使用红外摄影图像进行非侵入性干眼病检测:一项概念验证研究
Laily Azyan Ramlan1, Wan Mimi Diyana Wan Zaki1, Marizuana Mat Daud2
1Department of Electrical, Electronic and Systems Engineering, Faculty of Engineering and Built Environment, Universiti Kebangsaan Malaysia, UKM Bangi 43600, Malaysia.
Diagnostics (Basel, Switzerland)
|August 28, 2025
概括
智能手机的红外热学显示有望检测干眼病 (DED). 这种非侵入性查方法通过分析眼睛表面温度变化来准确识别DED,有助于早期诊断.
科学领域:
- 眼科 眼科
- 医学成像
- 生物医学工程
背景情况:
- 干眼病 (DED) 严重影响生活质量,原因是眼膜不稳定,眼产量减少.
- 目前对DED的诊断方法往往是侵入性的,不可携带的,耗时的,导致诊断和治疗延迟.
- 眼科专业人员的有限访问加剧了DED管理的挑战.
研究的目的:
- 研究基于智能手机的红外热学 (IRT) 作为DED的非侵入性和便携式查工具的可行性.
- 通过IRT测量眼睛表面温度变化与已确定的DED指标,如膜破裂时间 (TBUT) 和眼睛表面疾病指数 (OSDI) 之间的相关性.
- 通过IRT数据评估机器学习模型对正常眼睛和DED眼睛的分类效果.
主要方法:
- 在40名受试者身上采集了红外热图 (IRT) 图像 (22名正常患者,58名DED患者).
- 分析了鼻角膜,中角膜和角膜的眼表面温度变化.
- 进行了统计分析,包括相关性和独立的t测试. 使用机器学习模型 (SVM,k-NN) 来进行分类.
主要成果:
- 与正常眼睛相比,DED眼睛表现出明显更快的眼表面冷却率 (p < 0. 001).
- 在所有角膜区域中,TBUT与OSDI (负) 和冷却率 (阳性) 有显著的相关性.
- 机器学习模型表现出高分类精度,k-NN达到91.89%,SVM达到90.54%.
结论:
- 基于智能手机的IRT显示出作为干眼病的非侵入性查工具的巨大潜力.
- 机器学习模型在使用IRT数据进行DED分类时的高精度支持其临床实用性.
- 需要使用更大,更多样化的数据集进行进一步的验证,以促进该技术的临床应用.
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