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基于深度学习的角膜活体共聚焦显微镜图像辅助识别系统的构建及应用

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中华实验眼科杂志 2024年第2期42卷 129-135页

作者：颜瑜琳蒋维艳程思敏周奕文于薏郑碧清杨燕宁武汉大学人民医院眼科中心武汉430060 武汉大学资源与环境学院武汉430079

目的构建基于深度学习的角膜活体共聚焦显微镜(IVCM)图像人工智能(AI)辅助识别系统,并评估其在临床上的应用价值。方法采用诊断试验研究方法,收集2021年5月至2022年9月于武汉大学人民医院及武汉大学中南医院行IVCM检查的331例受试者1886... 详细信息

目的构建基于深度学习的角膜活体共聚焦显微镜(IVCM)图像人工智能(AI)辅助识别系统,并评估其在临床上的应用价值。方法采用诊断试验研究方法,收集2021年5月至2022年9月于武汉大学人民医院及武汉大学中南医院行IVCM检查的331例受试者18860张角膜IVCM图像,经资深角膜专家对图像进行筛选分类后用于模型的训练及测试。模型包括低质量图像过滤模型、角膜图像诊断模型及角膜上皮层、前弹力层、基质层和内皮层4个层次识别模型,判断正常及异常角膜图像与对应角膜层次。选取360张独立于数据库的IVCM图像进行人机大赛,比较3位角膜专业高年资医师与人工智能对图片识别的准确度及用时。另选取8位未经过IVCM培训且临床经验少于3年的低年资医师对360张图像进行无模型辅助及模型辅助下识图,对2次评估结果进行差异分析以评估模型辅助效果。结果本诊断模型筛选高质量图像的准确度为0.954,在内部及外部测试集中,识别角膜正常/异常图像的总体准确度分别为0.916和0.896;在识别正常及异常图像的角膜层次中,内部测试集的准确度分别达到了0.983及0.925,外部测试集分别达到了0.988及0.929。人机大赛中,模型总体的识别准确度为0.878,与3名高年资医师的平均准确度相近,且评估速度远高于高年资医师,约为其300倍。低年资医师经机器辅助后对图像正/异常及层次诊断的总体平均准确度为0.816±0.043,明显高于模型辅助前的0.669±0.061,差异有统计学意义(t=6.304,P<0.001)。结论成功构建了一种基于深度学习的IVCM角膜图像辅助识别系统,可以较准确地分辨正常/异常图像并诊断图像对应角膜层次,能够提高临床诊断效率并辅助医师训练学习。

关键词：显微镜,共焦角膜人工智能深度学习

特发性视神经炎患者视盘及黄斑区血流密度的定量研究

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国际眼科杂志 2024年第7期24卷 1013-1019页

作者：李喆刘晓蓉王健扬州大学附属苏北人民医院眼科江苏省扬州市225001

目的:评估特发性视神经炎(ON)患者的患眼和未受累对侧眼的视盘及黄斑的血流密度改变情况,为特发性ON的治疗和随访提供一定的临床指导。方法:横断面研究。收集2019-12/2021-12于扬州大学附属苏北人民医院眼科确诊的初次发病且病程≤3 mo... 详细信息

目的:评估特发性视神经炎(ON)患者的患眼和未受累对侧眼的视盘及黄斑的血流密度改变情况,为特发性ON的治疗和随访提供一定的临床指导。方法:横断面研究。收集2019-12/2021-12于扬州大学附属苏北人民医院眼科确诊的初次发病且病程≤3 mo的单眼特发性ON患者16例,分为患眼组16眼与未受累对侧眼组16眼,另收集性别、年龄相匹配的健康者20例20眼作为对照组。所有眼均行视盘区4.5 mm×4.5 mm及黄斑区6 mm×6 mm光相干断层扫描血管成像(OCTA)检查,收集视盘区及黄斑区各血流指标,并对三组间各指标进行对比及分析。结果:与对照组及未受累对侧眼组相比,ON患眼组视盘全区域及视盘周围各分区毛细血管、全部血管血流密度均降低(P0.05),中心凹周围SCP血流密度增加仅在上半侧及上侧分区有统计学意义(P<0.05)。结论:病程3 mo以内的ON患者会出现视盘周围各分区血管密度的降低和黄斑中心凹周围部分分区SCP血流密度的降低,同时伴随着对侧眼黄斑区部分分区的SCP血流密度的增加。

关键词：视神经炎光相干断层扫描血管成像视盘血流黄斑血流

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视盘周围脉络膜增厚综合征的概念及特征

中华实验眼科杂志 2024年第5期42卷 462-466页

作者：王雯钰苏钰陈长征武汉大学人民医院眼科中心武汉430060

视盘周围脉络膜增厚综合征(PPS)是以视盘附近区域脉络膜增厚为特征的厚脉络膜谱系疾病之一,好发于中老年男性,部分患眼具有远视眼和短眼轴的特点。PPS的诊断和鉴别主要依靠其影像学特点。PPS光学相干断层扫描表现为黄斑鼻侧脉络膜大血... 详细信息

视盘周围脉络膜增厚综合征(PPS)是以视盘附近区域脉络膜增厚为特征的厚脉络膜谱系疾病之一,好发于中老年男性,部分患眼具有远视眼和短眼轴的特点。PPS的诊断和鉴别主要依靠其影像学特点。PPS光学相干断层扫描表现为黄斑鼻侧脉络膜大血管显著扩张,对应位置出现视网膜内积液等改变和视网膜色素上皮的改变等,吲哚菁绿眼底血管造影可见视盘周围大血管扩张伴通透性增强。PPS需与葡萄膜渗漏综合征、中心浆液性脉络膜视网膜病变和肥厚性脉络膜新生血管性病变等疾病相鉴别。光动力治疗或可改善PPS患者的视网膜积液。目前PPS的相关研究仍处于初步阶段,其是否可作为一独立疾病仍有争议,治疗有效性需经前瞻性对照研究验证。本文就PPS的临床特点、发病机制、影像学表现、诊断、鉴别诊断及治疗进行总结和展望,未来需进一步的研究为PPS的定义、诊断、治疗和发病机制提供新见解。

关键词：视盘周围脉络膜增厚综合征厚脉络膜谱系疾病综述

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CHRDL1基因无义变异引起大角膜免疫反应

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中华眼视光学与视觉科学杂志 2024年第6期26卷 450-459页

作者：史平玲但汉东王艳歌王娇娇张贝贝魏圆梦唐贺李苗宋宗明郑州大学人民医院河南省人民医院河南省立眼科医院郑州

目的: 确定先天性大角膜一家系致病基因变异, 并探讨该基因致病机制。方法: 实验研究。于2022年7月采集一X连锁大角膜(MGC1)家系先证者1例和其他家系成员2例的外周静脉血标本。并详细采集患者病史后, 对患者行最佳矫正视力(BCVA)、眼压... 详细信息

目的: 确定先天性大角膜一家系致病基因变异, 并探讨该基因致病机制。方法: 实验研究。于2022年7月采集一X连锁大角膜(MGC1)家系先证者1例和其他家系成员2例的外周静脉血标本。并详细采集患者病史后, 对患者行最佳矫正视力(BCVA)、眼压、裂隙灯显微镜联合前置镜、眼前节分析(OrbscanⅡ)、角膜地形图和眼底彩色照相检查。应用包含439个基因的眼前节疾病检测Panel和包含22个基因的青光眼检测Panel进行靶向捕获富集及高通量测序, 筛选与疾病表型相关的致病基因变异, 并使用Sanger测序进行验证。利用RT-PCR和免疫蛋白印迹法检测CHRDL1基因mRNA和蛋白的表达;荧光显微镜观察绿色荧光蛋白的表达。通过转录组测序和生物信息学分析, 检测CHRDL1无义变异对分子功能和信号通路的影响。数据均采用独立样本t检验进行分析。结果: 先证者被诊断为MGC1, 眼压最高达27 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa);角膜中央厚度右眼为469 μm, 左眼为470 μm, 均减少;角膜直径右眼为13.95 mm, 左眼为13.65 mm。基因检测结果显示, 先证者CHRDL1基因存在c.36delC(***12*)半合子无义变异。与pHBLV-CHRDL1wt组比较, pHBLV-CHRDL1Tyr12*组CHRDL1蛋白表达显著下降(t=24.16, P<0.001), CHRDL1Tyr12*变异能够激活免疫系统信号通路并促进炎症因子和趋化因子表达。结论: CHRDL1基因c.36delC(p. Tyr12*)无义变异为MGC1家系的变异位点, 该变异激活的免疫信号通路可能在MGC1的发病机制中发挥重要作用。

关键词：大角膜青光眼 CHRDL1基因免疫反应

lncRNA MIAT调节miR-495-3p/STAT3信号通路对高糖诱导的人视网膜色素上皮细胞凋亡的影响

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中国老年学杂志 2024年第11期44卷 2784-2790页

作者：魏雪梅谈丽丽韩崇岭陈平青海省第五人民医院眼科

目的探讨长链非编码RNA心肌梗死相关转录物(lncRNA MIAT)对高糖(HG)诱导的人视网膜色素上皮细胞(RPE)凋亡的影响及分子机制。方法用HG处理人RPE细胞系ARPE-19以在体外模拟糖尿病视网膜病变(DR)。将用于lncRNA MIAT沉默的小干扰RNA(siR... 详细信息

目的探讨长链非编码RNA心肌梗死相关转录物(lncRNA MIAT)对高糖(HG)诱导的人视网膜色素上皮细胞(RPE)凋亡的影响及分子机制。方法用HG处理人RPE细胞系ARPE-19以在体外模拟糖尿病视网膜病变(DR)。将用于lncRNA MIAT沉默的小干扰RNA(siRNA,si-MIAT)和阴性对照(si-NC)、miR-495-3p抑制剂(miR-495-3p inhibitor)及抑制剂对照(inhibitor-NC)转染ARPE-19细胞，分为HG+si-NC组、HG+si-MIAT组、HG+si-MIAT+anti-NC组、HG+si-MIAT+anti-miR-495-3p组，另设正常糖(NG)组和HG组。使用逆转录聚合酶链反应(RT-qPCR)检测细胞lncRNA MIAT、miR-495-3p、信号转导和转录激活因子(STAT)3 mRNA水平，MTT法测定细胞活性，流式细胞术测定细胞凋亡，蛋白质印迹分析STAT3与凋亡相关蛋白表达。双荧光素酶实验检测miR-495-3p与lncRNA MIAT或STAT3的靶标关系。建立DR小鼠模型，分为对照(Control)组、DR组、DR+si-NC组、DR+si-MIAT组，苏木素-伊红(HE)染色和原位末端标记染色(TUNEL)染色观察lncRNA MIAT敲低对DR小鼠视网膜组织损伤的影响，RT-qPCR和Western印迹检测视网膜组织lncRNA MIAT、miR-495-3p、STAT3表达。结果与NG组相比，HG组lncRNA MIAT、STAT3 mRNA和蛋白水平、细胞凋亡率、B细胞淋巴瘤(Bcl)-2相关X蛋白(Bax)蛋白水平和(Cleaved-Caspase)-3/Caspase-3比值升高，miR-495-3p水平、细胞存活率、Bcl-2蛋白水平降低(均P<0.05)。敲低lncRNA MIAT可明显上调miR-495-3p,明显抑制STAT3表达，明显升高细胞存活率和Bcl-2蛋白水平，明显降低细胞凋亡率、Bax蛋白水平和Cleaved-Caspase-3/Caspase-3比值(均P<0.05)。下调miR-495-3p可升高STAT3水平，部分消除lncRNA MIAT敲低对HG诱导的ARPE-19细胞凋亡的抑制作用(均P<0.05)。双荧光素酶实验结果显示，过表达miR-495-3p可降低MIAT-野生型(WT)和STAT3-WT的荧光素酶活性(P<0.05)。体内实验结果显示，lncRNA MIAT敲低可通过上调miR-495-3p抑制STAT3表达，减轻DR小鼠视网膜损伤，抑制视网膜细胞凋亡。结论敲低lncRNA MIAT可能通过增强miR-495-3p对STAT3的抑制作用，减少HG诱导的人RPE细胞凋亡，减缓DR进展。

关键词：糖尿病视网膜病变长链非编码RNA心肌梗死相关转录物 miR-495-3p 信号转导和转录激活因子3 人视网膜色素上皮细胞凋亡

不同病程非动脉炎性前部缺血性视神经病变患者视功能与视网膜结构的关系

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眼科新进展 2024年第4期44卷 282-286页

作者：刘子嘉林媛媛宫媛媛上海交通大学医学院附属第一人民医院眼科上海市200080

目的观察非动脉炎性前部缺血性视神经病变(NAION)患者在不同病程中视功能与视网膜结构的变化特征,并分析两者的相关性。方法回顾性纳入33例(33眼)发病3周内的急性NAION患者,分别在发病>3~12周以及发病12周以后进行随访,检测并记录视功... 详细信息

目的观察非动脉炎性前部缺血性视神经病变(NAION)患者在不同病程中视功能与视网膜结构的变化特征,并分析两者的相关性。方法回顾性纳入33例(33眼)发病3周内的急性NAION患者,分别在发病>3~12周以及发病12周以后进行随访,检测并记录视功能[最佳矫正视力(BCVA)、视野平均偏差(MD)、模式标准差(PSD)和视野指数(VFI)]与视网膜结构[视盘周围视网膜神经纤维层(pRNFL)厚度、黄斑区神经节细胞复合体(mGCC)厚度和丢失体积、视盘周围放射状毛细血管血流(RPC)密度]等量化指标,分析它们的变化特征及相关性。结果 NAION患眼BCVA随着病程进展显著提高(P=0.021),发病>12周和发病≤3周相比,BCVA差异有统计学意义(P=0.020),发病≤3周和发病>3~12周、发病>3~12周和发病>12周相比,BCVA差异均无统计学意义(P=0.158、0.100)。随着病程进展,NAION患眼MD、PSD、VFI均无明显变化(P=0.419、0.767、0.134)。NAION患眼pRNFL厚度(整体、上半部分、下半部分)、RPC密度(整体、上半部分、下半部分)、mGCC厚度(整体、上半部分、下半部分)随病程进展均显著降低(均为P0.05);NAION患眼MD、VFI与mGCC厚度(整体、下半部分)、RPC密度(整体、上半部分、下半部分)均呈正相关(均为P≤0.001),与GLV均呈负相关(均为P0.05);NAION患眼PSD与pRNFL厚度(整体、上半部分、下半部分)、mGCC厚度(整体、上半部分、下半部分)、FLV、GLV、RPC密度(整体、上半部分、下半部分)均无相关性(均为P>0.05)。结论随着NAION患者病程进展,视力、视野变化与mGCC厚度、RPC密度变化有关,与pRNFL厚度变化无关。视功能与视网膜微结构变化并不完全同步。

关键词：视神经病变缺血性视功能体层摄影术

巨大视网膜色素上皮撕裂合并渗出性视网膜脱离

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中华眼底病杂志 2024年第4期40卷 317-318页

作者：郭浩轶聂晓东郭希让河南省立眼科医院、河南省人民医院眼科、河南省眼科研究所郑州450003

患者男,72岁。因颜面部及四肢水肿5个月,双眼视物模糊3 d到河南省立眼科医院就诊。既往糖尿病史12年,胰岛素治疗,随机血糖12.8 mmol/L;糖尿病肾病半年;高血压史5年,血压控制差,波动在170~180/100~110 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)之间;低... 详细信息

患者男,72岁。因颜面部及四肢水肿5个月,双眼视物模糊3 d到河南省立眼科医院就诊。既往糖尿病史12年,胰岛素治疗,随机血糖12.8 mmol/L;糖尿病肾病半年;高血压史5年,血压控制差,波动在170~180/100~110 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)之间;低蛋白血症半年。肝功能检测,总蛋白38.9 mmol/L,白蛋白19.0 mmol/L。尿常规检测,尿蛋白(+++),尿糖(++)。24 h尿蛋白定量检测,尿蛋白4.54 g/L,24 h尿蛋白7.72 g/24 h。眼部检查:右眼视力眼前数指,左眼视力0.1。右眼、左眼眼压分别为18.0、16.2 mm Hg。

关键词：巨大视网膜色素上皮撕裂渗出性视网膜脱离图片精粹

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北卡指数对青光眼的诊断性能评估

中华眼视光学与视觉科学杂志 2024年第5期26卷 327-334页

作者：杨丽丹李青蒨陈倩茵马红婕林晨中南大学爱尔眼科学院长沙盐田区人民医院深圳广州爱尔眼科医院广州长沙爱尔眼科医院长沙深圳市人民医院深圳

目的: 验证北卡罗来纳光学相干断层扫描成像指数算法(北卡指数)在中国青光眼人群中的诊断效率, 并对其可重复性进行评估。方法: 回顾性病例对照研究。连续收集2016年1月至2020年6月长沙爱尔眼科医院, 以及2021年11月至2023年3月广州爱... 详细信息

目的: 验证北卡罗来纳光学相干断层扫描成像指数算法(北卡指数)在中国青光眼人群中的诊断效率, 并对其可重复性进行评估。方法: 回顾性病例对照研究。连续收集2016年1月至2020年6月长沙爱尔眼科医院, 以及2021年11月至2023年3月广州爱尔眼科医院的临床数据库中所有符合纳入标准和图像质量要求的非青光眼受检者[共62例(114眼), 分为非高度近视组68眼、高度近视组46眼]和青光眼患者[共62例(91眼), 分为视野平均缺损(MD)眼科医院门诊行眼健康体检的正常受检者32例(64眼) (作为正常组)进行重复扫描, 运用类内相关系数(ICC)评估该仪器及北卡指数的可重复性。结果: 在区分非高度近视眼和青光眼方面, 北卡指数的ROC-AUC值分别为0.92(MD≥-8 dB青光眼组)、0.95(MD≥-4 dB青光眼组), 表现最佳的OCT参数单变量为:最小GCIPL厚度为0.62(Z=5.10, P0.05)。OCT各参数的ICC值范围为0.63～1.00。北卡指数的ICC值为0.92, 高于平均GCIPL厚度(ICC值为0.70, t=1.99, P=0.024), 与平均RNFL厚度、VCDR和盘沿面积的可重复性差异均无统计学意义(均P>0.05)。结论: 与单一OCT参数相比, 北卡指数在中国早期青光眼患者群体中表现出更好的诊断性能, 并且具有较高的可重复性, 可以作为检测早期青光眼的重要工具之一。

关键词：青光眼光学相干断层扫描算法诊断性能可重复性

芍药苷调节RhoA/ROCK信号通路对实验性自身免疫性葡萄膜炎小鼠Th17/Treg免疫平衡的影响

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中药新药与临床药理 2024年第4期35卷 506-512页

作者：庞彬彬陈震邢怡桥武汉大学人民医院眼科中心湖北武汉430060

目的探讨芍药苷调节Ras同源基因家族蛋白A(RhoA)/Rho相关卷曲螺旋形成蛋白激酶(ROCK)信号通路对实验性自身免疫性葡萄膜炎(experimental autoimmune uveitis,EAU)小鼠辅助性T淋巴细胞17(Th17)/调节性T细胞(Treg)免疫平衡的影响。方法随... 详细信息

目的探讨芍药苷调节Ras同源基因家族蛋白A(RhoA)/Rho相关卷曲螺旋形成蛋白激酶(ROCK)信号通路对实验性自身免疫性葡萄膜炎(experimental autoimmune uveitis,EAU)小鼠辅助性T淋巴细胞17(Th17)/调节性T细胞(Treg)免疫平衡的影响。方法随机选出10只小鼠作为正常对照组,其余小鼠构建EAU模型,将造模成功小鼠随机平分为模型组、芍药苷组(10 mg·kg^(-1)芍药苷)、RhoA/ROCK信号通路激活剂溶血磷脂酸(LPA)组(25μmol·L^(-1)LPA)、芍药苷+LPA组(10 mg·kg^(-1)芍药苷+25μmol·L^(-1)LPA),每组10只。模型组和正常对照组给予等量生理盐水,给药每天1次,持续14 d。眼前节临床表现评分评估炎症严重程度;HE染色观察眼球组织病理形态;ELISA法检测血清中炎性因子转化生长因子-β(trarsforming growth factor beta,TGF-β)、白细胞介素10(IL-10)、白细胞介素17(IL-17)、白细胞介素23(IL-23)水平;流式细胞术检测脾脏Th17/Treg细胞水平;Western Blot法检测维甲酸相关核孤儿受体γt(RORγt)、叉头状转录因子3(Foxp3)以及RhoA/ROCK信号通路蛋白表达。结果正常对照组小鼠无虹膜、结膜血管舒张充血,与正常对照组比,模型组小鼠出现虹膜血管舒张充血,前房、虹膜、睫状体和视网膜内均有大量炎性细胞膨胀,眼前节临床表现评分、IL-17和IL-23含量、Th17细胞水平、Th17/Treg、RORγt、RhoA、ROCK1蛋白水平明显升高(P<0.05),IL-10和TGF-β含量、Treg细胞水平、Foxp3水平明显下降(P<0.05)。与模型组比,芍药苷组小鼠虹膜血管充血症状明显缓解,眼前节临床表现评分、IL-17和IL-23含量、Th17细胞水平、Th17/Treg、RORγt、RhoA、ROCK1蛋白水平明显降低(P<0.05),IL-10和TGF-β含量、Treg细胞水平、Foxp3水平明显升高(P<0.05);而LPA加重了眼部损伤(P<0.05),逆转了芍药苷对EAU小鼠的改善效果(P<0.05)。结论芍药苷可通过下调RhoA/ROCK信号通路调节EAU小鼠Th17/Treg免疫平衡减轻EAU小鼠葡萄膜炎。

关键词：芍药苷 RhoA/ROCK信号通路自身免疫性葡萄膜炎 Th17/Treg 小鼠