【摘要】：第一部分 視網(wǎng)膜微血管網(wǎng)圖像的二值化及測量重復性研究目的:光學相干斷層掃描視網(wǎng)膜血流成像(OCTA)是近年來眼底成像領域發(fā)展的新技術,在傳統(tǒng)光學相干斷層掃描儀(OCT)的基礎上,OCTA系統(tǒng)可探測視網(wǎng)膜血流信號,最終重建視網(wǎng)膜微血管網(wǎng)的血流圖像。目前已有較多商業(yè)化OCTA機器應用于眼科臨床實踐,但其在圖像的分割和血流計算方面仍存在不足之處。本研究擬對OCTA圖像進行二值化提取血管網(wǎng)結構,用于量化分析,并評估該方法的可重復性。方法:針對OCTA圖像的二值化提取,我們通過MATLAB平臺創(chuàng)建基于閾值分割的多策略綜合的血管網(wǎng)圖像識別軟件。為評估該量化軟件測量的可重復性,選取血流密度(VPD)做為測量指標,通過計算組內(nèi)相關系數(shù)(ICC)和重復性系數(shù)來評估重復測量的一致性。結果:經(jīng)MATLAB平臺創(chuàng)建的軟件處理OCTA圖像后,可在正常OCTA圖像和具有眼底疾病的OCTA圖像中提取出淺層和深層視網(wǎng)膜血管網(wǎng)狀結構的二值化圖像。基于二值化圖像所獲取的淺層和深層VPD與OCTA系統(tǒng)自帶軟件提供的相同參數(shù)具有較高的相關性(P值均0.001)。正常眼底和具有眼底疾病的OCTA圖像測量的同一測量者的ICC在0.978-0.993之間,不同測量者的ICC在0.939-0.982之間,均說明具有較高的測量一致性。結論:多策略組合的閾值分割方法可較好的從正常眼底或具有眼底疾病的OCTA原圖中提取視網(wǎng)膜毛細血管網(wǎng)的二值化圖像,提取方法具有較高的可重復性。第二部分 基于OCTA的視網(wǎng)膜微血管多重分形量化分析在不同程度DR中的應用目的:利用多重分形幾何學參數(shù)對OCTA圖像中的黃斑微血管結構進行量化,評估其與各期糖尿病視網(wǎng)膜病變(DR)嚴重程度的相關性。方法:回顧性研究�；仡櫺詾g覽本中心2017年1月至2017年12月在本中心就診的糖尿病視網(wǎng)膜病變病例,入組患者均曾行OCTA,眼底血管熒光素鈉造影、眼底照相等檢查。3 × 3 mm范圍的OCTA圖像用于量化分析,通過閾值分割、Hessian血管提取等組合方法提取淺層、深層黃斑血流的二值化圖像。利用分形幾何學中的多重分形維數(shù)、空隙度等方法分析血流二值化圖像,計算多重分形維數(shù)譜中的相關參數(shù)和空隙度指數(shù)。結果:共94例(143眼)DR患者及35例(35眼)年齡、性別匹配的正常對照入組,其中輕度非增生性糖尿病視網(wǎng)膜病變(NPDR)26眼,中度NPDR有30眼,重度NPDR有62眼,PDR為25眼。多重分形維數(shù)參數(shù)與空隙度在各期DR組均出現(xiàn)有統(tǒng)計學意義的改變,尤其是在深層毛細血管網(wǎng)。多變量回歸分析模型顯示各多重分形維數(shù)參數(shù)、空隙度等改變與疾病的嚴重程度具有顯著相關性。結論:分形幾何學方法可有效的評估DR中黃斑區(qū)微血管病變的嚴重程度,可作為疾病進展監(jiān)測的可靠指標。第三部分 不同OCTA參數(shù)檢測糖尿病患者早期視網(wǎng)膜微血管損害的對比研究目的:在第二部分研究中,我們利用OCTA二值化圖像的分形幾何分析可應用于各期DR中視網(wǎng)膜血管損傷程度的量化評估。但在早期DR時,甚至是眼底照相未見明顯DR改變時,到底哪種OCTA血管參數(shù)可最有效地檢測出糖尿病導致的微血管損傷尚未清楚。因此,該部分主要分析各OCTA參數(shù),如無灌注區(qū)、血管密度及形態(tài)學指標在早期檢測DR微血管損傷中的價值。方法:回顧性瀏覽本中心66位2型DM病人及35位健康對照人群的病例資料。所有入組對象均曾行黃斑區(qū)3 × 3 mm OCTA掃描。OCTA系統(tǒng)默認的淺層與深層視網(wǎng)膜微血管圖像用于量化分析。系統(tǒng)自帶的PAR功能可自動去除深層毛細血管網(wǎng)圖像中的偽影血管。無灌注參數(shù)選取FAZ面積、FAZ周長、FAZ非圓指數(shù)、及中心凹外無灌注區(qū)(EAA)面積來描述視網(wǎng)膜缺血情況,血管參數(shù)則基于二值化圖像是否經(jīng)過骨架化處理分為兩類指標:基于二值化圖像計算血流密度(VPD)和分形維數(shù)(FD);基于骨架化二值圖像計算血管長密度(VLD)、骨架化分形維數(shù)(sFD)和血管迂曲度。根據(jù)二值化圖像、骨架化圖像可進一步計算血管直徑指數(shù)(VDI)。ROC曲線下面積(AUC)來評估各OCTA參數(shù)的診斷DR能力。結果:66位DM患者中,34名患者無明顯DR(noDR),剩余32名具有輕度DR。在糖尿病組中,可見深層毛細血管網(wǎng)VDI較正常組顯著增加(P0.001),而淺層毛細血管網(wǎng)VDI未見顯著性改變。與正常組相比,各OCTA無灌注參數(shù)、血管密度參數(shù)在DR組的淺層、深層毛血管網(wǎng)均顯著性改變(P0.05);在DM組中,僅有深層毛細血管網(wǎng)的VLD與sFD出現(xiàn)顯著性下降(P0.05)。相較于二值化圖像、骨架化處理后的OCTA圖像所得血管密度、分形維數(shù)等參數(shù)具有更高的AUC診斷早期DR。結論:基于骨架化OCTA圖像所得的VLD、sFD可較早的反映出糖尿病導致的早期視網(wǎng)膜微血管損傷,可作為更好的診斷早期DR的敏感指標。
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圖１－２．邋—例正常眼底的ＯＣＴＡ圖像的異常血流密度數(shù)值報告。由于在ｅｎ－ｆａｃｅ圖逡逑像上右下角存在背景亮度偏暗，導致血流圖和偽彩圖中出現(xiàn)類似于無灌注區(qū)樣的逡逑改變（黃色圓圈），導致報告的血管密度顯著偏低。逡逑１５逡逑

邐第一部分視網(wǎng)膜微血管網(wǎng)圖像的二值化及測量重復性研究逡逑圖１－１．０ＣＴＡ原圖放大后效果示意。多次放大后，血管邊緣變得模糊（箭頭）。逡逑Ａｎｇｉｏ邋Ｒｅｔｉｎａ邐ｓｃａｎ邋0ｕ？ｍｖ邋ａｍｏ邐Ｌｅｆｔ邋／邋ＯＳ逡逑？—＞邋？＿邋１，

本文編號：2611213