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正文內(nèi)容

非線性主體主成分分析方法與青光眼圖像分割識(shí)別技術(shù)研究(編輯修改稿)

2024-08-23 04:36 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 在猴目艮,快相軸漿運(yùn)輸受阻常發(fā)生在視乳頭的上方、顳側(cè)和下方。眼壓升高高度和持續(xù)時(shí)間影響視乳頭軸漿流阻滯的開始、分布及程度。眼壓升高導(dǎo)致軸漿流阻滯的機(jī)制尚不清楚,有兩種學(xué)說(shuō),即機(jī)械學(xué)說(shuō)與血管學(xué)說(shuō)。 機(jī)械學(xué)說(shuō)認(rèn)為,視乳頭的物理改變?nèi)绾Y板后凸所致篩孔錯(cuò)位,可導(dǎo)致軸漿流阻滯。曾觀察到眼壓升高導(dǎo)致軸漿流阻滯,而視乳頭的毛細(xì)血管循環(huán)正常,動(dòng)脈氧分壓升高。也有報(bào)告,低目艮壓引起了軸漿流阻滯,以致有些學(xué)者認(rèn)為,在視乳頭處的壓力差別不論是升高或降低,都可引起機(jī)械性變化,壓迫軸索束。Quigley認(rèn)為,篩板形狀改變所產(chǎn)生的力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)由眼壓升高在視乳頭處所造成的壓力梯度。正常的梯度是眼壓減去視神經(jīng)組織壓力,大約為lOmmHg。在慢性青光眼,如眼壓為30mmHg將產(chǎn)生壓力梯度20mmHg。但是,相鄰篩板板層錯(cuò)位、擠壓和篩孔變形所產(chǎn)生的剪切力遠(yuǎn)超過(guò)此壓力。在實(shí)驗(yàn)情況下,這些作用所產(chǎn)生的壓力使軸漿運(yùn)輸受到阻滯。 下述觀察與機(jī)械學(xué)說(shuō)相矛盾。當(dāng)猴顱壓升高時(shí),并不使快相軸漿流阻滯。在眼壓也升高時(shí).雖然篩板處的壓力梯度下降,但并不能防止軸漿流阻滯。這表明,眼壓升高所致軸漿流阻滯不是單一的機(jī)械機(jī)制。又如,軸索損害在神經(jīng)束內(nèi)不是由于絞纏作用所預(yù)期的限局性損害,而是彌漫性的;軸漿流阻滯的部位與纖維束的橫斷面積、篩孔的形狀或束間纖維隔的密度等不相關(guān)。 血管學(xué)說(shuō)認(rèn)為,缺血在眼壓升高所致軸漿流阻滯中至少起一定作用。曾有報(bào)告,在猴眼阻斷后睫狀動(dòng)脈可使慢相和快相軸漿流受阻,視網(wǎng)膜中央動(dòng)脈阻塞曾伴有快相順向和逆向軸漿運(yùn)輸阻滯。另外在貓眼,示蹤物在篩板處的聚積與灌注壓呈反比。在用血管緊張素引起全身高血壓者,眼壓引起的軸漿流阻滯較重。下述觀察與壓力誘發(fā)的軸漿流阻滯的血管機(jī)制相矛盾。結(jié)扎猴右側(cè)頸總動(dòng)脈,使眼動(dòng)脈壓較左側(cè)約低10~20mmHg,并不明顯影響使軸漿流阻滯所需眼壓升高的程度。用摘出的鼠眼球研究逆向軸漿流阻滯時(shí),雖然沒(méi)有血循環(huán)的影響,而且篩板只有一單層板層,仍可發(fā)現(xiàn)與眼壓有直接關(guān)系。因而,在眼壓引起的軸漿流阻滯中,很可能在缺血和機(jī)械作用之外尚有其他因素或是其他因素與此二因素均起作用。血管功能不全和含氧水平 Quigley提出,關(guān)于神經(jīng)纖維丟失是由于血管功能不全的理論曾被廣泛接受,但多數(shù)報(bào)告是根據(jù)間接的證據(jù)。為了更直接地研究此問(wèn)題,應(yīng)對(duì)損傷的部位,即篩板處的血管進(jìn)行研究。過(guò)去的報(bào)告常用缺血一詞,但其含意不確切。根據(jù)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的血供表明,神經(jīng)軸索通過(guò)軸漿運(yùn)輸?shù)玫狡渌锠I(yíng)養(yǎng)。假如將一纖維置于一容器中,將培養(yǎng)液中逐漸去除營(yíng)養(yǎng)物,只要有氧及極少量鈣存在,神經(jīng)軸索的功能將正常進(jìn)行,并不明顯需要葡萄糖和氨基酸,因這些物質(zhì)可來(lái)自軸漿運(yùn)輸。 Ernest曾用不同的方法顯示,雖然眼壓明顯升高,視乳頭的含氧水平仍能夠保持穩(wěn)定。這種保持正常氧含量的能力表明,眼壓升高并未減少血流,或者血流雖減少但未影響氧的傳輸,此現(xiàn)象稱為自動(dòng)調(diào)節(jié)。過(guò)去曾以間接的證據(jù)表明視乳頭處沒(méi)有自動(dòng)調(diào)節(jié)。在青光眼損傷中,第二種判斷組織含氧水平的作用的方法是增加組織含氧量以阻止神經(jīng)損害的發(fā)生oBunt等以猴眼作急性青光眼模型并使其吸入100‰氧氣,但是不能使視神經(jīng)免受損害oQuigley等將急性青光眼模型置于3個(gè)大氣壓的高壓氧倉(cāng)內(nèi),吸100%氧氣,其組織氧含量較正常者高20倍,但它的軸漿流阻滯與吸普通空氣的動(dòng)物相似。這些動(dòng)物試驗(yàn)表明,篩板處主要的血管功能一氧的供給,不受升高眼壓的影響。 視乳頭出血Quigley等的人眼和猴眼的資料均表明,當(dāng)青光眼性視神經(jīng)萎縮進(jìn)展時(shí),在組織中血管所占比例是不變的,與原發(fā)性視神經(jīng)萎縮一樣,毛細(xì)血管是有萎縮的。視乳頭處的毛細(xì)血管為連續(xù)的血管叢,從視網(wǎng)膜伸向球后有髓鞘的視神經(jīng)。當(dāng)篩板被壓縮并失去周圍神經(jīng)纖維束的支撐時(shí),血管叢將受牽拉伸長(zhǎng),某一血管被拉破,則在視乳頭的表面神經(jīng)纖維層發(fā)生火焰狀出血。Drance等曾指出,這種出血常發(fā)生在有進(jìn)行性視神經(jīng)損害的青光眼上。這與上述解釋,出血是由于篩板壓縮和神經(jīng)組織丟失是一致的。對(duì)于視乳頭出血,應(yīng)加強(qiáng)臨床治療也無(wú)分歧意見,但對(duì)于出血的原因則有不同看法。有人認(rèn)為是由于視乳頭缺血而致出血,但并無(wú)直接證據(jù)表明,這種自發(fā)出血是由于血管機(jī)能不全。 總結(jié) 目前的證據(jù)表明.軸漿流阻滯可能與青光眼視神經(jīng)萎縮的病因有關(guān)。但是,引起這種阻滯的原發(fā)原因是機(jī)械因素還是血管因素,或者尚有其他改變引起最終的神經(jīng)軸索丟失尚不清楚,可能這些因素均起一定的作用。正如Spaeth所說(shuō),在青光眼的視神經(jīng)萎縮中,有一種以上的機(jī)制存在。由于低壓性青光眼和高眼壓性青光眼的視野改變有差別,因而提出,在眼壓較低的青光眼,可能主要是由于缺血,而眼壓高者主要是由于機(jī)械作用。 近年來(lái)由于臨床及實(shí)驗(yàn)研究的進(jìn)展,對(duì)視乳頭及其在青光眼過(guò)程中的改變有更多的了解。鞏膜篩板的物理改變是青光眼性視神經(jīng)損害的病因之一。由于猴眼中等眼壓升高可以產(chǎn)生與人青光眼相同的視乳頭損害,所以,眼壓升高在青光眼損害中的主要作用再度被強(qiáng)調(diào)。鞏膜篩板結(jié)構(gòu)的區(qū)域性差別與青光眼視神經(jīng)纖維丟失的形態(tài)很相配。由于視乳頭各區(qū)域結(jié)締組織的強(qiáng)度不等,而產(chǎn)生典型的視野缺損。用目前方法檢查,視野正常的可疑青光眼的視神經(jīng)纖維計(jì)數(shù)已有相當(dāng)?shù)娜笔А?yīng)該努力開發(fā)更早期發(fā)現(xiàn)青光眼損害的客觀的和心理物理檢查方法。有人認(rèn)為,最近的研究?jī)?yōu)勢(shì)不支持血管功能不全是青光眼視神經(jīng)病變的可能參與因素的觀點(diǎn)。血流、毛細(xì)血管完整性和氧傳輸?shù)妊芯克坪醣砻鳎柲ずY板的血供對(duì)于眼壓升高并不敏感。 6 視乳頭的臨床檢查 臨床醫(yī)師應(yīng)熟悉視乳頭的臨床形態(tài),因它可提供早期青光眼的證據(jù)。 正常視乳頭形態(tài)視乳頭于眼底鏡下呈豎橢圓形,其形狀和大小有很大變異。在一組173例173只眼的調(diào)查中,視乳頭的面積為1~4mm2,其分布見表63。表63 視乳頭面積分布視乳頭面積(mm2)百分比視乳頭面積(mm2)百分比~~~~~~Jonas對(duì)338只正常眼測(cè)量,~ mm2177。(~),177。(~),177。 m2(~ mm2)。177。 mm2 (~ mm2)。視乳頭中央部常有一凹陷和蒼白區(qū)(pallor),前者稱生理凹陷(physiologic)或杯(cup),后者為顏色對(duì)比較白或蒼白。正常情況下生理凹陷與蒼白區(qū)的大小及部位相同,但并非經(jīng)常如此,尤其是在患病情況下。視乳頭凹陷緣與視乳頭緣之間為由軸索構(gòu)成的神經(jīng)組織,稱盤沿(dis rim)或神經(jīng)視網(wǎng)膜沿,正常呈橘紅色,因其中含有毛細(xì)血管。生理凹陷 正常人群中,生理凹陷的大小差異很大,正常人視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞軸索數(shù)約為100萬(wàn)~150萬(wàn),~ mm2。視乳頭大小與鞏膜孔一致,而鞏膜孔大小的差別將導(dǎo)致生理凹陷大小的不同。當(dāng)100萬(wàn)神經(jīng)纖維通過(guò)小的鞏膜時(shí),其中央僅有小的生理凹陷或者無(wú)凹陷,而同樣數(shù)目的神經(jīng)纖維經(jīng)過(guò)大的鞏膜孔時(shí),將形成大的生理凹陷。這兩種視乳頭的盤沿面積幾科相等,而凹陷大小差別很大,使視乳頭的形態(tài)迥然不同(彩圖610彩圖6106)。大視乳頭伴大凹陷常使青光眼的診斷發(fā)生困難。生理凹陷的大小以杯/盤(C/D)表示,即凹陷直徑與視乳頭直徑之比。可測(cè)量其豎徑(C/D(V))及橫徑(C/D(H))。此方法為Armaly所介紹。一般人群中C/D的分布因檢查方法不同而有所差別,用直接眼底鏡檢查呈非常態(tài)分布,~,只有1%~2%。但是用立體的方法檢查測(cè)呈常態(tài)分布,C/,大約5%。在一項(xiàng)研究中,比較了兩種檢查視乳頭凹陷的方法,用Hruby鏡作立體檢查的結(jié)果較直接眼底鏡檢查為大,C/。Armaly報(bào)告C/D<%。在Framinghan研究中C/D(V)≥%,C/D(H)≥%。同一體體雙眼生理凹陷大小常是對(duì)稱的。%。Armaly曾測(cè)量1098例正常人的C/D,92%,99%。Kirsh報(bào)道生理凹陷多為圓形或橫橢圓,Weisman報(bào)告C/D(V)較C/D(H)%。所謂豎橢圓形凹陷并不是指凹陷的真正幾何形狀而是指C/D(V)>C/D(H)。李美玉等對(duì)2286例正常人4556只眼的C/D調(diào)查結(jié)果為小凹陷明顯偏多,C/D(H)≤%,≤%,≥%;C/D(V)≤%,≤%,≥%。因?yàn)榻?5%的人C/。雙眼C/D(H)相差≤,雙差>%。雙眼C/D(V)相差≤%,相差>%,其中C/D(V)與C/D(H)%,%。因此可考慮C/D(V)大于C/D(H)可作為青光眼篩選對(duì)象。生理凹陷的大小與遺傳有關(guān),為多基因、多因子遺傳。當(dāng)遇到大凹陷時(shí),應(yīng)檢查患者的父母、子女或兄弟姐妹的C/D 大小以助區(qū)別生理性凹陷或青光眼性凹陷。早期的研究認(rèn)為生理凹陷大小與年齡無(wú)關(guān),而近年來(lái)的研究則發(fā)現(xiàn)凹陷與蒼白區(qū)均隨年齡增長(zhǎng)而有輕度增加,這種變化可能與視乳頭直徑隨年齡呈緩慢且穩(wěn)定的加大有關(guān)。盤沿面積沒(méi)有變化,當(dāng)視乳頭變大時(shí),盤沿寬度變窄,凹陷變大。另外也曾有報(bào)告視神經(jīng)軸索的數(shù)目也隨年齡增大而有所減少。但是凹陷隨年齡擴(kuò)大是漸進(jìn)的,應(yīng)與青光眼性凹陷較快的進(jìn)展相區(qū)別。凹陷大小與性別無(wú)關(guān)。屈光不正與生理凹陷的直徑也無(wú)關(guān)系。 生理凹陷多位于視乳頭的中央,其形狀可為錐形、柱狀或圓形或者由上述形狀的一部分組合成不同的形狀如一側(cè)為圓形另側(cè)為柱狀等。用不同的檢查方法可影響對(duì)C/D大小的估計(jì),用立體的方法檢查常比用眼底鏡檢查為大。上極較下極陡。 C/D的大小在開角型青光眼的診斷上有一定參考價(jià)值,但不應(yīng)把它作為唯一的依據(jù),因在正常人與青光眼患者間有重疊現(xiàn)象,有些大凹陷是生理性的,而有些小凹陷卻為病理性,應(yīng)結(jié)合視乳頭的其他改變進(jìn)行綜合分析。 盤沿 盤沿呈粉紅色,略高于視乳頭邊緣。正常眼視乳頭邊緣與凹陷邊緣平行,一般情況下,上下方盤沿較寬,鼻側(cè)次之顳側(cè)常最窄。 長(zhǎng)期以來(lái),眼科醫(yī)師多注意視乳頭凹陷的情況而對(duì)盤沿討論較少。但是在青光眼實(shí)際上是盤沿的改變導(dǎo)致凹陷和視野的改變。 C/D僅是間接測(cè)量視乳頭神經(jīng)組織的相對(duì)數(shù)量。80年代初期國(guó)外學(xué)者對(duì)視乳頭面積及盤沿面積進(jìn)行測(cè)量,攝取視乳頭立體照相,確定視乳頭及凹陷的邊界,以計(jì)算機(jī)圖像分析儀或求積儀計(jì)算視乳頭及凹陷的面積,并測(cè)量角膜曲率半徑、眼軸長(zhǎng)度和屈光度,按Littmann曲線和公式求出眼屈光系統(tǒng)及照相機(jī)光學(xué)系統(tǒng)的放大率,將測(cè)得面積以放大率矯正后即得到視乳頭及凹陷的實(shí)際面積,兩者之差為盤沿面積。 文獻(xiàn)報(bào)道盤沿正常均值為1. 13177?!?77。,我國(guó)學(xué)者分別報(bào)告為1. 77177。(~),177。(177。)。 Bengtsson指出正常人視乳頭大小有很大差異,而盤沿大小相對(duì)恒定。Airaksinen等指出,盤沿反映視神經(jīng)纖維數(shù)量,受視乳頭大小影響較少。Caprioli等對(duì)正常眼、可疑青光眼及青光眼的視乳頭圖像分析表明,正常眼與青光眼、可疑青光眼與青光眼之間,盤沿面積的差異有顯著性,所以盤沿面積測(cè)量對(duì)青光眼早期診斷有一定意義。Britton等指出盤沿面積與視乳頭面積之間有顯著相關(guān)性。我國(guó)學(xué)者也發(fā)現(xiàn),正常人群中盤沿面積變異較大與視乳頭面積呈正相關(guān),正常眼與青光眼的盤沿面積有一定重疊范圍,單純測(cè)量盤沿面積對(duì)青光眼診斷價(jià)值不大。考慮到上述影響,學(xué)者們提出;根據(jù)視乳頭大小確定盤沿的95%正常范圍下限值。, 。劉磊等提出小乳頭者為1. 22mm2,。李景波等報(bào)道早期青光眼盤沿面積,小于同等凹陷大小的正常對(duì)照組,說(shuō)明盤沿面積反映了青光眼視乳頭組織的缺失,是鑒別視乳頭有無(wú)獲得性改變較之凹陷測(cè)量更敏感的指標(biāo)。黃麗娜等進(jìn)一步研究,正常人眼的盤沿面積與視盤面積比值不受視盤面積大小的影響,其敏感性優(yōu)于盤沿面積和杯盤比值,在青光眼的早期診斷中具有一定價(jià)值。 青光眼性視乳頭改變 青光眼的主要病理過(guò)程是神經(jīng)節(jié)細(xì)胞軸索的丟失。當(dāng)軸索丟失后盤沿神經(jīng)組織量減少,導(dǎo)致盤沿和視孚L頭凹陷形態(tài)的改變。 眼底鏡下青光眼性視乳頭改變包括以下各項(xiàng): 視乳頭凹陷擴(kuò)大 (1)限局性; (2)同心圓性; (3)加深,暴露篩板; (4)垂直與水平不成比例; (5)雙側(cè)不對(duì)稱。 盤沿丟失 (1)彌漫性變??; (2)限局切跡。 視乳頭的蒼白增加 (1)中央?yún)^(qū)的蒼白; (2)盤沿的蒼白; (3)蒼白的全面分析。 血管改變 (1)視乳頭上視網(wǎng)膜血管的改變 1)血管向鼻側(cè)移位; 2)血管屈膝; 3)環(huán)形血管暴露。(2)火焰狀出血視乳頭周圍萎縮 下面分述其中較重要的變化及其他有關(guān)問(wèn)題: 視乳頭凹陷擴(kuò)大(enlargement of the optic cup)盤沿神經(jīng)組織丟失可致視乳頭凹陷擴(kuò)大。可分為以下幾種方式: (1)限局性擴(kuò)大(focal enlargement):盤沿神經(jīng)組織的選擇性丟失主要發(fā)生在視乳頭的上下極,下極較上極更為常見,并輕度偏向顳側(cè),因而使凹陷向垂直方向或斜向擴(kuò)大。凹陷限局性擴(kuò)大為盤沿出現(xiàn)小的缺損,發(fā)生在顳下方,曾被稱為極性切跡、限局切跡或小凹樣改變。當(dāng)限局缺損擴(kuò)大加深時(shí),該部盤沿形成一銳利鼻側(cè)邊緣,??拷粋€(gè)較大視網(wǎng)膜血管。限局性缺損可擴(kuò)展達(dá)視乳頭邊緣,該區(qū)盤沿完全消失,視網(wǎng)膜血管如經(jīng)此處則呈屈膝狀(彩圖6_lOr7)。 (2)同心性擴(kuò)大(concentric enlargement):青光眼性凹陷可呈同心性擴(kuò)大,這種改變方式較局限性擴(kuò)大少見。由于正常視乳頭變異很大,凹陷的普遍性、同心性擴(kuò)大與生理性大凹陷不易區(qū)別。青光眼性凹陷的同心性擴(kuò)大的特點(diǎn)是盤沿呈同心性變窄。雖然盤沿的某些區(qū)域可能更窄一些,但沒(méi)有盤沿某一區(qū)域明顯變窄的現(xiàn)象oPederson和Anderson在一縱向研究中發(fā)現(xiàn),視乳頭凹陷的普遍性擴(kuò)大是青光眼進(jìn)行性視乳頭改變最常見的形式。這種變化發(fā)生在視野缺損以前(彩圖6108)。 尚不清楚為什么有些患者在上下極發(fā)生限局性神經(jīng)組織丟失而另一些人為神經(jīng)纖維的彌漫性丟失或兩種形式并存。曾有報(bào)告以篩板結(jié)構(gòu)的差別來(lái)解釋在青光眼損害中上下極部易受損傷的原因。有些作者發(fā)現(xiàn),在眼壓中度升高及低眼壓的眼睛易發(fā)生限局性纖維丟失,而同心性擴(kuò)大多見于高的眼壓。但是,Ped—erson和Anderson未發(fā)現(xiàn)上述關(guān)聯(lián)。但他們認(rèn)為,當(dāng)疾病進(jìn)展時(shí),這兩種視神經(jīng)損害的形式是連續(xù)發(fā)生的,開始時(shí)是神經(jīng)纖維的彌漫性丟失,繼而發(fā)生小的限局性缺損。但Qu
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