Способ определения стадии ретинопатии недоношенных

Изобретение относится к области медицины, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для определения стадии ретинопатии недоношенных (РН). Получают снимки сетчатки одного глаза пациента: центральная зона, верхняя зона, верхне-назальная зона, верхне-височная зона, нижняя зона, нижне-назальная зона, нижне-височная зона, височная зона, назальная зона. Моделируют широкопольное изображение. Из полученного широкопольного изображения выделяется сосудистая сеть. Часть изображения, не содержащая изображение сосудов, удаляется. Определяют фрактальную размерность контура сосудистой сети с помощью фрактального анализа методом box-counting. На основании полученного значения фрактальной размерности определяют стадию РН: 1,2-1,3 - 1 стадия; 1,31-1,4 - 2 стадия; 1,41-1,5 - 3 стадия; 1,51 - 1,7 - задняя агрессивная РН. Способ обеспечивает повышение точности определения стадии РН за счет использования широкопольного изображения сетчатки при анализе и определения фрактальной размерности сосудов. 4 ил., 5 пр.

 

Изобретение относится к области медицины, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для определения стадии ретинопатии недоношенных (РН).

На данный момент в диагностике ретинопатии недоношенных широко используется телемедицинская ретинальная камера (RetCam). Это компьютеризированная широкоугольная система, позволяющая получать изображение сетчатки с использованием различных линз, в том числе 130-градусных. Все получаемые изображения могут мгновенно сохраняться на информационном носителе (Salcone Е.М. et al. Review of the use of digital imaging in retinopathy of prematurity screening. Seminars in ophthalmology. Taylor & Francis, 2010. T. 25. №5-6. C. 214-217). При оценке эффективности отображения сетчатки при скрининге РН, RetCam показала 100% чувствительности 97,9%-99,5% специфичность (Dai S. et al. Efficacy of widefield digital retinal imaging for retinopathy of prematurity screening // Clinical & experimental ophthalmology. - 2011. - T. 39. - №. 1. - C. 23-29; Silva R. A. et al. Stanford University network for diagnosis of retinopathy of prematurity (SUNDROP): 36-month experience with telemedicine screening // Ophthalmic Surgery, Lasers and Imaging Retina. - 2011. - T. 42. - №. 1. - C. 12-19 {прототип)).

Исследования показали, что телемедицинская диагностика позволяет обнаруживать РН на 1-2 недели раньше, чем непрямая офтальмоскопия. Ранее выявление заболевания приводит к более раннему лечению тяжелой РН и улучшению отдаленных результатов (QuinnG. Е., FielderA. R. (ed.). Retinopathy of prematurity. - Saunders, 2013).

Однако существует проблема субъективности оценки изображений, полученных с помощью RetCam врачом-офтальмологом.

Решаемой нами задачей являлось разработка метода, исключающего риск субъективности при определении стадии ретинопатии недоношенных.

Достигаемым техническим результатом является повышение точности определения стадии ретинопатии недоношенных по данным анализа изображений, полученных с помощью телемедицинской ретинальной камеры.

Данный результат обусловлен использованием при анализе изображений смоделированного широкопольного изображения сетчатки и определением фрактальной размерности сосудов сетчатки методом box-counting.

Фрактальный анализ сетчатки - математический метод, позволяющий оценить степень сложности геометрии сосудистых сетей. Получены многочисленные свидетельства, что разветвленная сосудистая сеть нормальной сетчатки статистически самоподобна и проявляет свойства фрактала, а фрактальный анализ можно применять для автоматизированной диагностики сосудистых заболеваний сетчатки (Avakian A. et al. Fractal analysis of region based vascular change in the normal and non-proliferative diabetic retina. Curr Eye Res 2002; 24 (4): 274-280.).

Фрактальная размерность кровеносных сосудов в обычной человеческой сетчатке составляет около 1,7 (Masters B.R. Fractal analysis of the vascular tree in the human retina. Annu Rev Biomed Eng. 2004; 6: 427-452.). Существуют попытки применения фрактального анализа в диагностике ретинопатии недоношенных, однако, они ограничиваются результатами только для задней агрессивной ретинопатии недоношенных. Было доказано, что кровеносные сосуды в сетчатке при задней агрессивной ретинопатии более сложны, имеют неправильную форму и более высокую степень аберрации сосудов, чем сосуды с «типичной» ретинопатией недоношенных N.Т. et al. Retinopathy of prematurity: fractal analysis of images in different stages of the disease // Advances in Intelligent Control Systems and Computer Science. - Springer Berlin Heidelberg, 2013. - C. 91-101.) Однако в исследовании отсутствует этап формирования широкопольного изображения, а значит, оценивается фрактальная размерность только ограниченного участка (заднего поля) сетчатки недоношенного и полученные данные являются неверными. Необходимость моделирования широкопольного изображения подтверждает исследование фрактальной организации сосудов сетчатки без патологии (Masters В. R. Fractal analysis of the vascular tree in the human retina // Annu. Rev. Biomed. Eng. - 2004. - T. 6. - C. 427-452.) Этим объясняется и то, что авторы определили изменение сложности сети только при задней агрессивной ретинопатии недоношенных, так как при «типичных» формах сосуды заднего поля сетчатки могут быть не изменены.

Разработанный нами способ определения стадии ретинопатии недоношенных заключается в следующем.

Из 9 снимков (центральная зона, верхняя зона, верхне-назальная зона, верхне-височная зона, нижняя зона, нижне-назальная зона, нижне-височная зона, височная зона, назальная зона) сетчатки одного глаза одного пациента моделируется широкопольное изображение. При этом именно при моделировании широкопольного изображения из всех указанных зон возможен анализ всей сосудистой сети.

Выделяется сосудистая сеть, и из широкопольного изображения удаляется часть изображения, не содержащая изображение сосудов.

Далее определяется фрактальная размерность контура сосудистой сети с помощью фрактального анализа методом box-counting.

Разработанное изобретение поясняется рядом иллюстраций:

1. Выбираются снимки (фиг. 1) для моделирования широкопольного изображения (центральная зона, верхняя зона, верхне-назальная зона, верхне-височная зона, нижняя зона, нижне-назальная зона, нижне-височная зона, височная зона, назальная зона) (Фиг. 1-1)

2. Моделируется широкопольное изображение (Фиг. 1-2)

3. Выделяется сосудистая сеть (Фиг. 1-3)

4. Изображение сосудистой сети выделяется на отдельное изображение (Фиг. 1-4)

5. Проводится фрактальный анализ полученного широкопольного изображения с сосудистой сетью методом box-counting. Данный метод отражает сложность контура изображения сосудистой сети. Именно анализ контура изображения сосудистой сети является диагностически значимым для определения стадии РН.

6. На основании полученного значения фрактальной размерности (градации, соответствующие известным стадиям РН, выделены нами) устанавливается стадия ретинопатии недоношенных:

1,2-1,3 - 1 стадия

1,31-1,4 - 2 стадия

1,41-1,5 - 3 стадия

1,51-1,7 - задняя агрессивная ретинопатия недоношенных (ЗАРН)

Стоит отметить, что согласно нашим данным, анализа результатов обследований, в различных меридианах поверхности сетчатки могут образовываться патологические изменения, характерные для нескольких стадий одновременно, фрактальная размерность отражает преобладающую стадию. При этом сосудистые изменения при ретинопатии недоношенных предшествуют морфологическим изменениям сетчатки. Если по результатам фрактального анализа стадия выше, чем стадия по результатам офтальмоскопии, то это указывает на прогрессирование ретинопатии недоношенных.

Клинический пример №1.

Пациент К., гестационный возраст 29 недель, постконцептуальный возраст 39 неделя, масса тела при рождении 1650 г.

Клинический диагноз: II-III стадия ретинопатии недоношенных (по данным офтальмоскопии).

Фрактальная размерность сосудистой сети 1.4293, что указывает на наличие 3 стадии РН (согласно разработанному нами способу), фиг 2.

1 - выбор снимков из видеоряда (Фиг. 2-1)

2 - моделирование широкопольного изображения (Фиг. 2-2)

3 - выделение сосудистой сети (Фиг. 2-3)

4 - фрактальный анализ (Фиг. 2-4)

Клинический пример №2.

Пациент М. гестационный возраст 28 неделя, постконцептуальный возраст 34 неделя, масса тела при рождении 1500 г.

Клинический диагноз: III стадия ретинопатии недоношенных.

Фрактальная размерность сосудистой сети 1.493, что соответствует III стадии РН (фиг. 3).

Наличие «плюс»-болезни не влияет на показатель фрактальной размерности.

1 - выбор снимков из видеоряда (Фиг. 3-1)

2 - моделирование широкопольного изображения (Фиг. 3-2)

3 - выделение сосудистой сети (Фиг. 3-3)

4 - фрактальный анализ (Фиг. 3-4)

Клинический пример №3

Пациент В., гестационный возраст 27 недель, масса тела при рождении 950 г. Постконцептуальный возраст 33 недели.

Клинический диагноз: I-II стадия ретинопатии недоношенных.

Фрактальная размерности сосудистой сети 1.3172, что соответствует 2 стадии РН (фиг. 4).

1 - выбор снимков из видеоряда (Фиг. 4-1). У пациентов на I стадии или с незрелостью сетчатки возможен выбор меньшего числа кадров, так как площадь васкуляризации мала.

2 - моделирование широкопольного изображения (Фиг. 4-2)

3 - выделение сосудистой сети (Фиг. 4-3)

4 - фрактальный анализ (Фиг. 4-4)

Клинический пример №4

Пациент В., гестационный возраст 28 недель, масса тела при рождении 1250 г. Постконцептуальный возраст 34 недели.

Клинический диагноз: I стадия ретинопатии недоношенных.

Фрактальная размерности сосудистой сети 1.2863, что соответствует 1 стадии РН.

Клинический пример №5

Пациент В., гестационный возраст 25 недель, масса тела при рождении 850 г. Постконцептуальный возраст 32 недели.

Клинический диагноз: Задняя агрессивная ретинопатия недоношенных.

Фрактальная размерности сосудистой сети 1.6624, что соответствует ЗАРН.

Способ определения стадии при ретинопатии недоношенных (РН), отличающийся тем, что получают снимки сетчатки одного глаза пациента: центральная зона, верхняя зона, верхне-назальная зона, верхне-височная зона, нижняя зона, нижне-назальная зона, нижне-височная зона, височная зона, назальная зона, моделируют широкопольное изображение, из полученного широкопольного изображения выделяется сосудистая сеть, часть изображения, не содержащая изображение сосудов, удаляется, далее определяют фрактальную размерность контура сосудистой сети с помощью фрактального анализа методом box-counting, на основании полученного значения фрактальной размерности определяют стадию ретинопатии недоношенных:

1,2-1,3 - 1 стадия

1,31-1,4 - 2 стадия

1,41-1,5 - 3 стадия

1,51-1,7 - задняя агрессивная ретинопатия недоношенных (ЗАРН).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области клинической медицины, конкретно к офтальмологии, к способам диагностики хронического периферического увеита (ХПУ). Диагностика осуществляется при помощи оценки трех блоков: жалоб (Ж) пациентов, данных биомикроскопии (ДБ) передних отделов глаза и офтальмоскопии центральных отделов глазного дна (ОЦОГД).
Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и предназначено для диагностики полипоидной хориоидальной васкулопатии. Пациенту с подозрением на полипоидную хориоидальную васкулопатию (ПХВ) проводят офтальмоскопию и, если обнаруживают, по крайней мере, один из следующих признаков: экссудативная макулопатия при отсутствии друз, серозная и/или геморрагическая отслойка пигментного эпителия (ОПЭ), субретинальное кровоизлияние, субретинальные оранжево-красные узелки, твердые экссудаты, дополнительно проводят оптическую когерентную томографию (ОКТ) с модулем улучшенной визуализацией хориоидеи.

Изобретение относится к медицине. Микрофотовидеофиксирующее устройство микроструктур тканей роговицы глаза состоит из трех USB-микроскопов с регулируемым светодиодным освещением, выполненных с возможностью микрометрии патологических процессов в тканях роговицы, компьютера и щелевой лампы.

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для прогнозирования течения I-III стадий активной ретинопатии недоношенных (далее РН) на основании данных флюоресцентной ангиографии.

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для прогнозирования развития поздних ретинальных осложнений у пациентов с 1-4 стадиями рубцовой ретинопатии недоношенных (РН) на основании данных флюоресцентной ангиографии.
Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для определения показаний к первичной витреоретинальной хирургии при задней агрессивной ретинопатии недоношенных.

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для оценки посттравматических изменений сетчатки и уточнения степени тяжести травмы.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам определения характеристик потока крови. Устройство содержит светоизлучающий блок, выполненный с возможностью излучения света в направлении элемента, блок регистрации света, выполненный с возможностью регистрации света, рассеянного обратно на элементе, оптический блок, выполненный с возможностью пространственного разделения участка элемента падения света элемента и участка элемента регистрации света элемента друг от друга, при этом оптический блок содержит элемент разделения светового пути, выполненный с возможностью разделения пути излучаемого света и пути обратно рассеянного света, и блок определения, выполненный с возможностью определения характеристики потока объекта на основе света, указывающего на излучаемый свет, и регистрируемого обратно рассеянного света.

Группа изобретений относится к области медицины. Устройство офтальмологической линзы с энергообеспечением и с системой контроля васкуляризации сетчатки содержит: несущую вставку, содержащую переднюю и заднюю криволинейные дугообразные поверхности, причем передняя криволинейная и задняя криволинейные дугообразные поверхности формируют полость, способную содержать источник энергии, имеющий размеры в соответствии с площадью внутри полости, причем источник энергии электрически соединен и способен обеспечивать энергией микропьезоэлектрический элемент с электронной схемой обратной связи и контроллером, причем контроллер содержит вычислительный процессор, осуществляющий цифровую связь с цифровым устройством хранения данных, и причем в цифровом устройстве хранения данных хранится программный код; передатчик, находящийся в логической связи с процессором, а также в логической связи с сетью передачи данных, причем программное обеспечение выполняется по запросу и позволяет процессору: принимать данные, описывающие выявленный участок пульсирующего сосуда, который формирует часть васкуляризации сетчатки глаза; воздействовать на микропьезоэлектрический элемент для подачи выходного сигнала по меньшей мере на один выявленный участок пульсирующего сосуда; принимать данные от электронной схемы обратной связи, описывающие изменение выходного сигнала, поданного по меньшей мере на один выявленный участок пульсирующего сосуда; визуализировать выявленный участок пульсирующего сосуда с использованием данных, принимаемых от электронной схемы обратной связи; и отслеживать изменения васкуляризации сетчатки за счет сравнения визуализированного выявленного участка с предыдущим изображением с течением времени.
Изобретение относится к медицине, офтальмологии и предназначено для оценки дифференцировки макулярной зоны сетчатки у детей. Проводят оптическую когерентную томографию.

Изобретение относится к области медицины, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для определения стадии ретинопатии недоношенных. Получают снимки сетчатки одного глаза пациента: центральная зона, верхняя зона, верхне-назальная зона, верхне-височная зона, нижняя зона, нижне-назальная зона, нижне-височная зона, височная зона, назальная зона. Моделируют широкопольное изображение. Из полученного широкопольного изображения выделяется сосудистая сеть. Часть изображения, не содержащая изображение сосудов, удаляется. Определяют фрактальную размерность контура сосудистой сети с помощью фрактального анализа методом box-counting. На основании полученного значения фрактальной размерности определяют стадию РН: 1,2-1,3 - 1 стадия; 1,31-1,4 - 2 стадия; 1,41-1,5 - 3 стадия; 1,51 - 1,7 - задняя агрессивная РН. Способ обеспечивает повышение точности определения стадии РН за счет использования широкопольного изображения сетчатки при анализе и определения фрактальной размерности сосудов. 4 ил., 5 пр.

Наверх