寧波材料所在青光眼篩查與杯盤比計(jì)算方面取得進(jìn)展
青光眼是導(dǎo)致失明的第二大原因，預(yù)計(jì)到2020年將影響到大約8000萬人。由于青光眼是一種慢性眼病，在很長一段時(shí)間內(nèi)不會出現(xiàn)明顯的癥狀，大多數(shù)患者直到后期都沒有意識到已經(jīng)患病。所以，青光眼也叫無聲的視力殺手。然而，如果及時(shí)發(fā)現(xiàn)和治療，疾病的進(jìn)展可以放緩甚至停止。因此，篩查高危人群對青光眼的控制和疾病的控制至關(guān)重要。
目前青光眼評估的臨床方法包括視野檢查、視神經(jīng)乳頭評估和眼壓測量。眼壓測量的局限性在于，該值取決于受試者中央角膜的厚度，因此用來進(jìn)行青光眼檢測是不準(zhǔn)確的。另一方面，視野檢查不適合人群篩查，因?yàn)檫@種檢查的專用設(shè)備只能在專門的醫(yī)院中使用。如今，許多研究人員從2D視網(wǎng)膜眼底圖像自動檢測青光眼。有幾個(gè)研究小組提出了在圖像層面使用特征對正常和青光眼圖像進(jìn)行二值分類的方法，其中分類和特征選擇策略是具有挑戰(zhàn)性的。這些方法作為黑匣子技術(shù)而不提供在臨床上有意義的測量。還有一些研究人員則遵循臨床指標(biāo)，如CDR。雖然這些因素的可用性對于某些眼科醫(yī)生可能是具有爭議的，但是CDR還是為大多數(shù)臨床醫(yī)生所用。一般來說，CDR越大表明青光眼的風(fēng)險(xiǎn)越高，反之亦然。研究人員提出了基于重建的方法。在該方法中，研究人員首先從一組參考視盤X來重建待測視盤y。然后通過這些參考視盤的 CDR 的加權(quán)組合來估計(jì)其CDR。直覺上，研究人員希望最小化y和Xw之間的差異，其中w為重建系數(shù)。然而，y和Xw之間的像素距離不足以產(chǎn)生精確的CDR來估計(jì)良好解決方案。為了改善CDR估計(jì)，研究人員希望找到一組類似于測試視盤圖像的參考視盤圖像。另外，這些視盤的CDR與測試圖像相似。這意味著具有非零權(quán)重的視盤應(yīng)具有小范圍的CDR。相應(yīng)地，系數(shù)w對于一些相似的具有相近的CDR的參考盤應(yīng)該具有非零元素。為此，寧波材料所所屬二級慈溪醫(yī)工所智能醫(yī)學(xué)圖像處理團(tuán)隊(duì)（iMED中國）提出了一種新的重構(gòu)方法，即將稀疏組套索約束與相似性正則化相結(jié)合的相似性正則化稀疏組套索。于此同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)的科研還發(fā)現(xiàn)把基因數(shù)據(jù)和圖像特征相結(jié)合能提高診斷的準(zhǔn)確性。
除了提出一種新的CDR計(jì)算方法外，該團(tuán)隊(duì)還介紹了用于公共研究的數(shù)集（Biomedical Optics Express, 8(8)）。公共數(shù)據(jù)集在醫(yī)學(xué)影像研究中是罕見的資源。它包含來自不同眼睛的650幅圖像，包括168只青光眼和482只正常眼。值得注意的是，研究團(tuán)隊(duì)的數(shù)據(jù)集是從基于普查人口的研究中獲得的，因此是能夠代表實(shí)際的數(shù)據(jù)集。為了后續(xù)研究的方便，研究團(tuán)隊(duì)將數(shù)據(jù)集劃分為兩個(gè)子集A和B，以便不同的研究人員對訓(xùn)練和測試數(shù)據(jù)集進(jìn)行相同的劃分。
具有明顯的視杯邊界的兩個(gè)圖像和具有不清楚的視杯邊界的兩個(gè)視盤圖像
基于重建的CDR計(jì)算的例證
（慈溪醫(yī)工所 程駿）