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circBPTF靶向miR-224-3p对高糖诱导的人视网膜血管内皮细胞损伤的影响
1
作者 杨慧慧 雷祥 +3 位作者 孟自军 刘慧红 于璐 袁慧娟 《中华实验眼科杂志》 北大核心 2025年第5期422-429,共8页
目的探讨环状RNA溴结构域PHD指状转录因子(circBPTF)靶向微小RNA(miR)-224-3p对高糖诱导的人视网膜血管内皮细胞(HRECs)损伤的影响。方法将体外培养的HRECs分为对照组和高糖组,分别采用含5.5和30 mmol/L葡萄糖培养基培养48 h。另取HREC... 目的探讨环状RNA溴结构域PHD指状转录因子(circBPTF)靶向微小RNA(miR)-224-3p对高糖诱导的人视网膜血管内皮细胞(HRECs)损伤的影响。方法将体外培养的HRECs分为对照组和高糖组,分别采用含5.5和30 mmol/L葡萄糖培养基培养48 h。另取HRECs采用Lipofectamine 2000分别转染siRNA阴性对照(si-NC)、circBPTF的siRNA(si-circBPTF)、miRNA拟似物对照(miR-NC)、miR-224-3p,于30 mmol/L葡萄糖培养基培养48 h,分别记作si-NC组、si-circBPTF组、miR-NC组和miR-224-3p组;采用双转染法将si-circBPTF与anti-miR-NC以及si-circBPTF与anti-miR-224-3p转染至HRECs,于30 mmol/L葡萄糖培养基培养48 h,分别记为anti-miR-NC组和anti-miR-224-3p组。采用实时荧光定量PCR检测circBPTF和miR-224-3p的表达;采用流式细胞术检测各组细胞凋亡情况;采用2′,7′-二氯二氢荧光素二乙酸酯探针检测活性氧(ROS)水平;采用比色法检测超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量;采用Western blot法检测cleaved-caspase-3/caspase-3和cleaved-caspase-9/caspase-9蛋白表达量。采用双荧光素酶报告实验法验证circBPTF与miR-224-3p的相互作用。结果与对照组比较,高糖组细胞凋亡率、cleaved-caspase-3/caspase-3蛋白表达量、cleaved-caspase-9/caspase-9蛋白表达量、ROS水平、MDA含量、circBPTF相对表达量显著升高,SOD活性、miR-224-3p相对表达量降低,差异均有统计学意义(均P<0.05)。与si-NC组相比,si-circBPTF组circBPTF相对表达量、ROS水平、MDA含量、cleaved-caspase-3/caspase-3和cleaved-caspase-9/caspase-9蛋白表达量以及细胞凋亡率显著降低,SOD活性明显升高,差异均有统计学意义(均P<0.05)。与miR-NC组比较,miR-224-3p组HRECs中miR-224-3p相对表达量、SOD活性显著升高,ROS水平、MDA含量、cleaved-caspase-3/caspase-3和cleaved-caspase-9/caspase-9蛋白表达量以及细胞凋亡率显著降低,差异均有统计学意义(均P<0.05)。双荧光素酶报告实验结果显示,野生型circBPTF和miR-224-3p拟似物共转染后细胞相对荧光素酶活性为0.43±0.04,较野生型circBPTF和miR-NC共转染细胞的0.99±0.06显著降低,差异有统计学意义(t=23.297,P<0.05)。与anti-miR-NC组比较,anti-miR-224-3p组miR-224-3p表达量及SOD活性显著降低,ROS水平、MDA含量、细胞凋亡率以及cleaved-caspase-3/caspase-3、cleaved-caspase-9/caspase-9蛋白表达量显著升高,差异均有统计学意义(均P<0.05)。结论干扰circBPTF通过靶向miR-224-3p抑制高糖诱导的HRECs凋亡和氧化应激损伤。 展开更多
关键词 糖尿病视网膜病变 凋亡 氧化应激 环状RNA溴域PHD手指转录因子 miR-224-3p 高糖 人视网膜血管内皮细胞
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HIF-1α/BNIP3通路介导的糖酵解与氧诱导新生小鼠视网膜血管生成的关系
2
作者 易燕 陈斐斐 +1 位作者 谭赟 杜恒 《安徽医科大学学报》 北大核心 2025年第2期226-233,共8页
目的基于缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)/Bcl2/腺病毒E1B相互作用蛋白3(BNIP3)通路的糖酵解探讨氧诱导新生小鼠视网膜血管生成机制。方法将人脐静脉内皮细胞(HUVECs)分为常氧组、缺氧+si-NC组、缺氧+si-HIF-1α组和缺氧+si-HIF-1α+BNIP3组... 目的基于缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)/Bcl2/腺病毒E1B相互作用蛋白3(BNIP3)通路的糖酵解探讨氧诱导新生小鼠视网膜血管生成机制。方法将人脐静脉内皮细胞(HUVECs)分为常氧组、缺氧+si-NC组、缺氧+si-HIF-1α组和缺氧+si-HIF-1α+BNIP3组。常氧组HUVECs暴露于常氧(21%O_(2))下培养。缺氧+si-NC组、缺氧+si-HIF-1α组和缺氧+si-HIF-1α+BNIP3组用si-NC、si-HIF-1α或si-HIF-1α联合BNIP3质粒处理HUVECs 36 h,然后暴露于缺氧(1%O_(2))下培养。通过免疫荧光、代谢测量、细胞活力、划痕实验、管形成实验考察细胞线粒体自噬、糖酵解以及增殖、迁移和管形成情况。出生后第7天的C57BL/6J幼鼠随机分配到不同的治疗组:对照组、氧诱导视网膜病变(OIR)组、OIR+si-HIF-1α组和OIR+si-BNIP3组,测量新生血管形成和血管闭塞情况。结果与常氧组比较,缺氧+si-NC组HUVECs中LC3+MitoTracker+斑点数、葡萄糖摄取和乳酸释放的速率增加(P<0.001)。与缺氧+si-NC组比较,缺氧+si-HIF-1α组HUVECs中LC3+MitoTracker+斑点数、葡萄糖摄取和乳酸释放的速率降低(P<0.01)。与常氧组比较,缺氧+si-NC组HUVECs在培养第72 h的增殖活性降低(P<0.05),并且伤口愈合面积和管形成数量增加(P<0.01)。与缺氧+si-NC组比较,缺氧+si-HIF-1α组HUVECs在培养第24、48、72小时的增殖活性降低(P<0.05),伤口愈合面积、管形成数量降低(P<0.001)。BNIP3的过表达逆转了HIF-1α敲低对线粒体自噬、糖酵解以及生物学功能的影响。与OIR组比较,OIR+si-HIF-1α组和OIR+si-BNIP3组小鼠的视网膜组织中新生血管形成和血管闭塞区域减少(P<0.05)。结论HIF-1α/BNIP3信号通路在低氧条件下促进了HUVECs中线粒体自噬激活,其对于内皮功能和血管生成的调控有重要作用。 展开更多
关键词 缺氧诱导因子-1Α 新生小鼠 视网膜血管 糖酵解 线粒体自噬 人脐静脉内皮细胞
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动态图谱融合Transformer视网膜血管分割算法
3
作者 梁礼明 卢宝贺 +2 位作者 龙鹏威 金家新 吴健 《西安电子科技大学学报》 北大核心 2025年第2期85-100,共16页
针对现有算法编码端血管特征损失过多、病灶区域血管分割能力较差和全局上下文信息提取不足等问题,提出一种动态特征加权与图谱融合Transformer视网膜血管分割算法。首先设计自适应加权编码端,缓解连续卷积及下采样造成的血管损失问题,... 针对现有算法编码端血管特征损失过多、病灶区域血管分割能力较差和全局上下文信息提取不足等问题,提出一种动态特征加权与图谱融合Transformer视网膜血管分割算法。首先设计自适应加权编码端,缓解连续卷积及下采样造成的血管损失问题,增强血管纹理特征;其次构建图谱融合Transformer模块,旨在同时提取血管像素级特征和节点之间的关系,有效捕获图像数据中的全局和局部信息;最后构建动态特征增强模块于解码端和底部层,有效提升病灶区域血管分割能力。在DRIVE、CHASE-DB1和STARE数据集上的实验结果表明,所提出算法在仅有0.91M的模型参数下展现出优越分割性能及泛化能力,准确率分别为97.01%、97.37%和97.42%;灵敏度分别为82.51%、84.47%和81.21%;AUC-ROC分别为98.74%、98.83%和98.94%,对临床眼科疾病的诊断具有一定应用价值。 展开更多
关键词 视网膜血管分割 图卷积 TRANSFORMER 自适应加权下采样 动态特征增强
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基于深度学习的视网膜血管分割研究进展 被引量：1
4
作者 张文豪 瞿绍军 颜美丽 《计算机应用研究》 北大核心 2025年第5期1299-1311,共13页
医学图像分割作为语义分割中的重要一环关系人类健康,一直以来备受关注和重视。其中,视网膜血管分割任务是对眼底视网膜图像中的血管像素进行分割提取,能够帮助医生快速诊断眼部疾病。但是,视网膜血管形态复杂、结构细小,分割难度大。... 医学图像分割作为语义分割中的重要一环关系人类健康,一直以来备受关注和重视。其中,视网膜血管分割任务是对眼底视网膜图像中的血管像素进行分割提取,能够帮助医生快速诊断眼部疾病。但是,视网膜血管形态复杂、结构细小,分割难度大。随着深度学习领域研究不断深入,技术的不断进步使得图像分割精度大幅提升。为了更好地了解视网膜血管分割方法的发展,全面总结了近年来基于深度学习的视网膜血管分割研究成果。首先介绍了视网膜血管分割常用数据集,讨论了关键评价指标和损失函数;然后将成果按照基于网络结构设计的方法(例如U型网络变体)、基于模块设计的方法(例如注意力模块)、基于生成对抗模型的方法和基于Transformer的方法进行分类总结,分析各方法的优缺点并比较模型性能优劣;最后,针对目前视网膜血管分割领域存在的几大问题和挑战,讨论了对应的解决方案和思路,并对未来发展方向进行展望,以期进一步推动视网膜血管分割技术的进步,具有较好参考价值。 展开更多
关键词 深度学习 视网膜血管分割 卷积神经网络 生成对抗网络 TRANSFORMER
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基于B-COSFIRE和相位一致性图像融合的视网膜血管分割
5
作者 郑巧娥 郑楚君 黄敏雪 《激光杂志》 北大核心 2025年第1期75-83,共9页
视网膜血管的形态特征在眼底相关疾病的诊断和筛查中有重要的意义,然而,由于视网膜血管尺度形状多样且对比度差异大,细小血管的检测是视网膜血管分割的难点。针对这一问题,提出了一种基于BCOSFIRE(Bar Selective Combination of Shifted... 视网膜血管的形态特征在眼底相关疾病的诊断和筛查中有重要的意义,然而,由于视网膜血管尺度形状多样且对比度差异大,细小血管的检测是视网膜血管分割的难点。针对这一问题,提出了一种基于BCOSFIRE(Bar Selective Combination of Shifted Filter Responses)和相位一致性图像融合的视网膜血管分割方法,对预处理后的绿通道图像进行对比度增强,接着提取其B-COSFIRE滤波器响应图和相位一致性响应图,采用小波变换对这两个响应图进行融合得到特征响应图,最后采用特征空间模糊C均值聚类算法实现视网膜血管分割。在DRIVE数据集上进行本方法的视网膜血管分割测试实验,其分割性能中的平均准确率,灵敏度,特异性分别为94.50%,69.63%,98.16%,本方法的分割性能良好,对细小血管具有较高的检测灵敏度,且所分割的血管有较好的完整性。 展开更多
关键词 视网膜血管分割 B-COSFIRE 相位一致性 图像融合
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空间频域融合的视网膜血管分割方法
6
作者 宋伟伟 许茗 +2 位作者 于晓升 李海星 王宏宇 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第5期195-204,共10页
视网膜血管的精确分割对于诊断多种眼部疾病至关重要,它不仅有助于识别糖尿病、动脉硬化和心血管疾病等医学问题,还能显著提升医生对患者疾病的诊断和治疗能力。现有的卷积神经网络方法虽然在空间域内通过卷积操作捕捉局部特征能力表现... 视网膜血管的精确分割对于诊断多种眼部疾病至关重要,它不仅有助于识别糖尿病、动脉硬化和心血管疾病等医学问题,还能显著提升医生对患者疾病的诊断和治疗能力。现有的卷积神经网络方法虽然在空间域内通过卷积操作捕捉局部特征能力表现出色,但在获取全局空间特征信息方面存在局限性。而频域方法虽能捕获图像的整体频谱分布和全局结构特征,却因频域变换过程中的空间信息模糊化处理,难以精确定位局部特征并保留高频细节信息。提出了一种空间频域融合的视网膜血管分割方法,该方法结合了空间域和频域方法在获取局部和全局特征信息方面的优势。首先,设计双支路的空间频域特征提取与融合模块,在编码阶段融合频域和空间域的特征信息,旨在减少下采样过程中丢失的细节特征。此外,引入多尺度高斯滤波器,以提高模型定位血管边界和保持小血管连贯性的能力。最后,通过空间频域自适应融合模块动态计算特征图各区域的融合权重,提升小血管分割的准确性。在DRIVE和CHASE_DB1这两个主流开源数据集上进行了性能测试,其准确率分别为96.9%和97.81%。实验结果表明该研究的方法在血管分割的准确性、小血管的连贯性和应对病变的鲁棒性方面均展现出了竞争优势。 展开更多
关键词 视网膜血管分割 空间频域自适应融合 多尺度高通滤波器
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基于自注意力机制和侧输出损失函数的视网膜血管分割网络
7
作者 于振华 闫本聪 王迎美 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第21期8993-9001,共9页
图像分割是医学图像分析中的一个基本问题,基于深度学习的典型UNet架构(UNet architecture)分割网络模型及其变式被广泛应用于视网膜血管分割之中。但是UNet网络通过局部卷积模块提取图像的特征信息,难以关联图像的全局信息,无法有效捕... 图像分割是医学图像分析中的一个基本问题,基于深度学习的典型UNet架构(UNet architecture)分割网络模型及其变式被广泛应用于视网膜血管分割之中。但是UNet网络通过局部卷积模块提取图像的特征信息,难以关联图像的全局信息,无法有效捕捉像素之间的长距离依赖关系。考虑到UNet网络模型存在的问题和视网膜血管图像的特点,在UNet跳跃连接中加入注意力模块,可以捕捉血管之间的长距离依赖关系。此外,为增强网络的分割能力,使用群归一化(group normalization,GN)代替UNet网络模型原始的批归一化(batch normalization,BN),对不同的通道选择对应的分组。为更新参数和优化网络,利用侧输出层和最后的输出层设计了交叉熵损失函数。在DRIVE数据集和CHASEDB1数据集上进行了实验,实验结果表明所提出的模型有更好的图像分割效果。 展开更多
关键词 UNet Swin-UNet 群归一化 侧输出层 视网膜血管分割
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视觉皮层环路及其偶联的视网膜血管网在阿尔茨海默病的研究进展
8
作者 张原(综述) 柏峰(审校) 《安徽医科大学学报》 北大核心 2025年第3期572-577,共6页
阿尔茨海默病(AD)是一种慢性进行性神经退行性疾病,由于目前尚无有效的治疗手段,早期诊断对于延缓病情进展至关重要。视网膜和大脑具有共同的胚胎学起源,且在解剖结构和脉管系统方面也有诸多相似之处。AD患者在疾病早期就可能出现视觉... 阿尔茨海默病(AD)是一种慢性进行性神经退行性疾病,由于目前尚无有效的治疗手段,早期诊断对于延缓病情进展至关重要。视网膜和大脑具有共同的胚胎学起源,且在解剖结构和脉管系统方面也有诸多相似之处。AD患者在疾病早期就可能出现视觉皮层环路及其相关视网膜变化引发的视觉症状,因此近年来,视网膜血管网络在神经退行性疾病的发病机制、早期诊断和精准干预中的作用备受关注。该文将综述AD患者在视觉皮层环路、视网膜血管网络等方面的变化及相关机制,探讨神经环路与视觉障碍的关联,并介绍视网膜领域的新型诊断方法。 展开更多
关键词 阿尔茨海默病 神经环路 视觉皮层 视网膜血管 认知障碍
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CADCNet:一种改进的视网膜血管分割算法
9
作者 岳昱超 王迎美 秦嘉川 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第3期962-968,共7页
目前传统的视网膜血管分割方法存在的视盘混淆引起的误分割、分割结果缺乏连续性,以及细节区域分割不精准等问题。为解决这一难题,提出了一种基于UNet的视网膜血管分割算法。该算法利用两个水平和垂直一维卷积和二维方形卷积的融合替代... 目前传统的视网膜血管分割方法存在的视盘混淆引起的误分割、分割结果缺乏连续性,以及细节区域分割不精准等问题。为解决这一难题,提出了一种基于UNet的视网膜血管分割算法。该算法利用两个水平和垂直一维卷积和二维方形卷积的融合替代传统方形卷积,提高了眼球区域的表征能力;采用了多尺度分支增加特征空间的多样性,提升了网络的特征学习和表达能力。此外,为进一步改善分割效果,还将多层膨胀卷积引入自编码器的深层结构,替代了传统的简单池化操作,增大卷积核的大小,扩大了感受野范围,实现了多尺度浅层特征和深层特征信息的融合。本文算法在公开DRIVE和CHASE_DB1两个数据集上进行了评估,实验结果表明,本文算法的精确率和F_(1)上分别达到了0.9568、0.9598和0.8326、0.8304。与传统的UNet和近期部分UNet改进网络视网膜血管分割方法相比,本文算法在准确率、敏感度、特异性、F_(1)指标上表现出一定的优势,这一验证结果充分证明了本文所提出的模型在分割任务上具备较强的精确分割能力。 展开更多
关键词 视网膜血管分割 连续膨胀卷积 深度学习 不对称卷积 UNet模型
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融合Mobile Vit和倒置门控编解码的视网膜血管分割算法
10
作者 梁礼明 阳渊 +2 位作者 朱晨锟 何安军 吴健 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第3期712-723,共12页
针对视网膜血管分割时存在背景噪声干扰、边界纹理模糊和微细血管提取难等问题,提出一种融合Mobile Vit和倒置门控编解码的视网膜血管分割算法(FMVG-Net)。改进Mobile Vit模块,在编码部分实现双联合特征提取;利用多谱注意力模块,从频域... 针对视网膜血管分割时存在背景噪声干扰、边界纹理模糊和微细血管提取难等问题,提出一种融合Mobile Vit和倒置门控编解码的视网膜血管分割算法(FMVG-Net)。改进Mobile Vit模块,在编码部分实现双联合特征提取;利用多谱注意力模块,从频域维度减少图像特征信息缺失,精确分割血管前景像素;提出特征自适应融合模块,建立血管纹理上下文依赖关系,提高血管分割灵敏度;优化编解码结构,设计倒置门控编解码模块,进一步捕获空间信息与深层语义信息,提高视网膜血管图像分割精度。在公共数据集DRIVE、STARE和CHASE_DB1上对所提算法进行实验,特异性分别为0.9863、0.9897和0.9873,准确度分别为0.9709、0.9754和0.9760,敏感度分别为0.8109、0.8010和0.8079。仿真实验证明,所提网络对视网膜血管分割具有较好的分割效果,为眼科疾病的诊断提供了新窗口。 展开更多
关键词 视网膜血管 Mobile Vit模块 离散余弦变换 倒置门控编解码模块 特征自适应融合
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跨层Transformer与多尺度自适应融合的视网膜血管分割算法
11
作者 梁礼明 阳渊 +2 位作者 何安军 董信 吴健 《计算机辅助设计与图形学学报》 北大核心 2025年第3期495-505,共11页
针对现有视网膜血管分割存在视盘误分割、主血管纹理模糊和微细分支血管断裂等问题,提出融合跨层Transformer(CLTransformer)与跨尺度注意的视网膜血管分割算法.首先设计轻量化残差编解码模块用于编码和解码器部分,实现血管纹理特征的... 针对现有视网膜血管分割存在视盘误分割、主血管纹理模糊和微细分支血管断裂等问题,提出融合跨层Transformer(CLTransformer)与跨尺度注意的视网膜血管分割算法.首先设计轻量化残差编解码模块用于编码和解码器部分,实现血管纹理特征的粗粒度提取;其次在编解码连接处采用多尺度特征选择模块,用于跨级融合粗粒度特征;再次在网络底部加入CLTransformer模块,对深层语义信息交叉融合,以细化视网膜血管特征轮廓;最后使用融合损失函数监督算法的训练和测试.在DRIVE,STARE和CHASE_DB1数据集上进行实验,其准确度分别为97.10%,97.66%和97.62%,特异性分别为98.64%,99.03%和98.72%,F_(1)分数分别为83.05%,84.07%和81.18%. 展开更多
关键词 视网膜血管分割 跨层Transformer 多尺度自适应融合 轻量化残差编解码
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密集级联卷积与自注意力特征聚合的视网膜血管分割算法 被引量：2
12
作者 夏平 何志豪 +3 位作者 雷帮军 张海镔 彭程 王雨蝶 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第9期36-44,共9页
针对视网膜图像中细小血管分割困难以及血管分割过程中出现断裂的问题,构建了一种密集级联卷积与自注意力特征聚合的网络用于视网膜血管图像的分割。该网络采用多尺度密集卷积结合自注意力机制;为更好的提取视网膜细小血管复杂的特征信... 针对视网膜图像中细小血管分割困难以及血管分割过程中出现断裂的问题,构建了一种密集级联卷积与自注意力特征聚合的网络用于视网膜血管图像的分割。该网络采用多尺度密集卷积结合自注意力机制;为更好的提取视网膜细小血管复杂的特征信息,构建密集聚合模块作为U型网络的骨干网络;在网络底层嵌入自注意力摸块和多尺度聚合模块,以提升感受野和获取高维语义特征信息;在模型的跳跃连接部分采用特征聚合模块,提升模型的分割精度。实验结果表明,在DRIVE公开数据集上,该网络的F1-sore指标达到83.19%,准确率ACC指标达到97.11%,AUC值达到了98.94%;在CHASE-DB1和STARE数据集上,相比于Unet、DUNet、SA-Unet和FR-Unet等网络,该网络的AUC指标均达到了目前最好效果。采用该网络进行视网膜血管分割,分割的精度和鲁棒性均有不同程度的提升,对细小血管分割及其泛化能力达到了优异的效果. 展开更多
关键词 视网膜血管分割 密集聚合模块 U型网络 自注意力
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全尺度密集卷积U型网络的视网膜血管分割算法 被引量：1
13
作者 夏平 何志豪 +2 位作者 雷帮军 彭程 王雨蝶 《计算机工程与设计》 北大核心 2024年第3期866-873,共8页
针对视网膜图像中血管尺度跨度大、细小血管与背景高度相似导致误分割和未分割等问题,提出一种全尺度密集卷积U型网络的视网膜血管分割方法。为提取更复杂的特征信息,构建级联卷积融合密集块(cascade convolutional fusion dense blocks... 针对视网膜图像中血管尺度跨度大、细小血管与背景高度相似导致误分割和未分割等问题,提出一种全尺度密集卷积U型网络的视网膜血管分割方法。为提取更复杂的特征信息,构建级联卷积融合密集块(cascade convolutional fusion dense blocks, CCF-DB)作为U型网络的编解码器用以提取视网膜血管的特征信息;在网络最底端嵌入混合注意力级联卷积密集块(mixed attention cascaded convolutional dense block, MACC-DB),进一步提升感受野,获取更高维的语义特征信息;在模型的解码部分采用全尺度的跳跃连接,捕获不同尺度下的血管特征信息,提升模型的分割精度。实验结果表明,在DRIVE数据集上,相比于U-Net、U-Net3+、SA-Unet、FR-Unet等算法,此算法的AUC值达到了98.26%,准确率为95.82%;在CHASE-DB1数据集上,此算法的AUC值达98.84%,准确率达96.66%。采用此算法进行视网膜血管分割,分割的精度和鲁棒性均有不同程度的提升,对细小血管分割达到了优良的效果。 展开更多
关键词 医学图像分割 深度学习 视网膜血管分割 全尺度密集卷积 编解码结构 混合注意力 级联卷积
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融合动态损失与渐进多尺度注意力的视网膜血管分割网络
14
作者 李宗民 初天志 +1 位作者 杨超智 刘玉杰 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2024年第23期209-218,共10页
视网膜血管分割任务仍然存在许多挑战,例如眼底图像中生物学背景复杂、毛细血管细小且模糊以及特征难以得到充分利用。针对这些问题,提出了一种融合动态损失与渐进多尺度注意力的网络。其中渐进式特征提取策略可以在网络中逐步捕获对分... 视网膜血管分割任务仍然存在许多挑战,例如眼底图像中生物学背景复杂、毛细血管细小且模糊以及特征难以得到充分利用。针对这些问题,提出了一种融合动态损失与渐进多尺度注意力的网络。其中渐进式特征提取策略可以在网络中逐步捕获对分割有益的特征,并且保留更多细节。设计的多尺度通道注意力模块能够获得复杂的通道依赖关系并且抑制跳跃连接过程中的背景噪音,达到突出重要特征的目的。最后提出动态损失用来自适应调整深监督中各损失函数的权重,优化训练策略。所提出的方法在两个公开的数据集DRIVE和CHASE_DB1中进行了充分的验证,其中灵敏度分别达到0.838 9和0.846 8,准确率分别达到0.971 5和0.974 5,展现出了较好的分割性能。 展开更多
关键词 视网膜血管分割 渐进式特征提取 多尺度通道注意力 动态损失
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关注视网膜血管成像分析,提升对神经系统疾病的全面认识
15
作者 吴松笛 《中国卒中杂志》 北大核心 2024年第11期1239-1245,共7页
视网膜血管与脑血管在胚胎学起源、解剖学特征和生理学特性等方面均具有相似性和共同性。近年来,视网膜血管成像与分析技术快速发展,通过应用眼底照相、光学相干断层扫描血管成像及多模视网膜血管成像技术,结合后处理分析和(或)人工智能... 视网膜血管与脑血管在胚胎学起源、解剖学特征和生理学特性等方面均具有相似性和共同性。近年来,视网膜血管成像与分析技术快速发展,通过应用眼底照相、光学相干断层扫描血管成像及多模视网膜血管成像技术,结合后处理分析和(或)人工智能,为神经科学的深入研究提供了新的途径和手段。视网膜微血管可作为多种神经系统疾病分层、评估和治疗监测的窗口,补充现有神经影像技术在疾病诊疗中的不足。关注视网膜血管成像分析的进展及临床应用策略,有助于提升对神经系统疾病的全面认识和辅助临床精准决策。 展开更多
关键词 视网膜血管 神经系统疾病 成像 分析
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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 被引量：5
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作者 史绪晗 董力 +6 位作者 邵蕾 凌赛广 董洲 牛莹 张瑞恒 周文达 魏文斌 《中华实验眼科杂志》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期38-46,共9页
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1842例,对纳入的... 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1842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。1842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(0.001062±0.000165)°。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1.142μm(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0.266μm(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14.813μm(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。 展开更多
关键词 视网膜血管 眼底照相 形态学参数 人工智能
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改进的大核卷积U-Net视网膜血管分割方法 被引量：2
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作者 顾茂华 吴云 《计算机工程与设计》 北大核心 2024年第5期1541-1548,共8页
眼底视网膜血管结构形态复杂、对比度低,且训练样本有限,易产生过拟合现象。针对以上问题,提出一种改进的大核卷积U-Net视网膜血管分割方法(large kernel residual U-Net, LKR-UNet)。减少U-Net下采样次数和每一层的通道数缓解模型过拟... 眼底视网膜血管结构形态复杂、对比度低,且训练样本有限,易产生过拟合现象。针对以上问题,提出一种改进的大核卷积U-Net视网膜血管分割方法(large kernel residual U-Net, LKR-UNet)。减少U-Net下采样次数和每一层的通道数缓解模型过拟合和退化问题;使用大核残差卷积模块(large kernel residual convolution block, LKR-Block)充分提取视网膜血管的特征;通过级联空间通道注意力(cascaded spatial channel attention, CSCA)模块计算空间和通道注意力,提高分割的准确性。提出方法在DRIVE和CHASE_DB1数据集上进行消融实验,在两个数据集上的敏感度分别为84.04%和83.77%,AUC分别为97.82%和98.75%,F1-score分别为82.92%和84.67%。该方法较现有先进算法有一定提升,能有效进行视网膜血管分割。 展开更多
关键词 深度学习 医学图像处理 视网膜血管分割 大核卷积 注意力机制 过拟合 U型网络
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基于多路径网络的多病种精准视网膜血管网络分割方法的建立及应用
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作者 张金泽 李嘉雄 +2 位作者 王耿媛 袁进 肖鹏 《中华实验眼科杂志》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期1120-1126,共7页
目的建立一种适用于眼底多病种的精准视网膜血管网络分割方法,探讨不同类型眼底疾病的视网膜血管形态参数变化规律。方法采用回顾性研究方法,收集2020年1月至2023年12月在中山大学中山眼科中心就诊的眼底病患者829例及健康受试者146名... 目的建立一种适用于眼底多病种的精准视网膜血管网络分割方法,探讨不同类型眼底疾病的视网膜血管形态参数变化规律。方法采用回顾性研究方法,收集2020年1月至2023年12月在中山大学中山眼科中心就诊的眼底病患者829例及健康受试者146名的彩色眼底照相数据。将多路径分割网络进行微调,输入眼底图像血管分割公开数据集中糖尿病视网膜病变(DR)、青光眼以及年龄相关性黄斑变性(AMD)患者及健康成人的彩色眼底照相数据进行训练,直至模型loss值不再下降,最终得到完成训练的多病种视网膜血管分割模型。应用本课题组之前开发的视网膜血管形态特征分析方法,对受试者以黄斑为中心的彩色眼底图像进行分析,提取视网膜血管分型维数(D_(f))、血管面积比(VAR)、平均血管直径(D_(m))和扭曲度(τ)等形态特征参数,比较不同疾病组的视网膜血管形态特征参数。结果构建的多病种彩色眼底照相血管分割模型在测试集上的准确率为0.987,受试者工作特征曲线下面积为0.995。校正年龄和性别后,不同组间D_(f)校正、VAR校正、D m校正和τ总体比较差异均有统计学意义(F=27.87、47.60、26.48、4.63,均P<0.001),其中AMD组、DR组、糖尿病性黄斑水肿(DME)组、视网膜色素变性(RP)组、视网膜分支静脉阻塞(BRVO)组和视网膜中央静脉阻塞(CRVO)组D_(f)校正较健康对照组显著下降,差异均有统计学意义(均P<0.05);除视神经炎组和中心性浆液性脉络膜视网膜病变组外其他所有疾病组VAR校正较健康对照组显著下降,差异均有统计学意义(均P<0.05);DME组、青光眼组、RP组、BRVO组和CRVO组D m校正较健康对照组显著下降,差异均有统计学意义(均P<0.05)。τ不受年龄和性别影响,无需校正。DR组和DME组τ较健康对照组显著上升,差异均有统计学意义(均P<0.05)。结论成功构建了适用于眼底多病种的视网膜血管精准分割方法,该方法在视网膜多病种彩色眼底照相视网膜血管分割中均显示出高准确率。不同眼底疾病的视网膜血管形态特征存在显著差异。 展开更多
关键词 视网膜疾病 视网膜血管 人工智能 彩色眼底照相 形态学参数
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基于IP3-蛋白激酶C通路探讨人视网膜血管内皮细胞高糖性损伤的作用机制
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作者 刘强 俞华 +1 位作者 董立红 廖荣丰 《安徽医科大学学报》 北大核心 2024年第12期2112-2116,共5页
目的探讨IP3蛋白激酶C通路在高糖条件对人视网膜血管内皮细胞的损伤作用。方法取对数生长期的人视网膜血管内皮细胞,分为实验组(10 mmol/L、20 mmol/L葡萄糖)和对照组(5 mmol/L葡萄糖),在不同浓度葡萄糖培养基下观察细胞形态学变化,流... 目的探讨IP3蛋白激酶C通路在高糖条件对人视网膜血管内皮细胞的损伤作用。方法取对数生长期的人视网膜血管内皮细胞,分为实验组(10 mmol/L、20 mmol/L葡萄糖)和对照组(5 mmol/L葡萄糖),在不同浓度葡萄糖培养基下观察细胞形态学变化,流式细胞仪检测人视网膜血管内皮细胞的凋亡情况,实时荧光定量逆转录聚合酶链式反应检测IP3-蛋白激酶C(PKC)通路中PKC的RNA表达水平,蛋白质印迹法检测细胞中PKC的蛋白表达水平。结果高糖条件下,人视网膜血管内皮细胞体积增大,伸展度减小,凋亡率增加,与对照组比较,20 mmol/L葡萄糖组人视网膜血管内皮细胞凋亡率增加(P<0.05);20 mmol/L葡萄糖组人视网膜血管内皮细胞IP3水平(587.9±15.2)ng/ml相较对照组IP3水平(738.9±1.0)ng/ml降低(P<0.05),高糖处理下,PKC mRNA及蛋白表达水平增加(P<0.05)。结论IP3-PKC通路可能参与高糖条件下人视网膜血管内皮细胞的损伤过程,因此可能在糖尿病视网膜病变中起到作用。 展开更多
关键词 人视网膜血管内皮细胞 IP3-蛋白激酶C通路 糖尿病视网膜病变 高糖 凋亡
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脑小血管病与视网膜血管异常的相关性研究及进展
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作者 陈思颖 赵新湘 《中华老年心脑血管病杂志》 CAS 北大核心 2024年第1期116-118,共3页
脑小血管病(CSVD)是一种动态的全脑微血管疾病,是认知功能障碍和血管性痴呆的最常见原因,因此对CSVD早期诊断和干预具有重要意义[1]。目前诊断主要基于MRI对6种神经影像的识别[2-3]。但神经影像对观察微观血流的变化存在局限性,无法检测... 脑小血管病(CSVD)是一种动态的全脑微血管疾病,是认知功能障碍和血管性痴呆的最常见原因,因此对CSVD早期诊断和干预具有重要意义[1]。目前诊断主要基于MRI对6种神经影像的识别[2-3]。但神经影像对观察微观血流的变化存在局限性,无法检测CSVD亚临床早期的微血管改变。 展开更多
关键词 大脑小血管疾病 视网膜血管 高血压性视网膜病变 视网膜出血 光学相干断层扫描血管成像
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