1、糖尿病性視網(wǎng)膜病變糖尿病性視網(wǎng)膜病變（DR）是糖尿病性微血管病變中最重要的表現(xiàn)，是一種具有特異性改變的眼底病變，是糖尿病的嚴(yán)重并發(fā)證之一。臨床上根據(jù)是否出現(xiàn)視網(wǎng)膜新生血管為標(biāo)志，將沒(méi)有視網(wǎng)膜新生血管形成的糖尿病性視網(wǎng)膜病變稱(chēng)為非增殖性糖尿病性視網(wǎng)膜病變（NPDR）（或稱(chēng)單純型或背景型），而將有視網(wǎng)膜新生血管形成的糖尿病性視網(wǎng)膜病變稱(chēng)為增殖性糖尿病性視網(wǎng)膜病變（PDR）。糖尿病患者主要是胰島素激素及細(xì)胞代謝異常，引起眼組織、神經(jīng)及血管微循環(huán)改變，造成眼的營(yíng)養(yǎng)和視功能的損壞。微血管是指介于微小動(dòng)脈和微小靜脈之間，管腔小于100150µm的微小血管及毛細(xì)血管網(wǎng)，是組織和血液進(jìn)行物質(zhì)交換的場(chǎng)

2、所。由于糖尿病患者血液成分的改變，而引起血管內(nèi)皮細(xì)胞功能異常，使血-視網(wǎng)膜屏障受損。視網(wǎng)膜毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞色素上皮細(xì)胞間的聯(lián)合被破壞，造成小血管的滲漏。糖尿病患者微血管病變主要的發(fā)生在視網(wǎng)膜及腎臟，是致盲、腎功能衰竭及死亡的主要原因。視網(wǎng)膜毛細(xì)血管的病變表現(xiàn)微動(dòng)脈瘤、出血斑點(diǎn)、硬性滲出、棉絨斑、靜脈串珠狀、視網(wǎng)膜內(nèi)微訊管異常（IRMA），以及黃斑水腫等。廣泛缺血會(huì)引起視網(wǎng)膜或視盤(pán)的新生血管、視網(wǎng)膜前出血、體積血及牽拉性視網(wǎng)膜脫離?；颊哂袊?yán)重的視力障礙。糖尿病可引起兩種類(lèi)型視網(wǎng)膜病變，增殖性和非增殖性視網(wǎng)膜病變。糖尿病性視網(wǎng)膜病變是主要致盲眼病之一。在增殖性視網(wǎng)膜病變，視網(wǎng)膜損害刺激新生血管生長(zhǎng)

3、。新生血管生長(zhǎng)對(duì)視網(wǎng)膜有害無(wú)益，其可引起纖維增生，有時(shí)還可導(dǎo)致視網(wǎng)膜脫離。新生血管也可長(zhǎng)入玻璃體或引起玻璃體出血。與非增殖性視網(wǎng)膜病變相比，增殖性視網(wǎng)膜病變對(duì)視力的危害性更大，其可導(dǎo)致嚴(yán)重視力下降甚至完全失明。臨床上，根據(jù)視網(wǎng)膜是否出現(xiàn)新生血管增殖，該病被分為兩個(gè)主要的發(fā)展階段，即非增殖期和增殖期病變。在非增殖期，患者視網(wǎng)膜會(huì)出現(xiàn)微血管瘤、出血斑、硬性滲出、棉絮斑等。由于血-視網(wǎng)膜屏障的破壞，血漿成分向視網(wǎng)膜組織滲漏，導(dǎo)致視網(wǎng)膜水腫，當(dāng)水腫發(fā)生于黃斑部時(shí)，則引起中心視力下降。增殖期糖尿病視網(wǎng)膜病變最主要的眼底改變?yōu)樾律茉鲋臣跋鄳?yīng)的并發(fā)癥，主要表現(xiàn)為增殖的新生血管沿視網(wǎng)膜表面生長(zhǎng)或進(jìn)入玻璃體

4、內(nèi)形成增殖膜。當(dāng)新生血管破裂時(shí)，可導(dǎo)致視網(wǎng)膜及玻璃體出血，增殖膜的收縮還可引起牽拉性視網(wǎng)膜脫離。如未給予及時(shí)治療，最終引起新生血管性青光眼，它是糖尿病的一種極為嚴(yán)重的眼部并發(fā)癥，除導(dǎo)致患者視力喪失外，還會(huì)引起持續(xù)的眼痛、頭痛、惡心、嘔吐等，給患者帶來(lái)極大痛苦。如果糖尿病視網(wǎng)膜病變發(fā)展到了一定的程度，出現(xiàn)了黃斑水腫、視網(wǎng)膜新生血管或大面積的視網(wǎng)膜缺血，無(wú)論患者的視力是否受到了影響，都應(yīng)當(dāng)進(jìn)行及時(shí)的激光治療，以盡可能阻止疾病的進(jìn)一步惡化。進(jìn)行視網(wǎng)膜激光光凝的目的在于破壞病理狀態(tài)下的視網(wǎng)膜組織，使其瘢痕化，讓視網(wǎng)膜耗氧量減少，使存留的正常視網(wǎng)膜組織缺氧狀態(tài)得到緩解。如果糖尿病患者的視網(wǎng)膜病變已經(jīng)到了

5、中晚期，出現(xiàn)玻璃體積血，且積血長(zhǎng)時(shí)間不吸收(一般觀察3個(gè)月)，玻璃體增殖，牽拉性視網(wǎng)膜脫離，那就必須行玻璃體切除手術(shù)，最大限度地保留殘存視力。由于糖尿病視網(wǎng)膜病變?cè)缙跊](méi)有明顯的癥狀，患者往往不會(huì)引起重視，而一旦出現(xiàn)視力下降去醫(yī)院就診時(shí)，大多已處于病變的中后期，治療效果已很差，甚至是不可治的狀況。因此，糖尿病患者要做到：(1)嚴(yán)格控制血糖，阻止或延緩視網(wǎng)膜病變的發(fā)展，降低視力損害;(2) 時(shí)刻保持警惕，定期做眼底檢查，做到早發(fā)現(xiàn)、早治療，避免晚期并發(fā)癥;(3)嚴(yán)重的糖尿病視網(wǎng)膜病變患者，手術(shù)治療雖無(wú)法根治，但可有效防止視力的進(jìn)一步惡化。在日常生活中，我們時(shí)常會(huì)聽(tīng)到或看到某些糖尿病患者眼睛視力下降

6、，甚至突然視力喪失，到醫(yī)院檢查后才知道自己得了糖尿病視網(wǎng)膜病變。糖尿病視網(wǎng)膜病變是糖尿病最為常見(jiàn)的眼部并發(fā)癥，它是在眼內(nèi)視網(wǎng)膜組織中發(fā)生的滲漏性、閉塞性和增殖性的微血管病變。該病的發(fā)生發(fā)展與糖尿病類(lèi)型及病程關(guān)系密切，型糖尿病患者病程7年以上約有50%發(fā)生，1725年者有90%發(fā)生;型糖尿病患者病程10年以內(nèi)眼底基本正常，1015年約有26%患者發(fā)生糖尿病視網(wǎng)膜病變，1520年上升至43%，20年以上者發(fā)生率可達(dá)100%，若合并高血壓、高血脂，則發(fā)病率更高。紋理分析在遙感圖像、 X射線照片、細(xì)胞圖像判讀和處理方面有廣泛的應(yīng)用。關(guān)于紋理，還沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)學(xué)模型。它起源于表征紡織品表面性

7、質(zhì)的紋理概念，可以用來(lái)描述任何物質(zhì)組成成分的排列情況，例如醫(yī)學(xué)上X 射線照片中的肺紋理、血管紋理、航天(或航空)地形照片中的巖性紋理等。圖像處理中的視覺(jué)紋理通常理解為某種基本模式（色調(diào)基元）的重復(fù)排列。因此描述一種紋理包括確定組成紋理的色調(diào)基元和確定色調(diào)基元間的相互關(guān)系。紋理是一種區(qū)域特性，因此與區(qū)域的大小和形狀有關(guān)。兩種紋理模式之間的邊界，可以通過(guò)觀察紋理度量是否發(fā)生顯著改變來(lái)確定。紋理是物體結(jié)構(gòu)的反映，分析紋理可以得到圖像中物體的重要信息，是圖像分割、特征抽取和分類(lèi)識(shí)別的重要手段。統(tǒng)計(jì)紋理分析尋找刻劃紋理的數(shù)字特征，用這些特征或同時(shí)結(jié)合其他非紋理特征對(duì)圖像中的區(qū)域（而不是單個(gè)像素）進(jìn)行分類(lèi)

8、。圖像局部區(qū)域的自相關(guān)函數(shù)、灰度共生矩陣、灰度游程以及灰度分布的各種統(tǒng)計(jì)量，是常用的數(shù)字紋理特征。如灰度共生矩陣用灰度的空間分布表征紋理。由于粗紋理的灰度分布隨距離的變化比細(xì)紋理緩慢得多，因此二者有完全不同的灰度共生矩陣。結(jié)構(gòu)紋理分析研究組成紋理的基元和它們的排列規(guī)則?；梢允且粋€(gè)像素的灰度、也可以是具有特定性質(zhì)的連通的像素集合?；呐帕幸?guī)則常用樹(shù)文法來(lái)描述。數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和所用語(yǔ)言是集合論，因此它具有完備的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，這為形態(tài)學(xué)用于圖像分析和處理、形態(tài)濾波器的特性分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的應(yīng)用可以簡(jiǎn)化圖像數(shù)據(jù)，保持它們基本的形狀特性，并除去不相干的結(jié)構(gòu)。數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的

9、算法具有天然的并行實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)， 實(shí)現(xiàn)了形態(tài)學(xué)分析和處理算法的并行，大大提高了圖像分析和處理的速度。數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)是由一組形態(tài)學(xué)的代數(shù)運(yùn)算子組成的，它的基本運(yùn)算有4個(gè)： 膨脹（或擴(kuò)張）、腐蝕（或侵蝕）、開(kāi)啟和閉合， 它們?cè)诙祱D像和灰度圖像中各有特點(diǎn)?；谶@些基本運(yùn)算還可推導(dǎo)和組合成各種數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)實(shí)用算法，用它們可以進(jìn)行圖像形狀和結(jié)構(gòu)的分析及處理，包括圖像分割、特征抽取、邊緣檢測(cè)、 圖像濾波、圖像增強(qiáng)和恢復(fù)等。數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法利用一個(gè)稱(chēng)作結(jié)構(gòu)元素的“探針”收集圖像的信息，當(dāng)探針在圖像中不斷移動(dòng)時(shí)， 便可考察圖像各個(gè)部分之間的相互關(guān)系，從而了解圖像的結(jié)構(gòu)特征。數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)基于探測(cè)的思想，與人的F

10、OA(Focus Of Attention)的視覺(jué)特點(diǎn)有類(lèi)似之處。作為探針的結(jié)構(gòu)元素，可直接攜帶知識(shí)（形態(tài)、大小、甚至加入灰度和色度信息）來(lái)探測(cè)、研究圖像的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的基本思想及方法適用于與圖像處理有關(guān)的各個(gè)方面，如基于擊中/擊不中變換的目標(biāo)識(shí)別，基于流域概念的圖像分割， 基于腐蝕和開(kāi)運(yùn)算的骨架抽取及圖像編碼壓縮，基于測(cè)地距離的圖像重建，基于形態(tài)學(xué)濾波器的顆粒分析等。迄今為止， 還沒(méi)有一種方法能像數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)那樣既有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，簡(jiǎn)潔、 樸素、 統(tǒng)一的基本思想，又有如此廣泛的實(shí)用價(jià)值。有人稱(chēng)數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)在理論上是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，在基本觀念上卻是簡(jiǎn)單和優(yōu)美的。數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)是一門(mén)建立在嚴(yán)格數(shù)學(xué)理論基

11、礎(chǔ)上的學(xué)科，其基本思想和方法對(duì)圖像處理的理論和技術(shù)產(chǎn)生了重大影響。事實(shí)上， 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)已經(jīng)構(gòu)成一種新的圖像處理方法和理論，成為計(jì)算機(jī)數(shù)字圖像處理及分形理論的一個(gè)重要研究領(lǐng)域， 并且已經(jīng)應(yīng)用在多門(mén)學(xué)科的數(shù)字圖像分析和處理的過(guò)程中。這門(mén)學(xué)科在計(jì)算機(jī)文字識(shí)別， 計(jì)算機(jī)顯微圖像分析(如定量金相分析，顆粒分析)， 醫(yī)學(xué)圖像處理（例如細(xì)胞檢測(cè)、心臟的運(yùn)動(dòng)過(guò)程研究、 脊椎骨癌圖像自動(dòng)數(shù)量描述），圖像編碼壓縮， 工業(yè)檢測(cè)(如食品檢驗(yàn)和印刷電路自動(dòng)檢測(cè))，材料科學(xué)， 機(jī)器人視覺(jué)，汽車(chē)運(yùn)動(dòng)情況監(jiān)測(cè)等方面都取得了非常成功的應(yīng)用。另外，數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)在指紋檢測(cè)、經(jīng)濟(jì)地理、合成音樂(lè)和斷層X(jué)光照像等領(lǐng)域也有良好的應(yīng)用前景。形態(tài)學(xué)方法已成為圖像應(yīng)用領(lǐng)域工程技術(shù)人員的必備工具。目前，有關(guān)數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的技術(shù)和應(yīng)用正在不斷地研究和發(fā)展。小波變換（wavelet transform，WT）是一種新的變換分析方法，它繼承和發(fā)展了短時(shí)傅立葉變換局部化的思想，同時(shí)又克服了窗口大小不隨頻率變化等缺點(diǎn)，能夠提供一個(gè)隨頻率改變的“時(shí)間-頻率”窗口