S'abonner

Lightweight Learning-Based Automatic Segmentation of Subretinal Blebs on Microscope-Integrated Optical Coherence Tomography Images - 09/12/20

Doi : 10.1016/j.ajo.2020.07.020 
Zhenxi Song a, b, Liangyu Xu b, Jiang Wang a, Reza Rasti b, Ananth Sastry c, Jianwei D. Li b, William Raynor c, Joseph A. Izatt b, c, Cynthia A. Toth b, c, Lejla Vajzovic c, Bin Deng a, Sina Farsiu b, c,
a School of Electrical and Information Engineering, Tianjin University, Tianjin, China 
b Department of Biomedical Engineering, Duke University, Durham, North Carolina, USA 
c Department of Ophthalmology, Duke University School of Medicine, Durham, North Carolina, USA 

Inquiries to Sina Farsiu, Departments of Biomedical Engineering and Ophthalmology, Duke University, Durham, NC 27708, USADepartments of Biomedical Engineering and OphthalmologyDuke UniversityDurhamNC27708USA

Abstract

Purpose

Subretinal injections of therapeutics are commonly used to treat ocular diseases. Accurate dosing of therapeutics at target locations is crucial but difficult to achieve using subretinal injections due to leakage, and there is no method available to measure the volume of therapeutics successfully administered to the subretinal location during surgery. Here, we introduce the first automatic method for quantifying the volume of subretinal blebs, using porcine eyes injected with Ringer's lactate solution as samples.

Design

Ex vivo animal study.

Methods

Microscope-integrated optical coherence tomography was used to obtain 3D visualization of subretinal blebs in porcine eyes at Duke Eye Center. Two different injection phases were imaged and analyzed in 15 eyes (30 volumes), selected from a total of 37 eyes. The inclusion/exclusion criteria were set independently from the algorithm-development and testing team. A novel lightweight, deep learning–based algorithm was designed to segment subretinal bleb boundaries. A cross-validation method was used to avoid selection bias. An ensemble-classifier strategy was applied to generate final results for the test dataset.

Results

The algorithm performs notably better than 4 other state-of-the-art deep learning–based segmentation methods, achieving an F1 score of 93.86 ± 1.17% and 96.90 ± 0.59% on the independent test data for entry and full blebs, respectively.

Conclusion

The proposed algorithm accurately segmented the volumetric boundaries of Ringer's lactate solution delivered into the subretinal space of porcine eyes with robust performance and real-time speed. This is the first step for future applications in computer-guided delivery of therapeutics into the subretinal space in human subjects.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Highlights

An automatic method was introduced for quantification of delivered therapeutics through subretinal injections.
This method segmented subretinal blebs on microscope-integrated optical coherence tomography images.
The proposed deep learning–based method was fast, enabling future real-time use.
Experiments on porcine eyes attested to accuracy comparable to human grading.
This method was considerably more accurate than other deep learning methods.
This is the first step for future applications in human subjects.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Plan


 Supplemental Material available at AJO.com.


© 2020  Elsevier Inc. Tous droits réservés.
Ajouter à ma bibliothèque Retirer de ma bibliothèque Imprimer
Export

    Export citations

  • Fichier

  • Contenu

Vol 221

P. 154-168 - janvier 2021 Retour au numéro
Article précédent Article précédent
  • Prevalence of Ophthalmologic Diagnoses in Children With Autism Spectrum Disorder Using the Optum Dataset: APopulation-Based Study
  • Melinda Y. Chang, Danielle Doppee, Fei Yu, Claudia Perez, Anne L. Coleman, Stacy L. Pineles
| Article suivant Article suivant
  • Spatial Functional Characteristics of East Asian Patients With Occult Macular Dystrophy (Miyake Disease); EAOMD Report No. 2
  • Lizhu Yang, Kwangsic Joo, Kazushige Tsunoda, Mineo Kondo, Yu Fujinami-Yokokawa, Gavin Arno, Nikolas Pontikos, Xiao Liu, Natsuko Nakamura, Toshihide Kurihara, Kazuo Tsubota, Takeshi Iwata, Hui Li, Xuan Zou, Shijing Wu, Zixi Sun, Seong Joon Ahn, Min Seok Kim, Yong Seok Mun, Kyu Hyung Park, Anthony G. Robson, Yozo Miyake, Se Joon Woo, Ruifang Sui, Kaoru Fujinami, East Asia Inherited Retinal Disease Society Study Group

Bienvenue sur EM-consulte, la référence des professionnels de santé.
L’accès au texte intégral de cet article nécessite un abonnement.

Déjà abonné à cette revue ?

Elsevier s'engage à rendre ses eBooks accessibles et à se conformer aux lois applicables. Compte tenu de notre vaste bibliothèque de titres, il existe des cas où rendre un livre électronique entièrement accessible présente des défis uniques et l'inclusion de fonctionnalités complètes pourrait transformer sa nature au point de ne plus servir son objectif principal ou d'entraîner un fardeau disproportionné pour l'éditeur. Par conséquent, l'accessibilité de cet eBook peut être limitée. Voir plus

Mon compte


Plateformes Elsevier Masson

Déclaration CNIL

EM-CONSULTE.COM est déclaré à la CNIL, déclaration n° 1286925.

En application de la loi nº78-17 du 6 janvier 1978 relative à l'informatique, aux fichiers et aux libertés, vous disposez des droits d'opposition (art.26 de la loi), d'accès (art.34 à 38 de la loi), et de rectification (art.36 de la loi) des données vous concernant. Ainsi, vous pouvez exiger que soient rectifiées, complétées, clarifiées, mises à jour ou effacées les informations vous concernant qui sont inexactes, incomplètes, équivoques, périmées ou dont la collecte ou l'utilisation ou la conservation est interdite.
Les informations personnelles concernant les visiteurs de notre site, y compris leur identité, sont confidentielles.
Le responsable du site s'engage sur l'honneur à respecter les conditions légales de confidentialité applicables en France et à ne pas divulguer ces informations à des tiers.


Tout le contenu de ce site: Copyright © 2026 Elsevier, ses concédants de licence et ses contributeurs. Tout les droits sont réservés, y compris ceux relatifs à l'exploration de textes et de données, a la formation en IA et aux technologies similaires. Pour tout contenu en libre accès, les conditions de licence Creative Commons s'appliquent.