确率、召回值、精确度、F1值分别达到98.3%、98.44%、98.94%、98.69%,已经超越人工分类的准确率.此类方法不仅在实际诊断中加快诊断流程、降低医生负担、提高诊断质量,同时也为眼科医疗研究提供新的方向.

OCT及OCTA观察垂体腺瘤患者黄斑区视网膜结构和微循环的改变

目的:应用光学相干断层扫描(OCT)及光学相干断层扫描血管成像(OCTA)观察垂体腺瘤(PA)患者黄斑区视网膜结构和微循环的改变。方法:横断面研究。纳入2021-09/2023-03在广东医科大学附属医院神经外科治疗的PA患者40例作为PA组,另选取年龄、性别相匹配的健康志愿者42例作为正常对照组,均进行视野、OCT和OCTA检查,并分析PA患者眼部参数的相关性。结果:PA组患者黄斑区视网膜各层血管密度(VD)均低于正常对照组,且黄斑区浅层血管复合体(SVC)-VD与神经节细胞复合体(mGCC)厚度(除内环鼻侧、外环下方)均呈正相关(P<0.05),黄斑区各象限mGCC厚度、视盘周围各象限视网膜神经纤维层(CP-RNFL)厚度与视野平均缺损(MD)值均呈负相关(P<0.05),中心凹无血管区(FAZ)面积与MD值呈正相关(P<0.05)。结论:OCT与OCTA检查相结合可以全面了解PA患者视网膜结构和微循环功能的微观变化,对评估PA患者术前视功能具有重要价值。

子宫内膜异位症不孕患者miR-145与Fascin-1、OCT4的相关性及临床意义

目的 研究子宫内膜异位症(EMs)不孕患者miR-145与Fascin-1、OCT4的相关性及临床意义。方法 选择2020年1月至2022年1月于重庆高新区第一人民医院行腹腔镜手术的100例EMs不孕患者作为研究组,留取异位子宫内膜组织;另取同期因宫腔粘连行宫腔镜手术的55例患者作为对照组,留取正常子宫内膜组织。检测两组以及EMs组中不同AFS分期患者内膜组织中miR-145、Fascin-1、OCT4的表达水平,分析EMs组中miR-145与Fascin-1、OCT4表达的相关性,随访EMs不孕患者术后1年的自然妊娠情况,比较EMs组中不同miR-145表达患者术后自然妊娠率。结果 EMs组子宫内膜组织中miR-145的表达水平及Fascin-1、OCT4的mRNA和蛋白表达水平均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);EMs组中AFSⅢ~Ⅳ期患者子宫内膜组织中miR-145的表达水平及Fascin-1、OCT4的mRNA和蛋白表达水平均高于Ⅰ~Ⅱ期患者,差异有统计学意义(P<0.05);EMs组患者子宫内膜组织中miR-145的表达水平与Fascin-1、OCT4的mRNA和蛋白表达水平均呈正相关(P<0.05);根据EMs组患者子宫内膜组织中miR-145表达水平的中位数分为miR-145高表达患者和低表达患者,miR-145高表达患者术后累积自然妊娠率低于miR-145低表达患者,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 EMs不孕患者子宫内膜组织中miR-145表达增加与Fascin-1、Oct4表达增加及术后自然妊娠率降低有关。

不同OCT分型糖尿病黄斑水肿临床治疗效果比较

分析比较不同OCT分型糖尿病黄斑水肿病人的临床治疗效果。方法 将收入的罹患糖尿病黄斑水肿者共90例,根据OCT分型检查结果,均分为三组(n=30),A组黄斑囊样水肿,B组弥漫性黄斑水肿,C组浆液性视网膜脱离。所有病人均采用地塞米松植入剂植入进行治疗,比较各组最佳矫正视力、黄斑中心凹厚度、眼压水平的情况,并对发生的不良事件统计分析。结果 三组病人之间术后的最佳矫正视力、黄斑中心凹厚度、眼压水平均得到改善,且组间存在一定的差异性(P<0.05),三组均无严重不良事件。结论 为不同OCT分型的糖尿病黄斑水肿实施地塞米松植入剂植入治疗,短期疗效存在一定的差异性,其中对弥漫性黄斑水肿的治疗效果最为理想。

老年性白内障行超声乳化吸除术前OCT检查的临床价值

分析在老年性白内障病人做超声乳化吸除术之前,做光学相干断层扫描检查(OCT)的临床价值。方法 选择60个不慎患老年性白内障的病人参与本次研究,在2023年1月到12月期间收治入院,按照手术前的检查方法不同,分成两组,一组是对照组,进行手术前做普通眼部B超检查,另一组是观察组,手术前做OCT检查。比较诊断的符合率及视力变化情况。结果 关于诊断符合率,观察组明显更高(P<0.05),在视力变化方面,术后1周观察组视力要更高(P<0.05)。结论 在超声乳化吸除术之前,安排老年性白内障病人做OCT检查,可以准确筛查眼底病变情况,做好充足的术前准备工作,有利于术后视力的恢复。

改进U-Net的视网膜OCT图像分层方法研究

视网膜光学相干断层扫描(OCT)图像各细胞层的厚度和形状在诊断眼科疾病中具有重要意义。目前,视网膜分层研究存在许多挑战,例如,层边界缺乏上下文语义信息、病变区域分割不精确等。为了提高OCT成像中视网膜层分割和测量的精度,提出了一种融合密集编码器与位置注意力的U型网络方法。该方法的密集编码器能够提取更多样化的全局特征,利用位置注意力保证了视网膜目标边界和区域空间的一致性。与现有经典分割模型相比,该方法的视网膜自动分层平均准确率达到了87.35%,平均厚度误差减少至1.74个像素点,大大提升了视网膜OCT分层的性能。

不同抗VEGF药物治疗糖尿病性黄斑水肿的疗效及其与OCT分型的关系

目的:探究不同抗血管内皮生长因子(VEGF)药物治疗糖尿病性黄斑水肿(DME)临床疗效,并分析其与光学相干断层扫描(OCT)分型的关系。方法:选取45例进行雷珠单抗治疗的DME患者(本院于2020-02/2022-02收治)作为雷珠单抗组,同期45例进行康柏西普治疗的DME患者作为康柏西普组。其中雷珠单抗组给予视网膜光凝术联合雷珠单抗治疗,康柏西普组给予视网膜光凝术联合康柏西普治疗。比较两组患者症状改善情况(黄斑水肿改善时间、视网膜厚度恢复正常时间、新生血管消失时间及眼底出血吸收时间),血清白细胞介素-6(IL-6)、VEGF水平,黄斑中心凹视网膜厚度(CMT)、最佳矫正视力(BCVA)水平及并发症发生情况,并分析其临床疗效与不同OCT分型的关系。结果:两组黄斑水肿改善时间、视网膜厚度恢复正常时间、新生血管消失时间及眼底出血吸收时间比较均无明显差异(P>0.05);与治疗前比较,两组治疗后血清IL-6、VEGF、BCVA值均明显降低(P<0.01),但组间比较均无明显差异(P>0.05);与治疗前比较,两组治疗后CMT均明显降低(P<0.05),且与雷珠单抗组比较,康柏西普组明显降低(P<0.01);两组患者并发症发生率比较无明显差异(P>0.05);浆液性视网膜脱离(SRD)、黄斑囊样水肿(CME)、视网膜弥漫性增厚(DRT)型患者总有效率比较有明显差异(P<0.05),其中DRT型最高,SRD型最低。结论:康柏西普与雷珠单抗治疗DME均可有效改善患者临床症状,减轻炎症反应,且对DRT型DME患者治疗效果更好,但是康柏西普能够更好地降低CMT水平。

SD-OCT检测Nd∶YAG激光周边虹膜切除术后黄斑区视网膜厚度变化

目的:探讨Nd∶YAG激光周边虹膜切除术(LPI)对原发性闭角型青光眼(PACG)患者黄斑区视网膜厚度的影响。方法:前瞻性研究。选取2019-10/2021-10我院PACG患者30例30眼为PACG组,同期健康体检者20名20眼为正常对照组(随机选取一眼)。PACG组患者接受LPI治疗,术后随访1mo。两组受试者均行最佳矫正视力(BCVA)、眼压、角膜内皮细胞、IOL Master 500光学测量仪测量前房深度(ACD)及眼轴长度(AL)、频域光学相干断层扫描(SD-OCT)检查黄斑区视网膜厚度。比较两组受试者及PACG组患者LPI前后ACD、眼压、AL和黄斑区视网膜厚度,并行相关性分析。结果:PACG组患者术后1wk, 1mo ACD较术前变深(均P<0.05)。PACG组患者手术前后眼压和AL均无差异(均P>0.05)。PACG组患者术前黄斑中心区,内外环上方、颞侧、下方、鼻侧,共9个区域视网膜厚度分别为243.50±13.24、324.50±13.46、308.83±15.94、310.00±14.24、314.50±16.29、300.67±19.95、290.17±12.58、302.40±16.37、307.33±14.84μm,正常对照组相应部位分别为266.14±16.16、342.67±15.86、327.95±16.41、337.85±13.03、341.24±15.58、313.76±17.59、290.24±16.29、303.81±13.91、323.01±14.80μm,两组间中心区、内环上方、颞侧、下方、鼻侧比较均有差异(均P<0.05)。PACG组术后1wk黄斑区9个区域视网膜厚度分别与术前相比均增加,术后1mo接近术前水平,但手术前后各分区比较均无差异(均P>0.05)。结论:与正常受试者比较,PACG患者黄斑区视网膜厚度较薄。PACG患者LPI术后早期黄斑区视网膜可变厚。

基于SS-OCT分析眼轴长度与眼前节参数的相关性

目的:利用扫频源光相干断层扫描成像(SS-OCT)观察与探讨眼轴长度(AL)与眼前节相关参数的相关性。方法:横断面临床研究,纳入2022-01-01/03-31在郑州大学第一附属医院眼科门诊招募的不同程度近视的成人志愿者109例,依据AL将受检者分为4组:A组(AL≤24.0mm)、B组(24.0mm26.0mm)。SS-OCT(视微影像)进行眼前节检查,对中央角膜厚度(CCT)、晶状体厚度(LT),前房参数:中央前房深度(ACD)、前房宽度(ACW)、房角开放距离(AOD500)、房角隐窝面积(ARA500)、小梁网-虹膜间面积(TISA500)、小梁虹膜夹角(TIA500),晶状体矢高(CLR)进行记录,并分析其与AL、等效球镜度数(SE)的关系。结果:四组CCT比较无差异(P>0.05)。四组SE、LT、ACD、ACW、AOD500、ARA500、TISA500、TIA500、CLR比较有差异(均P<0.01)。SE、LT与AL呈负相关(r=-0.75、-0.41,均P<0.01);ACD、ACW、CLR与AL呈正相关(r=0.58、0.45、0.54,均P<0.01);AOD500、ARA500、TISA500、TIA500(颞侧及鼻侧)与AL呈正相关(均P<0.01)。ACD、CLR与SE呈负相关(r=-0.21、-0.25,均P<0.01),LT与SE呈正相关(r=0.21,P<0.05)。结论:随着AL的增加CCT无明显改变,ACD、ACW及房角开放程度则增加,晶状体位置后移,LT变薄。