青光眼（Glaucoma）是一系列会导致视神经受损，进而造成视力逐渐或完全丧失的眼疾。据统计，在全球范围内，青光眼是仅次于白内障的视力杀手，目前全球约有7000多万名青光眼患者，其中10%将最终成为盲人。我国是世界上青光眼患者数量最多的国家，由于该病早期不疼、不痒、没有任何不适感，因此被称为“隐形视力杀手”或“视力窃贼”。由于视神经损伤是无法修复的，因此一旦青光眼发现过晚，则会出现不可逆的视功能损伤甚至失明。如果青光眼早期确诊，经治疗后多数患者可以保存现有视力。因此，普及青光眼常识、尽早进行青光眼筛查、诊断和治疗是防止视神经损害和失明的关键。

　　青光眼根据前房角（也叫“隅角”，指角膜和虹膜之间的夹角）的不同状态，可以分为开角青光眼和闭角青光眼。后者多发于中老年女性和亚洲人群中。两种不同青光眼亚型的病因、治疗手段和手术方案都存在着显著的差异，因此在临床诊断中会通过前房角镜进行精确的人工检查。近10年来，眼前节光学相干断层扫描（AS-OCT）影像技术飞速发展，为闭角青光眼的定性和定量分析提供了一种新的、非接触、快速和准确的手段，逐渐在全球范围内普及起来。

　　目前市场上主流的AS-OCT影像设备和厂商如下图所示，其中来自日本Tomey公司的CASIA系列扫频（Swept-source）AS-OCT产品，可以在3秒钟以内完成眼前节（Anterior Segment）的3D扫描，也可对眼前节单个横截面的前房角进行高清成像。虽然这些设备已经能对眼前节进行快速准确的造影，但是图片数量大、需要专业培训过的医师分析，因此面向AS-OCT的闭角青光眼自动分析成为了一个研究热点，备受计算机学者、医生和厂商的关注。

　　宁波材料所所属慈溪医工所刘江研究员早在2008年就在新加坡率领新科院（A*STAR）队伍和新加坡中央眼科医院（SNEC）以及Tomey、Topcon和 Carl Zeiss等厂商深入合作，开展了基于AS-OCT的自动闭角青光眼筛查研究，取得一系列的技术突破，研发了全球第一个全自动闭角青光眼筛查系统AGAR，并在2016年推出了其升级版AGAR+，兼容市面上主流AS-OCT设备、2D和3D扫描、不同分辨率和不同长宽比。其中升级主要来自两个部分，一个是图像对齐、摆正、降噪等归一化预处理的性能提升，一个是根据医生建议加入的一系列眼前节参数的自动测量。其核心技术在医疗影像顶级会议MICCAI[2]和顶级期刊TMI[3]发表，关键的技术突破在于提出了一个统一的张量低秩恢复（Lowrank Tensor Recovery）模型，同时完成单张或多张AS-OCT图像（或者视频）的对齐、摆正和降噪。这些图像/视频可以是来自不同眼睛，也可以是同一只眼睛在不同时间点的照影，因此这一技术不仅可以用于闭角青光眼的单次定性/定量分析，也能用于比对观察青光眼的病变进展，以制定更精确的治疗和管理方案。以Tomey的CASIA机器的3D扫描为例，每个眼睛在3秒以内完成128帧的连续360度扫描，但是由于不可控的眼微颤（心跳引起的）、眼睛的光轴位置摆放不当等原因引起的图像不对齐和没摆正将会影响自动闭角检测算法的精度。在文章[2]里，“iMED中国”首次提出了一个统一的框架，同时解决了以上两个问题，并实现了图像降噪，进一步提高了基于视觉分类算法的精度大约2至3个百分点。对齐和摆正前后的对比的具体技术细节请参考论文原文。

　　[1]Facts About Glaucoma. National Eye Institute. 29 March 2016.

　　[2] Y Xu, L Duan, H Fu, X Zhang, D Wong, M Baskaran, T Aung, J Liu. Axial Alignment for Anterior Segment Swept Source Optical Coherence Tomography via Robust Low-rank Tensor Recovery. 19th International Conference on Medical Image Computing and Computer Assisted Intervention (MICCAI 2016).

　　[3] H Fu, Y Xu*, S Lin, X Zhang, D Wong, J Liu, A F Frangi, M Baskaran and T Aung. Structure Segmentation and Quantification for Angle-Closure Glaucoma Assessment in Anterior Segment OCT, IEEE Transactions on Medical Imaging (TMI), In Press, 2017 May. (IF2015 = 3.756)

开、闭角青光眼的AS-OCT影像和RetCam影像（箭头标示的为前房角位置）

目前市场上的主流AS-OCT设备和成像样张

AS-OCT图像沿光轴摆正对齐示意图

CASIA AS-OCT图像序列平均图沿光轴摆正对齐前（左）和后（右）

　　（慈溪医工所 许言午 刘江）