Способ определения подтипов друз на ОКТ-изображениях при возрастной макулярной дегенерации Российский патент 2024 года по МПК A61B3/12 

Область техники, к которой относится изобретение:

Изобретение относится к области медицины, в частности к офтальмологии, и может быть использовано с целью определения подтипов друз на ОКТ-изображениях при возрастной макулярной дегенерации (ВМД) [А61В 8/10, A61F 9/00].

Уровень техники:

Возрастная макулярная дегенерация - прогрессирующее заболевание, характеризующееся поражением макулярной зоны вследствие развивающихся патологических процессов в ретинальном пигментном эпителии, мембране Бруха и хориокапиллярах.

По результатам мета - анализа популяционных исследований (129 664 человека) в настоящее время в мире насчитывается около 64 миллионов пациентов с ВМД. ВМД является причиной слепоты у 2,1 млн. человек из 32,4 млн. слепых во всем мире. Прогнозируемое число пациентов с ВМД к 2040 г составит 288 млн. человек. Заболеваемость ВМД в РФ составляет более 150 случаев на 10000 населения.

К основным диагностическим признакам ранней и промежуточной стадий ВМД в соответствии с оригинальной классификацией AREDS относятся друзы. Друзы - это экстрацеллюлярный депозит, основными компонентами которого являются липиды, белки и минералы.

Спектральная оптическая когерентная томография (ОКТ) позволяет визуализировать друзы, оценивать их площадь, объем, а также субструктуру (на основании оптических особенностей). На основании определяемых показателей осуществляется диагностика ВМД, мониторинг ее развития и течения.

Из уровня техники известен СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ СЕТЧАТКИ И ЗРИТЕЛЬНОГО НЕРВА ПРИ ДРУЗАХ ДИСКА ЗРИТЕЛЬНОГО НЕРВА [RU С2, 09.07.2020], включающий оценку зрительных функций, отличающийся тем, что проводят оптическую когерентную томографию в режимах сканирования макулы и сосудистом режиме, определяют положение друз диска зрительного нерва, оценивают комплекс ганглиозных клеток сетчатки, исследуют изменения кровотока в поверхностном ретинальном сплетении, анализируют результаты периметрии и при периферическом расположении друз определяют расширение границ слепого пятна и изменение в плотности поверхностного ретинального сплетения в виде единичных зон гипоперфузии, а при центральном расположении друз определяют зависимость положения друз и секторальной неперфузии в макулярной зоне, снижение плотности капилляров поверхностного ретинального сплетения и объема комплекса ганглиозных клеток сетчатки, а также выраженную депрессию периметрических показателей. Основным недостатком предложенного способа является тот факт, что при проведении ОКТ не оцениваются подтипы выявленных друз.

В тоже время из уровня техники известно существование различных подтипов друз, виды которых связаны с величиной риска дальнейшего прогрессирования ВМД, а также скоростью прогрессирования атрофии.

Так, из уровня техники известен СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОГРЕССИРОВАНИЯ АТРОФИИ ПРИ ВМД [Veerappan М. et al., Optical Coherence Tomography Reflective Drusen Substructures Predict Progression to Geographic Atrophy in Age-related Macular Degeneration. Ophthalmology. 2016 Dec; 123(12):2554-2570. doi: 10.1016/j.ophtha.2016.08.047. Epub 2016 Oct 25. PMID: 27793356; PMCID: PMC5125946], включающий проведение ОКТ и выявление следующих подтипов друз:

L-подтип - друзы округлой формы с гетерогенной внутренней рефлективностью, диаметром менее 1000 мкм с гипорефлективным по отношению к окружающему материалу друзы «ядром», не граничащим с мембраной Бруха и ретинальным пигментным эпителием (РПЭ), размером более 2 пикселей;

Н-подтип - друзы с гетерогенной внутренней рефлективностью, диаметром менее 1000 мкм с гиперефлективным по отношению к окружающему материалу друзы «ядром», не граничащим с мембраной Бруха и РПЭ, размером более 2 пикселей;

С-подтип - друзы с гетерогенной внутренней рефлективностью конической формы, диаметром менее 1000 мкм, содержащие 3 и более «ядра», не граничащих с мембраной Бруха и РПЭ, размером более 2 пикселей;

S-подтип (Split) - друзы с гетерогенной внутренней рефлективностью диаметром менее 1000 мкм с разделением на гипо- и гиперрефлективные области, размером более 2 пикселей.

Простой подтип - друзы с гомогенной внутренней рефлективностью диаметром менее 1000 мкм,

и соотнесение подтипа друз с риском прогрессирования или дальнейшего течения ВМД.

Так, в соответствии с известным способом, некоторые разновидности L - и С - подтипов друз относятся к ОКТ-биомаркерам высокого риска прогрессирования ВМД до поздней стадии с формированием географической атрофии, кроме того, выявлено, что подтипы друз с течением времени могут как сохраняться, так и видоизменяться, переходить один в другой. Соответственно, определение подтипа друз важно как для прогнозирования течения ВМД и оценки рисков атрофии при постановке диагноза, так и для мониторинга течения ВМД.

Указанный способ выбран нами в качестве ближайшего аналога.

Таким образом, из уровня техники известна возможность определения подтипа друз при проведении ОКТ при ВМД, а также установлено прогностическое значение подтипа друз для ВМД. Определение подтипа друз играет важную роль при постановке диагноза, а также в мониторинговом контроле развития заболевания и оценке эффективности его лечения.

Недостатком ближайшего аналога является тот факт, что в известном способе оценка оптических особенностей субструктуры друз на сканах SD-OCT производилась только визуально. Для «объективизации» результатов участие в оценке принимали несколько сертифицированных специалистов по визуализации, а в случае наличия разногласий окончательное решение принималось арбитражным советом SD-OCT. При этом очевидно, что отсутствие объективных инструментов оценки, несмотря на опыт, знания и «насмотренность» разных специалистов, способствует низкому уровню точности определения подтипа друз, а ошибки в определении подтипа друз могут приводить к ошибочной диагностике, принятию неверных решений при прогнозировании течения ВМД, а также неверной оценке выбранных способов лечения. Кроме того, оценка производилась на основании «нативных», необработанных изображений, что дополнительно затрудняло визуализацию друз и оценку их подтипов.

Раскрытие сущности изобретения:

Технической проблемой, решаемой изобретением, является устранение недостатков прототипа.

Техническим результатом изобретения является повышение точности определения подтипов друз на ОКТ-изображениях при возрастной макулярной дегенерации.

Кроме того, использование предложенного способа дополнительно позволяет снизить продолжительность определения подтипов друз на ОКТ-изображениях, снизить трудоемкость определения.

Указанный технический результат обеспечивает способ определения подтипов друз на ОКТ-изображениях при возрастной макулярной дегенерации (ВМД), содержащий первым этапом проведение оптической когерентной томографии с получением томографических сканов, на которых последовательно выполняют медианную фильтрацию; удаление заднего фона на отфильтрованном изображении; удаление всех слоев сетчатки между внутренней пограничной мембраной и наружным плексиформным слоем; выделение ретинального пигментного эпителия (РПЭ); удаление наружного ядерного слоя, наружной пограничной мембраны, миоидной, эллипсоидной зон и слоя наружных сегментов фоторецепторов; восстановление разрывов контура РПЭ интерполяцией; аппроксимацию линии РПЭ кубическим сплайном; сегментацию друз путем подбора полинома 3-го порядка к аппроксимированной линии РПЭ, прохождения скользящим окном по массиву разниц аппроксимированного слоя и полинома со смещением последнего в окне на максимум с последующим подбором к смещенной линии РПЭ полинома 3-го порядка; определение разницы между аппроксимированной линией с друзами и смещенной линией РПЭ и выделение на подготовленном таким образом изображении друз, путем удаления скопления пикселей площадью меньше 70 пикселей и скопления пикселей, высота которых меньше 8 пикселей; с последующим определением на втором этапе признаков формы и рефлективности друз, выявленных на первом этапе,

при этом определение признаков формы друз проводят путем определения коэффициента аспекта по формуле:

где D_min=minD(ϕ), D_max=maxD(ϕ), a D - протяженность объекта в четырех направлениях: ϕ=0°, ϕ=45°, ϕ=90°, ϕ=135°, при этом

где t_max и t_min- экстремальные значения координат объекта по горизонтальной оси, τ_min и τ_max - экстремальные значения координат объектов по вертикальной оси;

коэффициента формы по формуле:

где K_ƒ - коэффициент формы, S - площадь объекта в пикселях, Р - периметр объекта в пикселях,

коэффициента площади по формуле:

где K_s - коэффициент площади, S_вып - минимальная площадь выпуклой фигуры, включающей в себя заданный объект, рассчитываемая как

где

фактора Blair-Biss по формуле:

где F₁ - фактор Blair-Biss, r - расстояние от точки до центра масс, δ - площадь объекта в пикселях, D - протяженность объекта в четырех направлениях, d - дифференциал по вертикальной и горизонтальной осям, фактора Малиновской по формуле:

где F₂ - фактор Малиновской; Р - периметр объекта, измеренный в пикселях, S - площадь, измеренная в пикселях, фактора Харалика по формуле:

где F₃ - фактор Харалика, δ - среднее квадратичное отклонение контурных точек от центра массы объекта, а μ - среднее значение этих отклонений, коэффициента компактности по формуле:

где - среднее расстояние точек контура объекта от центра его масс, N - количество точек в контуре, а определение признаков рефлективности друз проводят путем определения медианы функции яркости по формуле:

где I_median - медиана функции яркости, N - количество точек объекта, а - значение функции яркости элемента отсортированного массива значений яркости всех точек объекта,

среднего значения яркости по формуле:

где - среднее значение яркости, I_j - функция яркости в точке j, N - количество пикселей, j - индекс суммирования, дисперсии яркости объекта по формуле:

где N - количество пикселей, j - индекс суммирования, - среднее значение яркости, коэффициента прозрачности по формуле:

где - среднее значение яркости, I_c срединное значение, определенное как

после чего на третьем этапе в соответствии с установленными на втором этапе признаками формы и рефлективности определяют друзы как относящиеся к округлым или коническим, а также к друзам с низкой или средней и высокой рефлективностью.

Краткое описание фигур:

На фиг.1 представлено удаление фонового региона с ОКТ-изображения

На фиг.2 представлено удаление слоя нервных волокон

На фиг.3 средняя линия слоя ретинального пигментного эпителия с друзами

На фиг.4 аппроксимированный слой ретинального пигментного эпителия с друзами

На фиг.5 результат подбора полинома 3-го порядка для оценки ретинального пигментного эпителия в норме

На фиг.6 результат смещения «здорового» ретинального пигментного слоя вниз На фиг.7 результат предложенного способа выделения друз на ОКТ-изображении На фиг.8, 9 иллюстрации для понимания экстремальных параметров объектов

Осуществление изобретения:

Проводят оптическую когерентную томографию по протоколу исследования Macular Cube 512x128. Далее проводят анализ томографических сканов. На ОКТ-изображениях макулярной области проводят сегментацию РПЭ (комплекс РПЭ - мембрана Бруха) с друзами в несколько этапов:

- выполняют медианную фильтрацию с целью удаления импульсных шумов,

- на отфильтрованном изображении производят удаление заднего фона (фонового региона),

- осуществляют удаление всех слоев сетчатки между внутренней пограничной мембраной и наружным плексиформным слоем,

- производят выделение РПЭ,

- с использованием операции эрозии осуществляют удаление наружного ядерного слоя, наружной пограничной мембраны, миоидной, эллипсоидной зон и слоя наружных сегментов фоторецепторов,

- восстанавливают разрывы контура РПЭ интерполяцией,

- производят аппроксимацию линии РПЭ кубическим сплайном;

- проводят сегментацию друз путем подбора полинома 3-го порядка к аппроксимированной линии РПЭ, прохождения скользящим окном по массиву разниц аппроксимированного слоя и полинома со смещением последнего в окне на максимум, в результате чего средняя линия РПЭ смещается вниз, к смещенной линии РПЭ еще раз подбирают полином 3-го порядка и определяют разницу между аппроксимированной линией с друзами и смещенной линией РПЭ;

- осуществляют расчет признаков друз по форме (коэффициенты аспекта, формы, площади, факторы Blair-Biss, Малиновской и Харалика, коэффициент компактности) и рефлективности (медиана функции яркости, среднее значение яркости, коэффициент прозрачности),

- на основании полученных данных определяют подтип друз.

Медианная фильтрация с целью удаления импульсных шумов производится путем последовательной локальной обработки изображения скользящим окном, окно при этом может быть различной формы, но должно обязательно включать в себя нечетное число отсчетов изображения. Для каждого положения скользящего окна попавшие в него отсчеты изображения сортируются по возрастанию, выбирается средний отсчет, на который в последующем производится замена центрального отсчета в окне. Импульсные помехи могут быть подавлены при условии, что их протяженность составляет меньше половины окна.

На отфильтрованном ОКТ изображении производится удаление заднего фона) путем выполнения бинаризации с порогом Т (см. ниже), который определяется экспериментальным путем усреднения на выборке ОКТ-изображений. Пиксели меньше выбранного значения обнуляются, исключая (удаляя) задний фон (фиг.1).

Далее производят удаление всех слоев сетчатки между внутренней пограничной мембраной и наружным плексиформным слоем путем удаления пикселей с высокой отражательной способностью, что облегчает сегментацию ретинального пигментного эпителия (РПЭ).

После этого осуществляют выделение РПЭ путем бинаризации с порогом Т (фиг.2) Порог Т определяется по формуле:

где - кумулятивная гистограмма,

H(i), i=0,1,…,255 - гистограмма полутонового изображения, константа width - ширина изображения, tr - примерная ширина пигментного слоя 20 мкм, - осевое разрешение, d и height - глубина кубов спектральной ОКТ и высота изображения соответственно. Неотрицательная константа k определяется экспериментально, чем больше, тем большее количество пикселей останутся на изображении после бинаризации, в ходе экспериментальных исследований подобрано значение к равное 10.

Далее с использованием операции эрозии осуществляют удаление наружного ядерного слоя, наружной пограничной мембраны, миоидной (внутренние сегменты фоторецепторов), эллипсоидной (соединение между наружными и внутренними сегментами фоторецепторов) зон и слоя наружных сегментов фоторецепторов.

Для сохранения контура пигментного слоя восстанавливаются разрывы РПЭ - вычисляется средняя линия контура и интерполяцией соединяются разрывы (фиг.3).

Далее производится аппроксимация полученной линии кубическим сплайном с целью сглаживания не имеющих диагностического значения неровностей (фиг.4).

Для сегментации друз на ОКТ-изображениях необходимо установить, какими должны быть визуализационные характеристики ретинального пигментного эпителия в норме. С этой целью производят подбор полинома 3-го порядка к аппроксимированной линии ретинального пигментного эпителия, осуществляют прохождение скользящим окном по массиву разниц аппроксимированного слоя и полинома со смещением последнего на максимум в этом окне, в результате чего средняя линия ретинального пигментного эпителия смещается вниз. К смещенной линии «нормального» ретинального пигментного эпителия еще раз подбирается полином 3-го порядка (фиг.5 и 6).

Далее определяется разница между аппроксимированной линией с друзами и линией «нормального» ретинального пигментного эпителия (смещенной линией РПЭ), и за счет удаления скопления пикселей площадью меньше фиксированного значения 70 пикселей и скопления пикселей, высота которых меньше 8 пикселей, осуществляется выделение друз (фиг.7).

Указанная последовательность действий позволяет точно выделить на ОКТ-изображениях друзы с устранением других структур и фоновых шумов для последующего определения их подтипов с использованием признаков формы и рефлективности.

К признакам, позволяющим определить ОКТ - подтипы друз относятся признаки формы (коэффициенты аспекта, формы, площади, факторы Blair-Biss, Малиновской и Харалика, коэффициент компактности,) и признаки рефлективности (медиана функции яркости, среднее значение яркости, дисперсия яркости объекта, коэффициент прозрачности), представленные ниже:

1. Признаки формы Коэффициент аспекта

где D_min=minD(ϕ), D_max=maxD(ϕ), a D - протяженность объекта е четырех направлениях: ϕ=0°, ϕ=45°, ϕ=90°, ϕ=135°. С учетом эффекта дискретизации (фиг.8):

На фиг.9 можно увидеть пример объекта. t_max, τ_min и т.д. - экстремальные значения координат по осям t, τ, представленным на том же рисунке. Координаты - это совокупность чисел, которые определяют положение объекта на плоскости. Координатные оси - это прямые, образующие систему координат. Ось абсцисс t - горизонтальная ось. Ось ординат τ - вертикальная ось. t_max - расстояние от нуля до t_max на оси абсцисс t. τ_min - расстояние от нуля до τ_min на оси ординат τ.

Экстремальные координаты объекта по четырем направлениям (вертикальному, горизонтальному, двум диагональным) определяются соотношениями:

На основе экстремальных координат рассчитываются протяженности объекта в четырех направлениях: ϕ=0°, 45°, 90°, 135°: D(ϕ). Коэффициент аспекта позволяет оценить вытянутость объекта.

Коэффициент формы:

где K_f - коэффициент формы, S - площадь объекта в пикселях, Р - периметр объекта в пикселях. Коэффициент формы оценивает неравномерность контура объекта.

Коэффициент площади:

Где K_S - коэффициент площади, S_вып - минимальная площадь выпуклой фигуры, включающей в себя заданный объект. S площадь объекта в пикселях. За выпуклую фигуру принимается восьмиугольник, площадь которого может быть вычислена по следующим первичным геометрическим параметрам:

где учитывая дискретизацию изображения:

Где а₀, a₁, а₂ и а₄ - константы, рассчитываемые через экстремальные координаты объекта и участвующие в вычислении минимальной площади выпуклой фигуры, включающей в себя заданный объект. Коэффициент площади характеризует выпуклость объекта.

Фактор Blair-Biss:

где F₁ - фактор Blair-Biss, r - расстояние от точки до центра масс, S - площадь объекта в пикселях, D - протяженность объекта в четырех направлениях, d - дифференциал по вертикальной и горизонтальной осям,

Для круга, например, F₁=1. Фактор характеризует форму объекта, t, τ - координатные оси объекта.

Фактор Малиновской:

где F₂ - фактор Малиновской; Р - периметр объекта, измеренный в пикселях, S - площадь, измеренная в пикселях. Для круга, например, F₂=0. Фактор характеризует близость к кругу.

Фактор Харалика:

где F₃ - фактор Харалика, δ - среднее квадратичное отклонение контурных точек от центра массы объекта, а μ - среднее значение этих отклонений. Фактор характеризует извитость контура.

Коэффициент компактности:

где - среднее расстояние точек контура объекта от центра его масс, N - количество точек в контуре. Признак компактности характеризует среднеквадратичное отклонение объекта от окружности с радиусом R_k.

2. Признаки рефлективности

Медиана функции яркости вычисляется по формуле:

где Imedian - медиана функции яркости, N - количество точек объекта, а - значение функции яркости элемента отсортированного массива значений яркости всех точек объекта. Медиана функции яркости характеризует серединное значение вариационного ряда (отсортированного массива значений яркости всех точек объекта).

Среднее значение яркости определяется по формуле:

где - среднее значение яркости, I_j - функция яркости в точке j, N - количество пикселей, j - индекс суммирования.

Дисперсия яркости объекта:

где N - количество пикселей, j - индекс суммирования, - среднее значение яркости. Дисперсия яркости характеризует разброс значений функций яркости. Коэффициент прозрачности:

Прозрачный объект характеризуется положительным смещением среднего значения яркости относительно срединного значения Для непрозрачного объекта

При проведении исследований нами были установлены следующие характеристики признаков формы, описанных ранее для 2-х классов: L-подтип и L-подтип без паттерна (полукруглые друзы - 1 класс), и С-тип и С-тип без паттерна (конические друзы - 2 класс).

В таблице ниже представлены характеристики признаков рефлективности, вычисленных для 2-х классов: низкорефлективных L- и С-типов друз (класс 1) и средне - и высокорефлективных L- и С-типов друз (2 класс).

Таким образом, нами показано, что использование на окт-изображениях, по которым точно выделены друзы известных расчетных формул, позволяющих определить форму и рефлективность объекта, которые позволяют определить подтип выделенных друз, что в свою очередь позволяет определить вероятность прогрессирования ВМД, так как L-подтип друз с низкой рефлективностью и С-подтип с высокой рефлективностью являются маркерами высокого риска прогрессирования.

При этом достоверный расчет значений форм и рефлективности друз невозможен без предварительной работы по предложенному способу с ОКТ-изображениями, так как именно она позволяетточно, а не на глаз, определить, что является друзой, а что относится к другим структурам или фоновым шумам, то есть осуществить подготовку к следующему этапу - расчету известных параметров, которые и позволят отнести друзу к тому или иному подтипу. Оба этапа совместно значительно повышают точность классификационного анализа друз на ОКТ-изображениях, снижают трудоемкость и нагрузку на персонал, а главное, позволяют повысить информативность диагностики у пациентов с ранней и промежуточной стадиями ВМД и проводить мониторинг в процессе динамического наблюдения за пациентами.

Пример 1

При анализе ОКТ-изображений пациента А, имеющего диагноз ВМД, специалистом был установлен высокий риск прогрессирования ВМД в связи с выявлением L-подтипа друз с низкой рефлективностью.

В целях проверки был проведен анализ ОКТ-изображений по предложенному способу с оценкой признаков формы и рефлективности друз.

Получены следующие данные (таблица 3).

Таким образом, в результате использования предложенного способа определения подтипов друз на ОКТ-изображениях было установлено, что имеющиеся на ОКТ-снимках друзы относятся к полукруглым (L- подтип) высокорефлективным друзам, которые не являются маркерами высокого риска прогрессирования ВМД. Наблюдение пациента в течение 2 последующих лет позволило установить отсутствие прогрессирования ВМД.

Пример 2. У пациента Б с диагнозом ВМД при прохождении ОКТ выявлена друза, отнесенная специалистом к L-подтипу с высокой рефлективностью. В соответствии с этим пациент отнесен в группу с низким риском прогрессирования ВМД.

Однако при пересмотре полученных данных с использованием приемов предложенного способа были получены следующие результаты (табл.4):

Таким образом, при анализе по предложенному способу установлено, что имеющаяся на ОКТ-изображениях друза относится к коническим (С-подтип) высокорефлективным, то есть является биомаркером высокого риска прогрессирования ВМД. При наблюдении пациента в течение 3 месяцев при повторной ОКТ отмечено прогрессирование заболевания.

Представленные примеры подтверждают возможность достижения указанного в заявке технического результата, а именно повышения точности определения подтипов друз на ОКТ-изображениях при возрастной макулярной дегенерации.

Изобретение относится к области медицины, в частности к офтальмологии, и может быть использовано для определения подтипов друз на ОКТ-изображениях при возрастной макулярной дегенерации (ВМД). На первом этапе осуществляют проведение оптической когерентной томографии с получением томографических сканов, на которых последовательно выполняют медианную фильтрацию; удаление заднего фона на отфильтрованном изображении; удаление всех слоев сетчатки между внутренней пограничной мембраной и наружным плексиформным слоем; выделение ретинального пигментного эпителия (РПЭ); удаление наружного ядерного слоя, наружной пограничной мембраны, миоидной, эллипсоидной зон и слоя наружных сегментов фоторецепторов; восстановление разрывов контура РПЭ интерполяцией; аппроксимацию линии РПЭ кубическим сплайном; сегментацию друз путем подбора полинома 3-го порядка к аппроксимированной линии РПЭ, прохождения скользящим окном по массиву разниц аппроксимированного слоя и полинома со смещением последнего в окне на максимум с последующим подбором к смещенной линии РПЭ полинома 3-го порядка; определение разницы между аппроксимированной линией с друзами и смещенной линией РПЭ и выделение на подготовленном таким образом изображении друз путем удаления скопления пикселей площадью меньше 70 пикселей и скопления пикселей, высота которых меньше 8 пикселей. На втором этапе определяют признаки формы и рефлективности друз по предложенным формулам. На третьем этапе в соответствии с установленными на втором этапе признаками формы и рефлективности определяют друзы как относящиеся к округлым или коническим, а также к друзам с низкой или средней и высокой рефлективностью. Способ обеспечивает повышение точности определения подтипов друз на ОКТ-изображениях при ВМД за счет заявленных признаков формы и рефлективности друз. 9 ил., 2 табл., 2 пр.

Способ определения подтипов друз на ОКТ-изображениях при возрастной макулярной дегенерации (ВМД), содержащий первым этапом проведение оптической когерентной томографии с получением томографических сканов, на которых последовательно выполняют медианную фильтрацию; удаление заднего фона на отфильтрованном изображении; удаление всех слоев сетчатки между внутренней пограничной мембраной и наружным плексиформным слоем; выделение ретинального пигментного эпителия (РПЭ); удаление наружного ядерного слоя, наружной пограничной мембраны, миоидной, эллипсоидной зон и слоя наружных сегментов фоторецепторов; восстановление разрывов контура РПЭ интерполяцией; аппроксимацию линии РПЭ кубическим сплайном; сегментацию друз путем подбора полинома 3-го порядка к аппроксимированной линии РПЭ, прохождения скользящим окном по массиву разниц аппроксимированного слоя и полинома со смещением последнего в окне на максимум с последующим подбором к смещенной линии РПЭ полинома 3-го порядка; определение разницы между аппроксимированной линией с друзами и смещенной линией РПЭ и выделение на подготовленном таким образом изображении друз путем удаления скопления пикселей площадью меньше 70 пикселей и скопления пикселей, высота которых меньше 8 пикселей,

с последующим определением на втором этапе признаков формы и рефлективности друз, выявленных на первом этапе,

при этом определение признаков формы друз проводят путем определения

коэффициента аспекта по формулегде

,

а D - протяженность объекта в четырех направлениях φ=0⁰, φ=45⁰, φ=90⁰, φ=135⁰, при этом

,

,

,

,

где t_max и t_min – экстремальные значения координат объекта по горизонтальной оси, τ_min и τ_max - экстремальные значения координат объектов по вертикальной оси;

коэффициента формы по формуле где

K_f - коэффициент формы,

S – площадь объекта в пикселях,

P– периметр объекта в пикселях,

коэффициента площади по формуле где

K_s - коэффициент площади S_вып – минимальная площадь выпуклой фигуры, включающей в себя заданный объект, рассчитываемая как

где

,

,

,

,

,

фактора Blair-Biss по формулегде

F₁- фактор Blair-Biss,

r – расстояние от точки до центра масс,

S – площадь объекта в пикселях,

D -протяженность объекта в четырех направлениях,

d – дифференциал по вертикальной и горизонтальной осям,

фактора Малиновской по формулегде

F₂- фактор Малиновской,

P – периметр объекта, измеренный в пикселях,

S – площадь, измеренная в пикселях,

фактора Харалика по формулегде

F₃- фактор Харалика,

δ – среднее квадратичное отклонение контурных точек от центра массы объекта,

μ – среднее значение этих отклонений,

коэффициент компактности по формулегде

– среднее расстояние точек контура объекта от центра его масс,

N – количество точек в контуре,

а определение признаков рефлективности друз проводят путем определения медианы функции яркости по формулегде

I_median-медиана функции яркости,

N– количество точек объекта,

I_(N+1)/2 – значение функции яркости (N+1)/2 элемента отсортированного массива значений яркости всех точек объекта,

среднего значения яркости по формуле где

Ī- среднее значение яркости,

I_j – функция яркости в точке j,

N-количество пикселей,

j- индекс суммирования,

дисперсии яркости объекта по формуле, где

N- количество пикселей,

j - индекс суммирования,

Ī - среднее значение яркости,

коэффициента прозрачности по формулегде

Ī- среднее значение яркости,

I_c- срединное значение, определенное как

после чего на третьем этапе в соответствии с установленными на втором этапе признаками формы и рефлективности определяют друзы как относящиеся к округлым или коническим, а также к друзам с низкой или средней и высокой рефлективностью,

и при значении K_asp 0,658 с учетом среднего квадратичного отклонения 0,073, K_f 0,963 с учетом среднего квадратичного отклонения 0,038, K_s 0,875 с учетом среднего квадратичного отклонения 0,027, F₁ 0,921 с учетом среднего квадратичного отклонения 0,021, F₂ 0,019 с учетом среднего квадратичного отклонения 0,020, F₃ 0,210 с учетом среднего квадратичного отклонения 0,029, F₄ 3,091 с учетом среднего квадратичного отклонения 0,752 относят друзы к полукруглым;

при значении K_asp 0,540 с учетом среднего квадратичного отклонения 0,143, K_f 0,811 с учетом среднего квадратичного отклонения 0,161, K_s 0,809 с учетом среднего квадратичного отклонения 0,077, F₁ 0,836 с учетом среднего квадратичного отклонения 0,091, F₂ 0,112 с учетом среднего квадратичного отклонения 0,099, F₃ 0,304 с учетом среднего квадратичного отклонения 0,099, F₄ 3,489 с учетом среднего квадратичного отклонения 0,869 относят друзы к коническим;

при значении медианы 107,44 с учетом среднего квадратичного отклонения 14,01, показателя среднего значения яркости 99,41 с учетом среднего квадратичного отклонения 15,49, дисперсии 2577,22 с учетом среднего квадратичного отклонения 709,04, коэффициента прозрачности -0,10 с учетом среднего квадратичного отклонения 0,12 относят выявленные друзы к низкорефлективным друзам L- и С-типов;

при значении медианы 135,45 с учетом среднего квадратичного отклонения 31,89, показателя среднего значения яркости 145,02 с учетом среднего квадратичного отклонения 49,58, дисперсии 2189,06 с учетом среднего квадратичного отклонения 684,21, коэффициента прозрачности 0,17 с учетом среднего квадратичного отклонения 0,28 относят выявленные друзы к высокорефлективным друзам L- и С-типов.