視網(wǎng)膜層的粗糙度是一種新的阿爾茨海默氏癥生物標(biāo)志物

近年來，視網(wǎng)膜已經(jīng)確立了其作為早期診斷阿爾茨海默病最有希望的生物標(biāo)志物之一的地位。從關(guān)于視網(wǎng)膜變薄還是變厚的爭論中，馬德里康普頓斯大學(xué)和圣卡洛斯診所的研究人員將注意力集中在十個(gè)視網(wǎng)膜層的粗糙度上。

UCM 的 IIORC(Ramón Castroviejo 眼科研究所)主任 José Manuel Ramírez 表示，這項(xiàng)發(fā)表在《科學(xué)報(bào)告》上的研究在三個(gè)方面“證明是創(chuàng)新的”。“這是第一項(xiàng)提議研究視網(wǎng)膜粗糙度及其十個(gè)組成層的研究。他們?cè)O(shè)計(jì)了一種數(shù)學(xué)方法來通過分形維數(shù)來測(cè)量皺紋的程度，并發(fā)現(xiàn)在視網(wǎng)膜的某些層中，這些測(cè)量值表明皺紋在阿爾茨海默病的早期階段就開始了，”IIORC 專家解釋說。

為了進(jìn)行這項(xiàng)六年前啟動(dòng)的研究，研究人員開發(fā)了計(jì)算機(jī)程序，使他們能夠?qū)⒁暰W(wǎng)膜的每一層分開。在此細(xì)分之后，出現(xiàn)的問題是如何區(qū)分一層的粗糙度與相鄰層的粗糙度。

“當(dāng)每一層都與其他層接觸時(shí)，一層的起皺會(huì)傳遞到相鄰層，它們的粗糙度變得模糊。解決方案是在每一側(cè)用數(shù)學(xué)方法壓平每一層，并研究另一側(cè)剩余的粗糙度，”表示該出版物的主要作者 Lucía Jáñez。

計(jì)算粗糙度的軟件開發(fā)

研究中面臨的第二個(gè)問題是找到一種測(cè)量粗糙度的程序。“解決方案在于計(jì)算所研究的每個(gè)視網(wǎng)膜層一側(cè)的分形維數(shù)，”UCM 的 ITC(知識(shí)技術(shù)研究所)研究員 Luis Jáñez 解釋說。

“平面只有長和寬兩個(gè)維度，但是如果它被折疊或起皺，它就會(huì)逐漸呈現(xiàn)出立體感，開始出現(xiàn)一個(gè)三維立體物體。分形維數(shù)采用 2 到 3 之間的分?jǐn)?shù)，因此適合測(cè)量視網(wǎng)膜層的起皺程度，”他補(bǔ)充道。

該小組采取的最后一步是將他們開發(fā)的技術(shù)納入目前市場(chǎng)上可用的光學(xué)相干斷層掃描 (OCT) 中，使用數(shù)學(xué)分析將其表達(dá)在軟件中，該軟件計(jì)算每個(gè)視網(wǎng)膜層的粗糙度，并建立邊界在健康/疾病之間。

對(duì)于患者來說，這是一種簡單、快速且低成本的測(cè)試。“不需要事先準(zhǔn)備。他們只是去眼科預(yù)約，坐在機(jī)器對(duì)面，花大約 4 秒鐘看里面的一個(gè)光點(diǎn)：生成 OCT 圖像。圖像粗糙度的分析由在不到一分鐘的時(shí)間內(nèi)完成一個(gè)計(jì)算機(jī)程序，”ITC 研究人員表示。

在該領(lǐng)域工作十年后，研究人員了解阿爾茨海默氏癥患者的視力是如何演變的，以及視網(wǎng)膜厚度的變化。“從現(xiàn)在開始，通過這項(xiàng)新技術(shù)，我們可以研究如何使用視網(wǎng)膜粗糙度來監(jiān)測(cè)和確定阿爾茨海默病的階段，”IIORC 研究員 Elena Salobrar García 預(yù)測(cè)。

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