Đánh giá định lượng các tham số mạch máu võng mạc dựa trên trí tuệ nhân tạo trong bệnh lý mắt liên quan đến tuyến giáp

Endocrine - Trang 1-8 - 2024
Xue Jiang1, Li Dong1, Lihua Luo2, Dengji Zhou3, Saiguang Ling3, Dongmei Li1
1Beijing Tongren Eye Center, Beijing Ophthalmology & Visual Sciences Key Lab, Capital Medical University, Beijing Tongren Hospital, Beijing, China
2Department of Ophthalmology, Beijing Friendship Hospital, Capital Medical University, Beijing, China
3EVision Technology (Beijing) Co. Ltd., Beijing, China

Tóm tắt

Bệnh lý mắt liên quan đến tuyến giáp (TAO) có thể dẫn đến tăng chuyển hóa và bất thường trong vi tuần hoàn. Độ phức tạp phân fractal (Df) của các mạch máu võng mạc đã được chứng minh liên quan đến bệnh lý của một số rối loạn mắt, nhưng chưa được nghiên cứu trong TAO. Chúng tôi đã phân tích 1078 người tham gia từ 18 đến 72 tuổi (548 tình nguyện viên khỏe mạnh và 530 người mắc TAO). Hình ảnh được chụp bằng máy quang quỹ đạo không giãn đồng tử 45 độ. Các đặc điểm võng mạc cơ bản, chẳng hạn như chiều rộng mạch, độ xoắn và Df, đã được đo bằng phần mềm bán tự động từ các hình ảnh quỹ đạo. Các tham số võng mạc trung bình đã được so sánh giữa hai nhóm. Đường cong hoạt động của người nhận (ROC) đã được sử dụng để đánh giá hiệu quả chẩn đoán của các tham số mạch máu võng mạc khác nhau cho TAO. Mặc dù đã kiểm soát các biến nhiễu tiềm ẩn, Df, chiều rộng mạch và độ xoắn đã tăng đáng kể trong TAO so với các tình nguyện viên khỏe mạnh. So với TAO mãn tính, bệnh nhân trong giai đoạn không hoạt động có đường kính tĩnh mạch võng mạc lớn hơn (p < 0,05), nhưng không có sự khác biệt về Df hoặc đường kính động mạch. Các trường hợp vừa và nặng có Df cao hơn so với các trường hợp nhẹ (theo hướng dẫn EUGOGO). Diện tích dưới ROC cho Df, độ xoắn và đường kính mạch trong chẩn đoán TAO lần lượt là 0,904 (Khoảng tin cậy 95%: 0,884–0,924), 0,638 (Khoảng tin cậy 95%: 0,598–0,679) và 0,617 (Khoảng tin cậy 95%: 0,576–0,658). Do có tính khả dụng, giá cả phải chăng và tính không xâm lấn, Df mạch máu võng mạc có thể là một chỉ số thay thế cho TAO và có thể được sử dụng để xác định các trường hợp nặng. Với hiệu suất chẩn đoán tương đối cao, Df có thể hữu ích trong việc phát hiện TAO.

Từ khóa

#Bệnh lý mắt liên quan đến tuyến giáp #độ phức tạp phân fractal #mạch máu võng mạc #đường cong hoạt động của người nhận #chẩn đoán bệnh mắt.

Tài liệu tham khảo

T.J. Smith, J.A.M.J.L. Janssen, Insulin-like growth Factor-I receptor and thyroid-associated ophthalmopathy. Endocr. Rev. 40(1), 236–267 (2019). https://doi.org/10.1210/er.2018-00066 P.N. Taylor, L. Zhang, R.W.J. Lee et al. New insights into the pathogenesis and nonsurgical management of Graves orbitopathy. Nat. Rev. Endocrinol. 16(2), 104–116 (2020). https://doi.org/10.1038/s41574-019-0305-4 Y. Wu, Q. Yang, L. Ding et al. Peripapillary structural and microvascular alterations in early dysthyroid optic neuropathy. Eye Vis. Lond. Engl. 9(1), 30 (2022). https://doi.org/10.1186/s40662-022-00301-6 T.J. Smith, L. Hegedüs, Graves’ disease. N. Engl. J. Med 375(16), 1552–1565 (2016). https://doi.org/10.1056/NEJMra1510030 L. Ye, S.S. Zhou, W.L. Yang et al. Retinal microvasculature alteration in active thyroid-associated ophthalmopathy. Endocr. Pr. 24(7), 658–667 (2018). https://doi.org/10.4158/EP-2017-0229 T. Zhang, W. Xiao, H. Ye, R. Chen, Y. Mao, H. Yang, Peripapillary and macular vessel density in dysthyroid optic neuropathy: an optical coherence tomography angiography study. Invest Ophthalmol. Vis. Sci. 60(6), 1863–1869 (2019). https://doi.org/10.1167/iovs.18-25941 J. Ye, W. Liu, X. Hu et al. Elevated pulse pressure correlated with reduced retinal peripapillary capillary in thyroid-associated ophthalmology with visual field defect. Front Endocrinol. 13, 941051 (2022). https://doi.org/10.3389/fendo.2022.941051 M. Jamshidian Tehrani, Z. Mahdizad, A. Kasaei, M.A. Fard, Early macular and peripapillary vasculature dropout in active thyroid eye disease. Graefes Arch. Clin. Exp. Ophthalmol. Albrecht Von. Graefes Arch. Klin. Exp. Ophthalmol. 257(11), 2533–2540 (2019). https://doi.org/10.1007/s00417-019-04442-8 X. Yang, D. Huang, S. Ai, X. Liang, J. Zhao, L. Fang, Retinal vessel oxygen saturation and vessel diameter in inactive graves ophthalmopathy. Ophthal Plast. Reconstr. Surg. 33(6), 459–465 (2017). https://doi.org/10.1097/IOP.0000000000000826 A. Sadeghi-Tari, M. Jamshidian-Tehrani, A. Nabavi et al. Effect of smoking on retrobulbar blood flow in thyroid eye disease. Eye Lond. Engl. 30(12), 1573–1578 (2016). https://doi.org/10.1038/eye.2016.184 C. Del Noce, M. Roda, N. Valsecchi et al. Evaluation of peripapillary vascular flow in patients with Thyroid-Associated Ophthalmopathy (TAO) by OCT angiography. Graefes Arch. Clin. Exp. Ophthalmol. Albrecht Von. Graefes Arch. Klin. Exp. Ophthalmol. 260(8), 2711–2716 (2022). https://doi.org/10.1007/s00417-022-05551-7 Fractal analysis of the vascular tree in the human retina - PubMed. Accessed January 3, 2023. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15255776/ M.A. Mainster, The fractal properties of retinal vessels: embryological and clinical implications. Eye Lond. Engl. 4(Pt 1), 235–241 (1990). https://doi.org/10.1038/eye.1990.33 S.W. Lim, N. Cheung, J.J. Wang et al. Retinal vascular fractal dimension and risk of early diabetic retinopathy: A prospective study of children and adolescents with type 1 diabetes. Diabetes Care 32(11), 2081–2083 (2009). https://doi.org/10.2337/dc09-0719 G. Liew, J.J. Wang, N. Cheung et al. The retinal vasculature as a fractal: methodology, reliability, and relationship to blood pressure. Ophthalmology 115(11), 1951–1956 (2008). https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2008.05.029 B. Laviña, Brain Vascular Imaging Techniques. Int J. Mol. Sci. 18(1), 70 (2016). https://doi.org/10.3390/ijms18010070 F. Rb, G. Es, S. Aj, et al. Retinal venular tortuosity and fractal dimension predict incident retinopathy in adults with type 2 diabetes: the Edinburgh Type 2 Diabetes Study. Diabetologia. 2021;64(5). https://doi.org/10.1007/s00125-021-05388-5 C.Y. Cheung, G.N. Thomas, W. Tay et al. Retinal vascular fractal dimension and its relationship with cardiovascular and ocular risk factors. Am. J. Ophthalmol. 154(4), 663–674.e1 (2012). https://doi.org/10.1016/j.ajo.2012.04.016 X. Huang, Y. Zhong, M. Cai, X. Huang, Y. Zhong, M. Cai, Retinal vascular features and diagnostic values in patients with liver cirrhosis. J. NEW Med 52(4), 255 (2021). https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-9802.2021.04.006 L. Shao, Q.L. Zhang, T.F. Long et al. Quantitative assessment of fundus tessellated density and associated factors in fundus images using artificial intelligence. Transl. Vis. Sci. Technol. 10(9), 23 (2021). https://doi.org/10.1167/tvst.10.9.23 X. Lyu, P. Jajal, M.Z. Tahir, S. Zhang, Fractal dimension of retinal vasculature as an image quality metric for automated fundus image analysis systems. Sci. Rep. 12(1), 11868 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-16089-3 Y. Wu, Y. Tu, L. Bao et al. Reduced retinal microvascular density related to activity status and serum antibodies in patients with graves’ ophthalmopathy. Curr. Eye Res. 45(5), 576–584 (2020). https://doi.org/10.1080/02713683.2019.1675177 T.V. Dave, S. Laghmisetty, G. Krishnamurthy et al. Retinal vascularity, nerve fiber, and ganglion cell layer thickness in thyroid eye disease on optical coherence tomography angiography. Orbit Amst. Neth. 41(2), 170–177 (2022). https://doi.org/10.1080/01676830.2020.1846761 M. Salvi, D. Dazzi, I. Pellistri, F. Neri, J.R. Wall. Classification and prediction of the progression of thyroid-associated ophthalmopathy by an artificial neural network. Ophthalmology. 2002;109(9). https://doi.org/10.1016/s0161-6420(02)01127-2 M. Jiang, X. Song, H. Zhang et al. The combination of T2-mapping value of lacrimal gland and clinical indicators can improve the stage prediction of Graves’ ophthalmopathy compared to clinical activity scores. Endocrine 78(2), 321–328 (2022). https://doi.org/10.1007/s12020-022-03167-9 Q. Ge, X. Zhang, L. Wang et al. Quantitative evaluation of activity of thyroid-associated Ophthalmopathy using short-tau inversion recovery (STIR) sequence. BMC Endocr. Disord. 21(1), 226 (2021). https://doi.org/10.1186/s12902-021-00895-3 B. Mandelbrot, How long is the coast of britain? Statistical self-similarity and fractional dimension. Science 156(3775), 636–638 (1967). https://doi.org/10.1126/science.156.3775.636 Z. Feng, G. Wang, H. Xia et al. Macular vascular geometry changes with sex and age in healthy subjects: a fundus photography study. Front. Med. 2021;8. https://doi.org/10.3389/fmed.2021.778346 J. Grauslund, A. Green, R. Kawasaki, L. Hodgson, A.K. Sjølie, T.Y. Wong, Retinal vascular fractals and microvascular and macrovascular complications in Type 1 diabetes. Ophthalmology 117(7), 1400–1405 (2010). https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2009.10.047 Fractal analysis of the retinal vasculature and chronic kidney disease - PubMed. Accessed January 4, 2023. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20124213/ Cheung N., Liew G., Lindley R.I. et al. Retinal fractals and acute lacunar stroke. Ann Neurol. 2010;68(1). https://doi.org/10.1002/ana.22011 G. Liew, P. Mitchell, E. Rochtchina et al. Fractal analysis of retinal microvasculature and coronary heart disease mortality. Eur. Heart J. 32(4), 422–429 (2011). https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehq431 K. Fazil, G. Ozturk Karabulut, Z. Alkin, Evaluation of choroidal thickness and retinal vessel density in patients with inactive Graves’ orbitopathy. Photodiagnosis Photodyn. Ther. 32, 101898 (2020). https://doi.org/10.1016/j.pdpdt.2020.101898 Evaluation of retinal and choroidal variations in thyroid-associated ophthalmopathy using optical coherence tomography angiography - PubMed. Accessed January 4, 2023. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33081749/