2D alpha-shapes to quantify retinal microvasculature morphology and their application to proliferative diabetic retinopathy characterisation in fundus photographs.
2D alpha-shapes to quantify retinal microvasculature morphology and their application to proliferative diabetic retinopathy characterisation in fundus photographs.
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二维 α 形状量化视网膜微血管形态及其在眼底照片中增殖性糖尿病视网膜病变表征中的应用。
DOI：
10.1038/s41598-021-02329-5
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发表时间：
2021-11-24
影响因子：
4.6
通讯作者：
MacGillivray T
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Pead E;Giarratano Y;Tatham AJ;Bernabeu MO;Dhillon B;Trucco E;MacGillivray T
使用2D α-形状（α-形状）来量化视网膜微血管的形态学特征可能会导致增殖性糖尿病视网膜病变（PDR）的成像生物标志物。我们使用MESSIDOR数据集测试了我们的方法，该数据集包括来自547名健康个体的彩色眼底照片，149名轻度糖尿病视网膜病变（DR）患者，239名中度DR患者，199名PDR前患者和53名PDR患者。自动分割的视网膜血管系统的骨架（中心线）表示为α形状，并计算所提出的参数，复杂度（）、扩散（OpA）、全局形状（VS）和异常血管生成（格拉德α）的存在。在横断面分析中，PDR患者的OpA和格拉德α较低，表明血管系统更复杂、扩散更小（即致密），存在大量小血管。结果表明，α形状参数可预测PDR的血管异常（AUC 0.73; 95% CI [0.73 0.74]），因此有可能揭示视网膜微血管形态学的变化。
The use of 2D alpha-shapes (α-shapes) to quantify morphological features of the retinal microvasculature could lead to imaging biomarkers for proliferative diabetic retinopathy (PDR). We tested our approach using the MESSIDOR dataset that consists of colour fundus photographs from 547 healthy individuals, 149 with mild diabetic retinopathy (DR), 239 with moderate DR, 199 pre-PDR and 53 PDR. The skeleton (centrelines) of the automatically segmented retinal vasculature was represented as an α-shape and the proposed parameters, complexity (), spread (OpA), global shape (VS) and presence of abnormal angiogenesis (Gradα) were computed. In cross-sectional analysis, individuals with PDR had a lower , OpA and Gradα indicating a vasculature that is more complex, less spread (i.e. dense) and the presence of numerous small vessels. The results show that α-shape parameters characterise vascular abnormalities predictive of PDR (AUC 0.73; 95% CI [0.73 0.74]) and have therefore potential to reveal changes in retinal microvascular morphology.
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