辽宁石油化工大学 信息与控制学院, 辽宁 抚顺 113001
视盘和视杯的精确分割是青光眼计算机辅助诊断的关键,考虑视盘的解剖学特征,提出基于超像素和级联SVM分类实现视盘的精确分割。首先对眼底图像超像素分割,基于视盘的解剖学结构特征,提取超像素的灰度、纹理、几何、位置分布等特征;然后采用基于SVM的监督聚类方法分类超像素区域,两级级联SVM分类器在分类过程中修正超像素位置信息,提升分割精度;最后基于Snake模型修复局部轮廓。在DRIONS和REFUGE数据库视盘分割精度分别为99.87%和99.52%,精度、灵敏度、特异性、AOL和DICE系数均高于该领域典型算法,实验证明所提方法能够精确分割视盘区域,且具有较强的鲁棒性;在青光眼诊断中具有一定的应用价值。
视盘分割 青光眼 超像素 级联SVM 鲁棒性 disc segmentation glaucoma super pixel cascaded SVM robustness
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093
基于数字眼底图像进行视盘视杯分割是青光眼常用的诊断方法。为了更加精确地分割视盘视杯，提出了一种基于改进U-Net的视盘视杯分割方法。在传统U-Net的基础上，使用残差块改进了下采样部分，并使用卷积操作改进U-net中的跳层连接部分，使网络更加充分地获取特征信息。使用多种性能指标对训练的模型进行评价，结果表明，视盘模型和视杯模型在DRISHTI-GS数据集上的DICE系数分别达到了98.3%和97.2%，IOU系数分别达到了93.2%和88.5%。
青光眼 视杯 视盘 U-NET 分割 glaucoma optic cup optic disc U-Net segmentation 何明霞 1,*田甜 2刘立媛 1,2,3,4,5步绍翀 1,2,3,4,5[ ... ]张洪桢 1,2,3,4,5
1 天津大学测试计量技术及仪器国家重点实验室, 天津 300072
2 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
3 天津大学光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
4 天津大学化学工程国家重点实验室, 天津 300072
5 天津医科大学眼科医院, 天津 300384
原发性开角型青光眼是常见的致盲性眼部疾病。 眼压升高是原发性开角型青光眼发生和发展最主要的危险因素, 是由小梁网途径的房水外流排出系统发生病变、 房水流出阻力增加所致。 研究表明, 房水中存在的转化生长因子-β能够使小梁细胞纤维化, 诱导小梁细胞过度增殖, 从而阻碍房水外流, 导致原发性开角型青光眼的发生。 原发性开角型青光眼发病隐蔽, 病程进展缓慢, 早期没有任何症状, 往往到晚期视力视野有显著损害时, 才会被发现, 因此原发性开角型青光眼的早期诊断尤为重要。 同步辐射红外显微成像结合高亮度、 高分辨率的同步辐射源, 同时配备傅里叶变换红外光谱仪与红外显微镜, 可以实现细胞的检测。 这对从分子层面获取细胞的变化信息, 深入理解疾病的发病机制以及疾病的早期诊断具有非常重要的意义。 虽然有很多红外光谱在生物医学领域的研究报道, 但是应用红外光谱显微成像技术研究细胞等生物医学体系仍然是亟待发展的领域, 并且目前未找到关于红外光谱用于小梁网细胞的检测报道。 在体外用转化生长因子-β对老鼠小梁网细胞进行诱导, 使其转化为肌成纤维细胞, 模拟小梁细胞纤维化过程。 对小梁网细胞以及经转化生长因子-β诱导形成的肌成纤维细胞进行同步辐射红外显微成像及光谱分析, 并进一步探讨同步辐射用于早期诊断原发性开角型青光眼的可行性。 研究表明肌成纤维细胞内的弹性蛋白明显高于小梁网细胞, 而弹性蛋白中95%为非极性氨基酸, 即氨基酸的侧链基团R基只有C和H两种元素。 对比两种细胞的红外谱图, 发现在2 934, 2 900和2 845 cm-1, 肌成纤维细胞的 CH3, CH2和CH的伸缩振动明显强于小梁网细胞, 推测可能是由于转化生长因子-β诱导后细胞内弹性蛋白增加所致。 在细胞层面检测了小梁网细胞的过度增殖, 为将来可以直接获取细胞的红外光谱从而检测小梁网细胞的增殖程度, 进而检测原发性开角型青光眼等疾病奠定了基础。 得出同步辐射红外谱学与显微成像有望成为检测原发性开角型青光眼新手段的结论, 也为将来便携式红外显微光谱仪临床实时检测青光眼等疾病提供了依据。
同步辐射红外显微成像 原发性开角型青光眼 小梁网细胞 肌成纤维细胞 弹性蛋白 Synchrotron radiation infrared microscopic imaging Primary open-angle glaucoma Trabecular meshwork cell Myofibroblast Elastin 光谱学与光谱分析
2019, 39(11): 3346
1 中国科学院光电技术研究所 中国科学院自适应光学重点实验室， 四川 成都 610209
2 复旦大学附属眼耳鼻喉科医院, 上海 200031
青光眼是全球第二位的致盲疾病。青光眼的发病机理尚未完全明确，但是房水循环受阻引起的高眼压被认为是主要成因。而作为我国发病率最高的青光眼类型,开角型青光眼的其房水循环阻力点一直未能明确。大量的前期动物和离体解剖实验表明，前房角施氏管的形态改变，可能是引起房水受阻的因素。为此，本课题组已研制了专门用于眼前节房角成像的扫频光源光学想干层析成像系统，成功地实现了正常被测者和开角型青光眼患者的施氏管成像，并顺利地开展了一系列的形态学测量与比对研究。回顾了课题组在该方向的研究过程，并对未来的研究进行展望。
医用光学 光学相干层析成像 开角型青光眼 施氏管 激光与光电子学进展
2013, 50(8): 080014
1 天津大学精仪学院光电信息工程系，天津 300072
2 天津市中国医学科学院生物医学工程研究所，天津 300070
青光眼的筛查应遵循简易、快捷、有效的原则，本文研发一种高精度快速视野筛选分析仪以满足青光眼大规模筛查需要。该分析仪各个刺激点亮度均匀度好，采用光纤传导分光技术，使得视野刺激点之间亮度差小于 5%；刺激点亮度精度高，采用单片机脉宽调制方式，使得亮度精度达到 0.001 Nit，结合四点视野筛查理论，可进行快速视野检测，完成对青光眼的早期诊断。
青光眼 分析仪 脉宽调试 光纤传导 glaucoma analyzer PWM fiber conduction
1 天津医科大学激光医学实验室, 天津 300070
2 天津医科大学眼科中心, 天津 300070
3 天津医科大学总医院, 天津 300052
为了评价CO2激光巩膜切除联合虹膜切除(CLSI)术治疗原发性青光眼的安全性和有效性, 应用自主研发的具有自反馈功能的CO2激光青光眼手术系统对兔高眼压(IOP)模型右眼行巩膜切除联合虹膜切除术。模型左眼行传统小梁切除术, 术后观察前房反应、滤过泡、平均眼压变化情况并作分期病理检测。结果显示, 术后激光组前房反应明显小于传统手术组。术后14天和21天, 传统手术组的功能性滤过泡明显减少, 眼压明显升高, 激光组和传统手术组之间存在统计学差异(P<0.05)。病理结果显示, 与传统手术组相比, 激光组术后无明显的出血和炎性增生, 滤过道存在时间长。CO2激光巩膜切除联合虹膜切除术是一种安全简单的手术方式, 该方法可有效降低眼压且术后并发症少。
激光医学和生物技术 原发性青光眼 CO2激光巩膜切除联合虹膜切除 小梁切除术 眼压
目的 探讨激光周边虹膜成形术治疗白内障膨胀期继发青光眼的有效性和安全性.方法 膨胀期白内障所致的继发性青光眼患者27例27只眼,经降眼压药物治疗后1～3 h,眼压仍不能控制在30mmHg以下,立即以波长为514.5 nm、光斑直径为500μm、时间为0.2 s、功率为240～260 mW的绿光激光行虹膜根部360°房角形成术.观察治疗前后的视力、眼压及前房角的变化.结果 本组患者激光术后1.5～2.0 h,眼压均从36～57 mmHg降至15～26 mmHg,视力均有不同程度的提高,房角有不同程度的加宽.结论 激光周边虹膜成形术是快速降低白内障膨胀期继发青光眼眼压的一种有效、安全的方法.
激光周边虹膜成形术 白内障期 青光眼
目的 探讨Nd:YAG激光虹膜周边切除术治疗闭角型青光眼的疗效.方法 26例30只眼闭角型青光眼分为A B两组,A组为中周部高能量组(首次击射能量为7.4 mJ),B组为极周边部低能量组(首次击射能量为5.3 mJ),行Nd:YAG激光虹膜周边切除术.结果 两组患者均穿孔成功,A组并发症较B组明显减少,且一次穿孔率达100%.结论 Nd:YAG激光虹膜周边切除术治疗闭角型青光眼疗效可靠,并发症少,值得推广应用.
激光 闭角型青光眼 虹膜周边切除术
上海交通大学附属第一人民医院眼科,上海市,200080
目的 探讨选择性激光小梁成形术治疗原发性开角型青光眼的疗效.方法 原发性开角型青光眼12例13只限,采用532 nm倍频Q-开关Nd:YAG激光治疗仪,以光斑直径400μm,脉冲时间3ns,能量0.6～1.8mJ行半周小梁成形术.观察治疗后眼压,视力,前房反应等. 结果 10例11只眼3个月眼压平均下降(10.2±4.1)mm Hg,术后第1天和2个月时下降幅度最大.2例2只眼术后第1天眼压仍超过30 mm Hg而加用降眼压药物.术后视力视野均无变化.结论 选择性激光小梁成形术可以有效治疗原发性开角型青光眼.
青光眼 激光 治疗
中国医科大学附属第一医院眼科,沈阳市,110001
目的评价选择性激光小梁成形术(selective laser trabeculoplasty,SLT)对原发性开角型青光眼(Primary open angle glaucoma,POAG)的长期治疗效果.方法POAG患者32例48只眼,眼压(23.15±7.71)mmHg.Q-开关532 nm Nd:YAG激光,单脉冲,脉冲时间3 ns,光斑直径400nm,应用Goldmann三面镜上方或下方房角180°范围内进行治疗,能量0.68～1.70mJ,点数50～80点.测量术后第1、2、3 和4小时眼压,术后1 d,1周,1、3和6个月,1和2年随访,对比术前术后眼压、最佳矫正视力、视野、杯盘比变化.结果患者术前眼压(23.15±7.71)mm Hg,术后1 h为(17.15±5.41)mm Hg、2 h为(15.05±6.10)mm Hg、3 h为(14.89±5.66)mm Hg、4 h为(15.22±4.03)mm Hg、1 d为(13.58±3.08)mm Hg、1周为(17.39±3.74)mm Hg、1个月为(17.92±3.35)mm Hg、3个月为(18.05±2.58)mm Hg、6个月为(17.54±2.31)mm Hg、1年为(17.94±2.81)mm Hg、2年为(18.35±3.07)mm Hg;术前患者杯盘比为0.60±0.17,术后2年为0.58±0.18;术前视力0.59±0.30,术后2年视力0.61±0.33;术前用药平均为1.85种,术后2年为0.74种;视野术前术后无变化.结论 SLT可以有效地降低原发性开角型青光眼患者的眼内压.
激光 选择性激光小梁成形术 原发性开角型青光眼
