Počítačový screening diabetické retinopatie

Citlivost screeningu sítnice pro stratifikaci rizika DR pomocí digitálních fotografií očního pozadí s a bez pomoci RiskAnalyzer

Citlivost a specificita retinálního screeningu pro stratifikaci rizika DR pomocí digitálních fotografií očního pozadí a RiskAnalyzeru

Metody klinického hodnocení a design výzkumu: K účasti v této studii bude přijato celkem 10 000 subjektů. Tyto předměty budou zapsány prostřednictvím dvou paralelních spolupracovníků, Extension for Community Healthcare Outcomes (Projekt ECHO) a CommuniCare Health Centers. Každá klinika získá přibližně 50 % případů ročně nebo průměrně 50 případů týdně. Subjekty budou identifikovány z klinik, zdravotních center CommuniCare v San Antoniu, TX a Project ECHO, Nové Mexiko. CommuniCare má dvě přidružená místa, Barrio Family Health Center v jihovýchodním San Antoniu, TX a Dr. Frank Bryant Health Center také v San Antoniu. CommuniCare slouží přibližně 45 000 subjektů ročně, z nichž se odhaduje, že 5 000 potřebuje diabetickou péči. Projekt ECHO ve spojení s University of New Mexico spolupracuje s více než 20 venkovskými klinikami v Novém Mexiku na poskytování služeb nedostatečně obsluhovaným oblastem v Novém Mexiku. Ke každému webu bude poskytnut náborový leták a formuláře souhlasu. Personál kliniky nabere subjekt pro studii během plánovaných návštěv. Subjekt obdrží leták obsahující informace o studii a dokument informovaného souhlasu. Subjekty, které mají zájem být zapsány do studie, budou odkázány na fotografa v rámci stránky pro zobrazení sítnice. Subjekty neobdrží platbu ani stipendium za účast v této studii.

Neexistují žádné požadavky na screening pro subjekty, které se účastní této studie. Subjekty musí být diagnostikovány jako osoby s prediabetem nebo diabetem lékařem. Neexistuje žádný požadavek nebo žádost o informace týkající se předchozí nebo souběžné léčby. Neexistují žádná kritéria stanovená pro subjekty, které mají opustit nebo přerušit studii, jakmile je proveden screening sítnice. Subjekty nebudou vyřazeny ze studie, jakmile proběhne retinální screening. Jakmile subjekt dokončí screening sítnice, období účasti subjektu je ukončeno. Snímky pořízené od subjektů nemusí být ve studii použity z důvodu nedostatečné kvality obrazu. Počet obrázků, které byly zjištěny jako nedostatečné, bude sledován a hlášen po dokončení studie. Screening sítnice znamená jak začátek, tak konec účasti subjektu v této studii.

Pro každé oko budou shromážděny minimálně dva snímky zadního pólu. Jeden snímek bude vycentrován na foveu a druhý na optickém disku. Bude shromážděn třetí snímek předního segmentu (přední část oka). Subjekty nebudou farmakologicky dilatovány. Zobrazování bude záviset na přirozené dilataci v důsledku přizpůsobení se tmě v zobrazovací místnosti. Více než dva snímky na oko budou shromážděny pouze tehdy, když zobrazovač (fotograf) identifikuje jakýkoli daný snímek v nedostatečné kvalitě pro čtení. Snímky nízké kvality jsou obvykle způsobeny fyziologickými důvody, jako je mrkání nebo malé zorničky, a nebudou použity jako součást této studie. Fotograf sítnice se pokusí až třikrát pořídit snímky očí subjektu, aby dokončil zobrazovací protokol. Koordinátor studie bude provádět týdenní audity zobrazovacího postupu, aby zajistil a zdokumentoval shodu s protokolem studie.

Zdravotnický prostředek třídy II, který bude použit pro tuto studii, bude nemydriatická nebo ekvivalentní sítnicová kamera. Sítnicová kamera je určena pro pořizování digitálních snímků sítnice lidského oka bez použití farmakologické dilatace. Sítnicový fotoaparát má následující režimy fotografování: Barva RGB. K retinální kameře je namontován digitální fotoaparát, který provádí zobrazování sítnice.

Obrazový archivační a komunikační systém (PACS) se používá k přijímání obrazů DICOM, plánování informací a textových zpráv, jejich organizování a ukládání v interním formátu a zpřístupnění těchto informací v síti prostřednictvím zabezpečeného uživatelského rozhraní HIPAA a FDA. PACS se skládá z komponenty zachycení, komponenty centrálního serveru a komponenty prohlížeče, která se používá na obecném výpočetním hardwaru. Informace o předmětu, informace o postupu a data pořízení snímků jsou zachyceny, odeslány na server nebo alternativně jsou přijímány přímo ze zařízení kompatibilního s DICOM. Po obdržení obrazových objektů a souvisejících dat server zaregistruje příchozí data a obrazy do archivu, včetně všech spojení s předchozími případy. Případy jsou prezentovány uživatelům se správnými oprávněními z pracovního seznamu, který řídí spravující uživatel. Obrazová data jsou přenášena a vykreslována na pracovní stanici uživatele pomocí standardního webového prohlížeče. Jakmile server zaregistruje zprávu, je zpráva k dispozici odesílajícímu lékaři nebo klientské službě elektronicky nebo faxem.

Ihned po shromáždění snímků a demografických údajů předmětu fotograf nahraje data jako případ do PACS prostřednictvím připojení VPN vytvořeného mezi zobrazovací pracovní stanicí a PACS. Pokud se připojení VPN nepodaří navázat v době vytváření snímku, nahrání se provede později, např. konec dne kliniky. Data zůstanou na zobrazovací pracovní stanici po dobu až pěti dnů, aby bylo zajištěno odeslání. Klinický koordinátor bude provádět týdenní audity dokončení nahrávání. Jakmile jsou případy v PACS, čtenáři čtou případy pomocí vestavěné šablony čtení, která generuje zprávu s jejich zjištěními. Studium nenaruší standard péče o studované subjekty. Každé místo bude dodržovat své vlastní standardní postupy a péči. Nálezy budou oznámeny klinice, která pacienta odeslala na screening. Kliniky budou zodpovědné za následnou péči včetně jakékoli nezbytné intervence nebo terapie.

Výkon analyzátoru rizik: Výkon analyzátoru rizik bude vypočítán použitím předem specifikovaných minimálně přijatelných hodnot citlivosti (Seo) a specificity (Spo). Pro účely této studie jsou specifikované hodnoty nulových hypotéz Seo=0,85 a Spo = 0,70. Tyto hodnoty vycházejí z údajů získaných z oftalmologických vyšetření. Bylo prokázáno, že trénovaní čtenáři používající fotografii sítnice poskytují nejcitlivější screeningový a monitorovací test na zrak ohrožující retinopatii s citlivostí > 80 %. Abramoff a kol. diskutujte o mezích citlivosti, kterých lze dosáhnout jakýmkoli systémem, pokud je daná omylnost základní pravdy založené na mnoha lidských čtenářích. Navrhuje, že 0,85 je limit citlivosti, kterého lze dosáhnout. Specifičnost je založena na účinnosti, o kterou usilujeme, aby byla tato implementace komerčně životaschopná. Naši studii jsme navrhli tak, abychom dosáhli statistické síly 0,90 a hladiny významnosti 0,99. Pokud jsou meze spolehlivosti založeny na teorii asymptotického normálního rozdělení, pak velikosti vzorků mohou být založeny na vzorcích asymptotického rozptylu, jak je uvádí Pepe.

Cíl 1: Cílem 1 je plně otestovat rozhraní logistiky toku dat studie a přenosu informací. Testování bude provedeno výhradně na jednom místě pro nábor, registraci a zobrazování. Doba trvání tohoto cíle je tři měsíce.

Materiály a návrh výzkumu pro Cíl 1: Subjekty budou získávány z jednoho místa. Všechny obrázky budou přesměrovány do dvou čteček k ohodnocení. Pokud dva čtenáři přiřadí snímku ekvivalentní známky, bude klinice předána vygenerovaná zpráva, aby ji rozeslala odesílajícímu lékaři. V případech, kdy čtenáři přiřadí stejnému obrázku různé známky, bude obrázek přesměrován do posuzovatele k rozlišení. Rozhodčí bude mít přístup ke zprávám generovaným každým čtenářem, ale ne k úrovním rizika z RiskAnalyzeru. Bude vygenerována zpráva od rozhodce a oznámena klinice, která bude zodpovědná za distribuci zprávy subjektu a za jakékoli další sledování. Snímky budou také deidentifikovány a přesměrovány do RiskAnalyzeru. RiskAnalyzer provede analýzu snímku a vygeneruje stratifikaci rizika „nízké riziko“ nebo „vysoké riziko“ pro diabetickou retinopatii. Zpráva obsahující úrovně rizik přiřazené RiskAnalyzerem nebude distribuována doporučujícímu lékaři, klinice nebo rozhodci, ale bude použita pouze pro statistickou analýzu na podporu koncových bodů studie.

Výstupy pro cíl 1: Výsledky dat prokáží schopnost získat a zapsat subjekt do studie na jednom místě, provést zobrazení sítnice, nahrát snímky do PACS, nechat stejné snímky ohodnotit dvěma různými čtečkami, v případě potřeby směrovat a klasifikovat rozhodčím a schopnost generovat závěrečnou zprávu. Proces čtení, který čtenáři sledují, je založen na Mezinárodní stupnici závažnosti onemocnění klinické diabetické retinopatie. Data navíc prokážou, že snímky jsou úspěšně směrovány do nástroje RiskAnalyzer ke zpracování.

Cíl dva: Cíl dva je vyhodnotit účinnost analyzátoru rizik k identifikaci rizika diabetické retinopatie ve srovnání se zlatým standardem. Doba trvání tohoto cíle je devět měsíců.

Metody a návrh výzkumu pro cíl 2: Subjekty se rekrutují z více míst CommuniCare a Project ECHO. Všechny obrázky hodnotí dva čtenáři a porotce, pokud se hodnocení prvním a druhým čtenářem neshoduje. Proces čtení, který čtenáři sledují, je založen na Mezinárodní stupnici závažnosti onemocnění klinické diabetické retinopatie. Konsenzuální zpráva vytvořená čtenáři nebo posuzovatelem indikující přítomnost a závažnost diabetické retinopatie bude poskytnuta subjektu prostřednictvím jeho odesílajícího lékaře a v případě potřeby odesílajícím lékařem odeslána ke specialistovi. Stejné snímky klasifikované čtenáři budou také směrovány do RiskAnalyzeru ke zpracování, které bude generovat úroveň rizika „nízké riziko“ nebo „vysoké riziko“ pro diabetickou retinopatii. Jak jsou snímky směrovány do RiskAnalyzeru, budou snímky deidentifikovány a sekvestrovány, dokud je RiskAnalyzer nevyhodnotí. Úrovně rizika získané použitím RiskAnalyzeru nebudou subjektu za žádných okolností poskytnuty. Odesílající lékař je také maskován před úrovněmi rizik přiřazenými RiskAnalyzerem. Odesílající lékaři nejsou ve VisionQuest Biomedical umístěni společně, a proto nebudou mít žádný přístup k počítačům nebo oblasti pro ukládání dat.

Výsledky pro cíl 2: Statistická analýza ukáže úroveň přesnosti RiskAnalyzeru ve srovnání se zlatým standardem. Statistická analýza bude používat senzitivitu, specificitu, AUC a úroveň shody pomocí Cohenových kappa koeficientů.

Cíl tři: Cíl tři se bude zabývat primárním koncovým bodem studie, který má prokázat, že přesnost čtenáře při klasifikaci obrázků se zvýší, když jsou úrovně rizika z algoritmu zpřístupněny čtenáři při provádění klasifikace obrázků. Doba trvání tohoto cíle je 12 měsíců.

Metody a návrh výzkumu pro Cíl 3: Jako první čtenář bude použit nástroj RiskAnalyzer. Nadále budou existovat dva lidští čtenáři a přísedící. Základní pravda bude stanovena buď dohodou čtenáře 1 se čtenářem 2, nebo porotcem. Všechny snímky budou směrovány do RiskAnalyzeru, který vygeneruje úroveň rizika „nízké riziko“ nebo „vysoké riziko“ pro diabetickou retinopatii. Pouzdra budou rozdělena do dvou sad a směrována do obou čteček. Jedna sada obrázků bude směrována do obou čteček s algoritmem přiřazeným úrovním rizika, zatímco druhá sada obrázků bude směrována do obou čteček bez algoritmu přiřazené úrovně rizika. Pro každou sadu snímků bude vybrán ekvivalentní počet případů „nízké riziko“ a „vysoké riziko“. Základní pravda je stanovena tím, že dva čtenáři přiřadí stejnému obrázku stejnou známku. Když dva různí čtenáři přiřadí stejnému obrázku různé známky, případy budou předány rozhodčímu, který je ohodnotí a nahlásí. Rozsudek se stane základní pravdou. Posuzovány budou pouze případy, které představují různé kategorie rizikových stádií. Posouzení bude založeno na klinickém významu neshody mezi čtenáři následovně: případy v rámci stupnice závažnosti 0 a 1 budou klasifikovány jako případy „nízkého rizika“, zatímco případy v rámci stupnice závažnosti 2 a výše budou klasifikovány jako „vysoké riziko“. „případy. Případy vyžadující posouzení budou ty, které se liší rizikem, a případy v rámci kategorie vysokého rizika, které se liší mezi stupnicí 2 a 3 (mírná a závažná) a 2 a 4 (mírná a proliferativní diabetická retinopatie – PDR).

Výsledky pro cíl tři: Výsledky cíle tři prokážou, že analyzátor rizik zlepšuje přesnost a konzistenci čtení mezi čtenáři a snižuje zaujatost mezi lidskými čtenáři. Statistická analýza úrovně shody bude provedena na riziku přiřazeném obrázkům čtenáři, když mají a nemají úrovně rizika přiřazené algoritmem pomocí Cohenových kappa koeficientů.

Očekávané výsledky: Telemedicínský retinální screening ve spojení s rizikovými úrovněmi z RiskAnalyzer zlepšuje přesnost čteček při klasifikaci snímků. Použití úrovní rizika přiřazených RiskAnalyzerem při pomoci čtenářům sníží množství času, který čtenáři věnují hodnocení každého případu. Může se jednat o model na podporu zvýšení dostupnosti retinálního screeningu, podporu dodržování doporučení retinálního screeningu a usnadnění efektivnějšího využití retinálního specialisty k hodnocení a léčbě onemocnění, což vede k nákladově efektivnější metodě péče.