视网膜中央血管主干及分支的三维结构构型作为青光眼生物标志物
图像与视频处理
2021-11-10 v2 人工智能
计算机视觉与模式识别
医学物理
摘要
目的：评估视网膜中央血管主干及其分支（CRVT&B）的三维（3D）结构构型能否用作青光眼的诊断标志物。方法：我们训练了一个深度学习网络，从视盘（ONH）光学相干断层扫描（OCT）体积的 B 扫描中自动分割 CRVT&B。随后，采用两种不同的方法，利用从 OCT 体积中提取的 CRVT&B 结构构型进行青光眼诊断。在第一种方法中，我们旨在仅使用 3D CNN 和 CRVT&B 的 3D 结构提供诊断。第二种方法将 CRVT&B 的 3D 结构正交投影到三个平面以获得 2D 图像，然后使用 2D CNN 进行诊断。分割精度使用 Dice 系数评估，而诊断精度使用受试者工作特征曲线下面积（AUC）评估。CRVT&B 的诊断性能还与视网膜神经纤维层（RNFL）厚度进行比较。结果：我们的分割网络能够高效地从 OCT 扫描中分割视网膜血管。在测试集上，我们取得了 0.81±0.07 的 Dice 系数。3D 和 2D 诊断网络区分青光眼与非青光眼受试者的精度分别为 82.7% 和 83.3%。CRVT&B 对应的 AUC 分别为 0.89 和 0.90，高于单独使用 RNFL 厚度所得结果。结论：我们的工作表明，CRVT&B 的诊断效力优于金标准青光眼参数即 RNFL 厚度。我们的工作还提示，主要视网膜血管构成了一个骨架——其构型可能代表了随青光眼发生和发展通常观察到的 ONH 主要结构变化。
引用
@article{arxiv.2111.03997,
title = {The Three-Dimensional Structural Configuration of the Central Retinal Vessel Trunk and Branches as a Glaucoma Biomarker},
author = {Satish K. Panda and Haris Cheong and Tin A. Tun and Thanadet Chuangsuwanich and Aiste Kadziauskiene and Vijayalakshmi Senthil and Ramaswami Krishnadas and Martin L. Buist and Shamira Perera and Ching-Yu Cheng and Tin Aung and Alexandre H. Thiery and Michael J. A. Girard},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.03997},
year = {2021}
}