我國學者在閉角青光眼篩查與ASOCT方面取得進展

　　青光眼（Glaucoma）是一系列會導致視神經受損，進而造成視力逐漸或完全喪失的眼疾。據統計，在全球范圍內，青光眼是僅次于白內障的視力殺手，目前全球約有7000多萬名青光眼患者，其中10%將最終成為盲人。我國是世界上青光眼患者數量最多的國家，由于該病早期不疼、不癢、沒有任何不適感，因此被稱為“隱形視力殺手”或“視力竊賊”。由于視神經損傷是無法修復的，因此一旦青光眼發現過晚，則會出現不可逆的視功能損傷甚至失明。如果青光眼早期確診，經治療后多數患者可以保存現有視力。因此，普及青光眼常識、盡早進行青光眼篩查、診斷和治療是防止視神經損害和失明的關鍵。

開、閉角青光眼的AS-OCT影像和RetCam影像（箭頭標示的為前房角位置）

　　青光眼根據前房角（也叫“隅角”，指角膜和虹膜之間的夾角）的不同狀態，可以分為開角青光眼和閉角青光眼。后者多發于中老年女性和亞洲人群中。兩種不同青光眼亞型的病因、治療手段和手術方案都存在著顯著的差異，因此在臨床診斷中會通過前房角鏡進行精確的人工檢查。近10年來，眼前節光學相干斷層掃描（AS-OCT）影像技術飛速發展，為閉角青光眼的定性和定量分析提供了一種新的、非接觸、快速和準確的手段，逐漸在全球范圍內普及起來。

　　目前市場上主流的AS-OCT影像設備和廠商如下圖所示，其中來自日本Tomey公司的CASIA系列掃頻（Swept-source）AS-OCT產品，可以在3秒鐘以內完成眼前節（Anterior Segment）的3D掃描，也可對眼前節單個橫截面的前房角進行高清成像。雖然這些設備已經能對眼前節進行快速準確的造影，但是圖片數量大、需要專業培訓過的醫師分析，因此面向AS-OCT的閉角青光眼自動分析成為了一個研究熱點，備受計算機學者、醫生和廠商的關注。

　　寧波材料所所屬慈溪醫工所劉江研究員早在2008年就在新加坡率領新科院（A*STAR）隊伍和新加坡中央眼科醫院（SNEC）以及Tomey、Topcon和 Carl Zeiss等廠商深入合作，開展了基于AS-OCT的自動閉角青光眼篩查研究，取得一系列的技術突破，研發了全球第一個全自動閉角青光眼篩查系統AGAR，并在2016年推出了其升級版AGAR+，兼容市面上主流AS-OCT設備、2D和3D掃描、不同分辨率和不同長寬比。其中升級主要來自兩個部分，一個是圖像對齊、擺正、降噪等歸一化預處理的性能提升，一個是根據醫生建議加入的一系列眼前節參數的自動測量。其核心技術在醫療影像頂級會議MICCAI[2]和頂級期刊TMI[3]發表，關鍵的技術突破在于提出了一個統一的張量低秩恢復（Lowrank Tensor Recovery）模型，同時完成單張或多張AS-OCT圖像（或者視頻）的對齊、擺正和降噪。這些圖像/視頻可以是來自不同眼睛，也可以是同一只眼睛在不同時間點的照影，因此這一技術不僅可以用于閉角青光眼的單次定性/定量分析，也能用于比對觀察青光眼的病變進展，以制定更精確的治療和管理方案。以Tomey的CASIA機器的3D掃描為例，每個眼睛在3秒以內完成128幀的連續360度掃描，但是由于不可控的眼微顫（心跳引起的）、眼睛的光軸位置擺放不當等原因引起的圖像不對齊和沒擺正將會影響自動閉角檢測算法的精度。在文章[2]里，“iMED中國”首次提出了一個統一的框架，同時解決了以上兩個問題，并實現了圖像降噪，進一步提高了基于視覺分類算法的精度大約2至3個百分點。對齊和擺正前后的對比的具體技術細節請參考論文原文。

目前市場上的主流AS-OCT設備和成像樣張

AS-OCT圖像沿光軸擺正對齊示意圖

CASIA AS-OCT圖像序列平均圖沿光軸擺正對齊前（左）和后（右）