随着科学的进步,现代医学成像技术在医学诊断中发挥着越来越重要的作用。近年来,光学相干断层扫描技术(OCT)是继X射线计算机断层成像技术(X-CT)和磁共振成像技术(MRI)之后的一项新兴光学成像技术,它可以实现对生物组织的高分辨率、非侵入层析测量,具有广泛的应用前景。目前,OCT技术已被广泛应用到多种疾病治疗中,其中在眼部疾病治疗中的应用尤为广泛。光学相干断层扫描血管造影(OCT Angiography,OCTA)是一种快速的、非侵入性的新型血流成像技术,具有分辨率高、扫描速度快、可量化血流等优点,具有重要的研究价值与临床应用前景。论文提出了一种基于主动轮廓模型的OCTA图像黄斑中心凹无血管区(Foveal Avascular Zone,FAZ)的检测算法。本研究实现了针对眼部图像的黄斑中心凹无血管区域的全自动检测,同时也评估了FAZ相关指标诊断糖尿病性视网膜病变(DR)的性能。所做的研究工作主要如下:1.主动活动轮廓模型的基础理论研究。仔细研究了OCTA图像的FAZ的区域特点,包括灰度特性和几何特性。阅读了大量有关的图像分割方法的文献并进行分类总结。根据FAZ的区域特点和主动活动轮廓模型的特性分析,研究选用广义梯度矢量流模型(Generalized Gradient Vector Flow,GGVF)进行FAZ的区域检测。2.全自动FAZ检测算法的实现。检测过程包括3个主要部分:(1)预处理以减少残余运动伪影和背景噪声同时获取一个二值造影;(2)获取初始GGVF搜索边界;(3)运行GGVF活动轮廓模型。3.FAZ相关评估指标的统计分析。FAZ的评估指标:两个常规指标(FAZ面积系数(FAZ area)、FAZ圆度系数(AI));两个新提出的指标(扇形不规则性系数(STD4)、环形不规则性系数(NR300))。其中新提出的指标实现了部分控制生理上FAZ变化的区域不规则性量化。统计分析主要包括:不同DR分组的FAZ评估指标数据间的统计学差异、FAZ评估指标与DR的相关性以及不同评估指标区分DR分组的灵敏度等分析。4.本研究采用广义梯度矢量流(GGVF)主动轮廓模型实现准确、可靠的FAZ检测。然而,尽管基于FAZ的评估指标可以为黄斑缺血的诊断提供有用的临床信息并和视敏度有着潜在关联,但本实验室之前提出的基于缺血区域的EAA测量仍然可能是一个更好的糖尿病性视网膜病变的生物标志物。论文的创新之处在于:(1)通过引入GGVF主动轮廓模型,本研究实现了FAZ的高精度检测。研究成果可以辅助临床相关区域判定、大大缩短处理时间。(2)论文提出了两种新颖的与FAZ相关的糖尿病视网膜病病变诊断指标。通过统计分析得知:基于FAZ的测量可以为黄斑缺血区域和视觉功能的研究提供有用的信息。论文的不足之处在于:(1)FAZ检测算法测试中存在小比例检测结果不理想的案例(5%)。究其原因,基于参数的GGVF活动轮廓算法对于边缘图的依赖性较强,部分参与者因其FAZ边界凹陷太深或太窄,无法呈现良好的检测效果。(2)本研究参与者数量适中,横断面设计以及研究采用了年龄和性别不匹配的对照组等方面使得本研究有着一定的局限性。总而言之,本研究成果可以实现绝大部分糖尿病视网膜病变病患的FAZ区域全自动检测及量化分析,不仅可以为医生的相关诊断提供精确、可靠的信息,而且对基于OCTA图像的相关检测技术的进一步临床应用推广有较大的促进作用。