在青光眼中引入生物力学-功能关系：基于眼内压诱导神经组织应变的视野损失预测改进
图像与视频处理
2024-06-24 v1 人工智能
摘要
目的。(1) 评估神经组织结构和生物力学是否能预测功能损失；(2) 评估生物力学在此类预测中的重要性。设计、设置和参与者。我们招募了 238 名青光眼患者。对于每位受试者的一只眼，我们在以下条件下对视网膜神经节盘(ONH)进行成像：(1) 主注视；(2) 主注视时急性升高眼内压(IOP)。主要结果：我们利用 ONH 组织的自动分割和数字体积相关(DVC)分析来计算眼内压(IOP)-诱导的神经组织应变。采用称为 Point-Net 的稳健的几何深度学习方法，用于从 ONH 结构和生物力学信息预测完整的 Humphrey 24-2 图谱标准差(PSD)地图。对于每个 PSD 地图中的每个点，我们预测其是否表现为无损伤或 PSD 值小于 5%。通过 5 折交叉验证和 F1 分数评估预测性能。我们比较了包含和不包含 IOP 诱导应变的模型的性能，以评估生物力学对预测准确性的影响。结果：将生物力学(IOP 诱导的神经组织应变)和结构(组织形态和神经组织厚度)信息整合后，得到的预测模型在验证受试者中的 F1 分数显著高于仅依赖结构信息的模型（F1 分数分别为 0.76±0.02 和 0.71±0.02，p<0.05）。结论：我们的研究表明，整合生物力学数据可显著提高视野损失预测的准确性。这突显了青光眼中生物力学-功能关系的重要性，并提示生物力学可能是青光眼发展和进展的关键指标。
引用
@article{arxiv.2406.14988,
title = {Introducing the Biomechanics-Function Relationship in Glaucoma: Improved Visual Field Loss Predictions from intraocular pressure-induced Neural Tissue Strains},
author = {Thanadet Chuangsuwanich and Monisha E. Nongpiur and Fabian A. Braeu and Tin A. Tun and Alexandre Thiery and Shamira Perera and Ching Lin Ho and Martin Buist and George Barbastathis and Tin Aung and Michaël J. A. Girard},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.14988},
year = {2024}
}
备注
19 pages, 2 figures