基於人工智慧的兒童高度近視視網膜血管形態全自動分析

核心概念

近視程度的加重與視網膜血管形態參數存在顯著相關性,尤其是血管角度。隨著近視程度的加重,代表血管特徵的這些參數也呈現出更多樣性。

摘要

本研究旨在設計基於人工智慧模型的自動化軟件,探討不同程度近視與視網膜血管結構之間的關係。
研究包括1,324名兒童參與者,獲得2,366張高質量視網膜影像及相應的屈光參數。根據球面等效折射度(SER),將影像分為正常、低度近視、中度近視和高度近視四組。
研究發現,與正常視網膜相比,不同近視度組的主血管角度顯著降低,尤其是靜脈系統。同時,分叉邊緣係數也呈現顯著下降。進一步分析不同近視程度下的視網膜血管參數,發現分叉角和分叉係數也存在顯著差異。高度近視組的動脈分叉角值低於其他組,而靜脈分叉角值增加。高度近視組的分叉邊緣係數值高於低度和中度近視組。
總之,近視程度的加重與一系列定量視網膜血管參數,特別是血管角度存在顯著相關。隨著近視程度的加重,這些參數代表的血管特徵也越加多樣化。

統計資料

隨著近視程度的加重,動脈主血管角度顯著降低(P = 0.006、P = 0.004、P = 0.019)。
靜脈主血管角度的降低幅度遠大於動脈(P = 0.002、P < 0.001、P < 0.001)。
分叉邊緣係數在動脈和靜脈系統中均呈現顯著相關(P < 0.001)。

引述

"隨著近視程度的加重,代表血管特徵的這些參數也呈現出更多樣性。"
"高度近視組的動脈分叉角值低於其他組,而靜脈分叉角值增加。"
"高度近視組的分叉邊緣係數值高於低度和中度近視組。"

從以下內容提煉的關鍵洞見

AI-Based Fully Automatic Analysis of Retinal Vascular Morphology in Pediatric High Myopia

by Yinzheng Zha... 於 arxiv.org 10-01-2024

https://arxiv.org/pdf/2409.20419.pdf

深入探究

近視程度加重對視網膜血管形態的影響是否會隨著年齡而發生變化?

根據研究結果，近視程度的加重確實會隨著年齡的增長而發生變化。研究顯示，隨著年齡的增加，兒童的近視程度會逐漸加深，這與視網膜血管的形態變化密切相關。具體而言，年齡與近視的嚴重程度之間存在顯著的統計相關性（P<0.001），這表明年齡增長可能會導致視網膜血管的幾何形狀和結構發生變化。隨著近視的加重，視網膜血管的主角度（MA）和分支角度（BA）等參數會顯著減少，特別是在靜脈系統中，這些變化可能反映了眼球結構的變形和血流動力學的調整。因此，年齡在近視進展及其對視網膜血管形態影響的過程中扮演著重要角色。

除了血管角度,近視還會對視網膜血管的哪些其他特徵產生影響?

除了血管角度，近視還會對視網膜血管的其他多個特徵產生影響，包括血管直徑、分支係數（BC）、分叉邊緣角（BEA）和分叉邊緣係數（BEC）。研究發現，隨著近視程度的加重，視網膜血管的主角度（MA）和分支角度（BA）會顯著減少，尤其是在高近視組中，靜脈的主角度變化更為明顯。此外，分叉邊緣係數（BEC）在不同近視階段之間也顯示出顯著差異，這表明近視可能導致視網膜血管的直徑減小，特別是在靜脈系統中，這些變化可能與視網膜的血流動力學和微血管結構的重塑有關。

這些視網膜血管形態的變化是否可以作為預測近視發展的生物標誌物?

是的，視網膜血管形態的變化可以作為預測近視發展的生物標誌物。研究表明，視網膜血管的幾何特徵，如主角度（MA）、分支角度（BA）和分叉邊緣係數（BEC），與近視的進展有著密切的關聯。這些參數的定量變化不僅能夠反映近視的嚴重程度，還能提供有關視網膜微血管結構變化的資訊，這些變化可能是近視發展的早期指標。因此，通過對視網膜血管形態的自動化分析，可以提高對近視進展的預測能力，並可能成為未來臨床診斷和干預的有用工具。