Die prozedurale Generierung synthetischer Netzhaut-Gefäßmuster durch Algorithmen erfolgt in mehreren Schritten, die von der Länge abhängen. Zunächst wurden geometrische Parameter durch Abtasten von normalen oder gleichmäßigen Verteilungen gemäß den in Tabelle 1 des Supplementary Materials gezeigten Parameterwerten festgelegt. Die Gefäßmuster der Netzhaut nahmen die Form räumlicher Graphen an, die anfangs mit einem Lindenmayer-System (L-System) gesät und dann mit CCO und LSV erweitert wurden. Das L-System wurde verwendet, um Arterien- und Venensegmente aus einem zentralen Punkt des Sehnervs zu leiten und nach fünf Generationen verzweigen zu lassen, um die Saatgut-Netzhautbögen zu bilden.
Die CCO- und LSV-Algorithmen wurden verwendet, um die Gefäße in progressiv feineren Auflösungen weiter zu verzweigen. Als nächstes wurde die Makularegion gelöscht und in ein radial angeordnetes Gitter neu bewachsen. Schließlich wurden mithilfe sinusförmiger Kurven mit randomisierten Frequenzen und Amplituden räumliche Undulationen auf die Gefäße überlagert. Zudem wurde die Vaskularisierung der Makula mithilfe eines speziellen Ansatzes durchgesetzt, der die Struktur des Wachstums dieser Gefäße imitieren soll. Weitere Schritte umfassten das Lösen von Kollisionsproblemen zwischen arteriellen und venösen Netzwerken sowie die Schaffung von Interdigitierungen durch Raumkolonisierung und geometrische Optimierung.
Die Generierung von Gefäßmetriken wie Verzweigungswinkel, Länge, Tortuosität, Netzwerkvolumen und Durchmesser wurde durchgeführt und statistisch ausgewertet. Darüber hinaus wurde die Fréchet-Entfernungsinzidenz und der Dice-Score zur Bewertung des klinischen Nutzens und der Genauigkeit der synthetischen Netzwerke und des Generative Adversarial Network (GAN) verwendet. Die Fahigkeit des PI-GAN-Algorithmus zur Generierung von retinalen Gefäßen wurde bewertet und verglichen mit anderen Modellen zur manuellen Segmentierung von Gefäßen. Schließlich wurden die Ergebnisse und Evaluationsmetriken für die klinische Expertenbewertung und Validierung der synthetischen Gefäßmuster bereitgestellt.