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文章类型:
机构:
[1]首都医科大学附属北京同仁医院 北京同仁眼科中心 眼内肿瘤诊治研究北京市重点实验室 北京市眼科学与视觉科学重点实验室 医学人工智能研究与验证工信部重点实验室,北京100730
临床科室
眼科
眼肿瘤科
眼科
首都医科大学附属北京同仁医院
首都医科大学附属同仁医院
[2]依未科技(北京)有限公司,北京100085
出处:
ISSN:
关键词:
视网膜血管
眼底照相
形态学参数
人工智能
摘要:
目的:基于人工智能技术对视网膜血管形态学参数进行全自动定量测量,分析我国北方50岁以上人群视网膜血管参数及分布特征。方法:采用横断面研究方法,纳入2011年1月至2021年12月就诊于北京同仁医院的50岁以上无眼底病的患者1 842例,对纳入的受试者进行标准化问卷调查、抽血和眼科检查;收集各受试者任意一眼以视盘为中心的彩色眼底照片,采用基于深度学习的语义分割网络ResNet101-Unet构建血管分割模型,进行全自动视网膜血管参数定量测量,主要测量指标包括视网膜血管分支夹角、血管分形维数、血管平均管径和血管平均弯曲度。比较不同性别间各视网膜参数的差异。采用多元线性回归分析法分析最佳矫正视力、眼压、眼轴长度等眼部因素和性别、年龄、高血压、糖尿病、心血管疾病等全身因素是否是各视网膜血管参数的影响因素。结果:模型对于血管分割和视盘分割的准确度均高于0.95。1 842例受试者血管分支夹角为(51.023±11.623)°;血管分形维数为1.573(1.542,1.592);血管平均管径为64.124(60.814,69.053)μm;血管平均弯曲度为(0.001 062±0.000 165)°。男性血管分支夹角大于女性,血管平均管径和血管平均弯曲度小于女性,差异均有统计学意义(均
P<0.05)。全身因素多元线性回归分析结果显示,患有心血管疾病的人群较无心血管疾病的人群血管平均管径增大1.142 μm(
B=1.142,
P=0.029,95%
CI:0.116~2.167);血管平均弯曲度与高血压(
B=3.053×10
-5,
P=0.002,95%
CI:1.167×10
-5~4.934×10
-5)和饮酒量(
B=1.036×10
-5,
P=0.014,95%
CI:0.211×10
-5~1.860×10
-5)呈正相关,与高脂血症呈负相关(
B=-2.422×10
-5,
P=0.015,95%
CI:-4.382×10
-5~-0.462×10
-5)。眼部因素多元线性回归分析结果显示,眼轴长度每增加1 mm,血管分形维数减小0.004(
B=-0.004,
P<0.001,95%
CI:-0.006~-0.002),血管平均管径减小0.266 μm(
B=-0.266,
P=0.037,95%
CI:-0.516~-0.016),血管平均弯曲度减小-2.45×10
-5°(
B=-2.45×10
-5,
P<0.001,95%
CI:-0.313×10
-5~-0.177×10
-5)。BCVA每增加1.0,血管分支夹角增大3.992°(
B=3.992,
P=0.004,95%
CI:1.283~6.702),血管分形维数增大0.090(
B=0.090,
P<0.001,95%
CI:0.078~0.102),血管平均管径减小14.813 μm(
B=-14.813,
P<0.001,95%
CI:-16.474~-13.153)。
结论:成功构建视网膜血管分割模型。视网膜血管参数与性别、年龄、系统性疾病和眼部因素存在关联。
基金:
国家自然科学基金(82141128); 首都卫生发展科研专项(2020-1-2052); 北京市科委科技
计划项目(Z201 100005520045、Z18 1100001818003)
第一作者:
第一作者机构:
[1]首都医科大学附属北京同仁医院 北京同仁眼科中心 眼内肿瘤诊治研究北京市重点实验室 北京市眼科学与视觉科学重点实验室 医学人工智能研究与验证工信部重点实验室,北京100730
通讯作者:
推荐引用方式(GB/T 7714):
史绪晗,董力,邵蕾,等.基于人工智能自动分析技术的视网膜血管形态参数测量及特征分析[J].中华实验眼科杂志.2024,42(1):38-46.