視網(wǎng)膜層的粗糙度是一種新的阿爾茨海默氏癥生物標志物

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志物之一的地位。從關于視網(wǎng)膜變薄還是變厚的爭論中，馬德里康普頓斯大學和圣卡洛斯診所的研究人員將注意力集中在十個視網(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，這項發(fā)表在《科學報告》上的研究在三個方面“證明是創(chuàng)新的”。“這是第一項提議研究視網(wǎng)膜粗糙度及其十個組成層的研究。他們設計了一種數(shù)學方法來通過分形維數(shù)來測量皺紋的程度，并發(fā)現(xiàn)在視網(wǎng)膜的某些層中，這些測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。

為了進行這項六年前啟動的研究，研究人員開發(fā)了計算機程序，使他們能夠?qū)⒁暰W(wǎng)膜的每一層分開。在此細分之后，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。

“當每一層都與其他層接觸時，一層的起皺會傳遞到相鄰層，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。

計算粗糙度的軟件開發(fā)

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

“平面只有長和寬兩個維度，但是如果它被折疊或起皺，它就會逐漸呈現(xiàn)出立體感，開始出現(xiàn)一個三維立體物體。分形維數(shù)采用 2 到 3 之間的分數(shù)，因此適合測量視網(wǎng)膜層的起皺程度，”他補充道。

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

對于患者來說，這是一種簡單、快速且低成本的測試。“不需要事先準備。他們只是去眼科預約，坐在機器對面，花大約 4 秒鐘看里面的一個光點：生成 OCT 圖像。圖像粗糙度的分析由在不到一分鐘的時間內(nèi)完成一個計算機程序，”ITC 研究人員表示。

在該領域工作十年后，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)測和確定阿爾茨海默病的階段，”IIORC 研究員 Elena Salobrar García 預測。

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