Screening chytrých telefonů na oční choroby

Miliony Američanů jsou ohroženy nemocemi ohrožujícími zrak a buď nemají přístup k očním službám, nebo si neuvědomují, že screening v péči o oči může snížit jejich riziko ztráty zraku. Kromě toho existuje celostátní nedostatek poskytovatelů oční péče. Poskytovatelé primární péče nemají prostředky k účinnému screeningu stavů ohrožujících zrak. Ze tří hlavních příčin trvalé ztráty zraku a slepoty u dospělých ve Spojených státech (jmenovitě diabetická retinopatie, glaukom a věkem podmíněná makulární degenerace) všechna tři onemocnění z velké části postihují struktury v takzvané „zadní části oko." To zahrnuje sítnici a optický nerv, stejně jako doprovodné vaskulatury. Zadní část oka vyžaduje pokročilou přístrojovou techniku, školení a technologický pokrok k vizualizaci patologie a optimalizaci vyšetření v zadní části oka a následně k screeningu očních onemocnění ohrožujících zrak způsobem, který dříve nebyl proveditelný. To je však stále do značné míry omezeno na specifická zařízení pro péči o oči, která mají k dispozici školení a zdroje pro investice do těchto technologicky vyspělých nástrojů. Zůstává tedy kritická potřeba vyvinout bezpečné, účinné, snadno dostupné a účinné metody a nástroje pro optimalizaci vyšetření a screeningu nemocí ohrožujících zrak. Kromě toho by tyto nástroje měly být použitelné v různých prostředích péče o zrak, včetně hospitalizovaných a ambulantních klinických kontextů, aby se optimalizovala péče o oči. Při absenci takových nástrojů budou mít pacienti i nadále omezený přístup k oční péči a budou nadále vystaveni riziku očních stavů ohrožujících zrak, kterým by jinak bylo možné předcházet a vhodně je léčit.

Diabetes mellitus je celosvětově hlavní příčinou úmrtí a invalidity. Světová zdravotnická organizace odhaduje, že více než 346 milionů lidí na celém světě má DM a odhaduje se, že do roku 2030 může být postiženo 552 milionů lidí. Diabetická retinopatie je nejčastější mikrovaskulární komplikací diabetu, která postihuje téměř všechny pacienty s anamnézou diabetu 15 a více let. Mezi dospělými v USA ve věku 40 a více let má odhadem 28,5 % až 40,3 % diabetiků diabetickou retinopatii a 4,4 % až 8,2 % mají zrak ohrožující retinopatii, s vyššími odhady mezi nehispánskými černými jedinci. Epidemiologické studie z National Eye Institute odhalují, že diabetes je hlavní příčinou ztráty zraku u dospělých v produktivním věku v USA, a směrnice doporučují, aby pacienti s diabetem podstoupili minimálně každoroční dilatační vyšetření zadní části oka. To je zvláště důležité pro detekci a léčbu očních onemocnění souvisejících s diabetem, protože pacienti jsou často asymptomatičtí až do pokročilého stadia, kdy může být zotavení zraku omezené. Navzdory nepřítomnosti zrakových příznaků u pacientů s žádnými nebo s časnými diabetickými očními komplikacemi mají stavy, jako je diabetická retinopatie, rozpoznatelné latentní stadium, které lze snadno diagnostikovat a klasifikovat zobrazením sítnice (fotografie fundu). Diabetická retinopatie je vzhledem ke své prevalenci a klinicky tiché (ale z vyšetření patrné) progresi ideálním screeningovým onemocněním. Navíc vizuální výsledek podporuje včasnou detekci a léčbu. Existují účinné, všeobecně uznávané způsoby léčby diabetické retinopatie, které zahrnují laserovou fotokoagulaci pro proliferativní retinopatii, intravitreální injekce a fokální fotokoagulaci u diabetického makulárního edému a zlepšenou kontrolu glukózy a krevního tlaku. Navzdory pokynům pro každoroční screening a přínosy včasné detekce, pokud jde o výsledky vidění a celkovou kontrolu diabetického onemocnění, existuje podstatná mezera v péči, pokud jde o každoroční screening sítnice u diabetiků. Odhaduje se, že téměř polovina dospělých s DM v USA neprochází doporučenými screeningy. Screening může být ještě sporadičtější v oblastech světa s nedostatkem oftalmologů.

Tato studie se snaží zjistit, zda je fotoaparát chytrého telefonu a připojitelné zařízení s optikou a osvětlením specifickým pro zobrazování zadní části oka účinným screeningovým nástrojem, který by mohl být použit k optimalizaci vyšetření zadního oka a ke zlepšení přístupu a snadnosti diagnostiky. a včasná intervence u očních chorob.

Glaukom je další onemocnění postihující zadní část oka, konkrétně zrakový nerv, a je celosvětově druhou nejčastější příčinou slepoty. Zejména glaukom s otevřeným úhlem je chronické, zákeřné onemocnění s progresivní ztrátou periferního až centrálního vidění. Při včasné diagnóze a léčbě však lze předejít trvalé ztrátě zraku, která se projevuje v pozdějších stadiích onemocnění. Diagnóza glaukomu se typicky opírá jak o strukturální změny optického nervu, tak o funkční deficity zorného pole. Diagnostika a screening glaukomu v podmínkách chudých na zdroje může být náročná. Například studie perimetrie Frequency Doubling Technique (FDT) ve venkovské Indii zjistila velmi nízkou citlivost pro tento test (7 %), zatímco studie v industrializovaných prostředích zjistily mnohem vyšší citlivost (59 %). Kromě toho mnoho strukturálních testovacích modalit, jako je OCT vrstvy nervových vláken sítnice a stereoskopická fotografie optického nervu, vyžaduje jak specializované vybavení, tak odbornou analýzu, aby mohly být účinně použity v diagnostice.

Věkem podmíněná makulární degenerace (VPMD) je hlavní příčinou nevratné slepoty v rozvinutém světě. Celosvětově je 14 milionů lidí slepých kvůli vlhké AMD. Odhaduje se, že do roku 2020 bude AMD na celém světě trpět 196 milionů lidí. Populace USA s AMD se do roku 2050 zdvojnásobí. Suchá AMD představuje 90 % pacientů s AMD, ale vlhká AMD způsobuje většinu zrakového postižení. Suchá AMD je charakterizována drúzami různé velikosti a vlastností a pigmentovými změnami s klasifikačním systémem. Fundusová fotografie je zavedenou metodou provádění této charakterizace. Pacienti se suchou formou AMD jsou ohroženi progresí do vlhké formy AMD, ke které dochází u 13 % během 5 let. Když suchá AMD progreduje do vlhké AMD, dochází ke změnám ve vzhledu fundu včetně přítomnosti retinální tekutiny a krvácení. Vlhká AMD vyžaduje okamžitou léčbu, aby se zabránilo ztrátě zraku. Zraková ostrost při zahájení anti-VEGF terapie je nejlepším prediktorem pro konečnou zrakovou ostrost 2 roky po terapii. Léčba vlhké AMD terapií anti-VEGF vede ke zlepšení nebo stabilizaci zraku u více než 90 % pacientů s vlhkou AMD. V současné době jsou pacienti se suchou VPMD každoročně hodnoceni z hlediska možné progrese a poté jsou instruováni, aby denně sledovali svůj zrak doma a přibližně polovina případů vlhké VPMD prošla symptomy pacientů a polovina asymptomatickou kontrolou lékaře. Bylo vyvinuto několik domácích monitorovacích systémů, včetně Amslerovy mřížky a Foresee Home monitoringu pomocí Vernierovy hyperacuity. Focení očního pozadí je další metodou monitorování kvůli vizuálně zjevným změnám, které mohou nastat, a využití levného systému focení očního pozadí založeného na chytrém telefonu by výrazně zvýšilo přístup.

Navíc v pediatrické populaci existuje podobně kritická potřeba vyvinout účinné, účinné a pro děti vhodné metody pro hodnocení dětských očních (zejména nitroočních/zadních očních) onemocnění. Pediatričtí pacienti mohou představovat náročnou zkoušku, kdy je někdy nutná celková anestezie, pokud dítě není schopno tolerovat kompletní oční vyšetření. Vylepšené přístrojové vybavení a technologický pokrok, které jsou pro dětského pacienta pohodlnější, mohou umožnit prozkoumat nové, neinvazivní fotografické nástroje k optimalizaci oční péče u této speciální populace pacientů v širším rozsahu zavedených nastavení péče a minimalizovat potřebu vyšetření v anestezii nebo narkóze. tíseň k pacientovi. Například leukokorie (nebo bílý červený reflex) může být důležitým doporučením, které zajistí, že pacient nebude mít rakovinu oka nazývanou retinoblastom. Vzhledem k obtížnosti vyšetřování některých pacientů musí poskytovatelé občas tyto pacienty odvézt na operační sál na vyšetření v narkóze, což s sebou nese rizika anestezie a vysoké náklady.

Důležité je, že retinopatie nedonošených (ROP) nastává, když abnormální krevní cévy rostou přes sítnici a způsobují slepotu u předčasně narozených dětí. K ROP dochází častěji, protože díky pokroku v novorozenecké péči přežívá více dětí v nižším věku. Screening ROP je náročný, protože mnoho nemocnic nemá dětského očního specialistu na personálu ani v okolí. Jde o mnohem závažnější problém veřejného zdraví v rozvojových zemích, kde se péče o novorozence zlepšila, ale oční odbornost v oblasti dětských očních chorob chybí. Telemedicínský program ROP umožňuje lékařům posílat snímky k interpretaci ve větších lékařských centrech, jako je UM Kellogg Eye Center. Děti narozené před 31. týdnem a vážící méně než 1 500 gramů podstupují opakované screeningy ke sledování ROP. Fotografie očí dětí jsou pořizovány pomocí dětské sítnicové kamery. Tým Kellogg rutinně vyhodnocuje snímky společně nebo na dálku, aby mohl učinit rozhodnutí o následných opatřeních a léčbě.

Jak naznačují výše uvedené příklady, existuje potřeba levné, spolehlivé a uživatelsky přívětivé diagnostické modality pro screening onemocnění zadního oka, zejména v komunitách s nedostatkem zdrojů a na mezinárodní úrovni, aby se zabránilo slepotě. Zvýšení dostupnosti a přenosnosti očního vyšetření je velkým příslibem pro zlepšení dosahu oční péče jak ve vzdálené komunitě, tak v lůžkových zařízeních. Oftalmologie je díky optické průhlednosti oka a důležitosti očního vyšetření při diagnostice očního onemocnění jedinečně vhodná pro dálkové screening a hodnocení. Tato studie hodnotí kameru založenou na chytrém telefonu, která je schopna zachytit vysoce kvalitní širokoúhlé snímky sítnice.

Toto je vícemístná, průřezová diagnostická studie, která se provádí na více místech. Na každém pracovišti bude k pacientům přistupováno v prostředí kliniky, lůžkového a operačního sálu. Fotografie budou pořizovány naším fotoaparátem na bázi smartphonu spolu se standardní péčí, včetně tradičního fotografování pozadí na stolním počítači. Bude testována proveditelnost a přesnost fotoaparátu založeného na chytrém telefonu pro diagnostiku očních onemocnění.

Několik oftalmologických specialistů bude hodnotit fotografie fundu smartphonu, tradiční fotografie sítnice a zdokumentované oční vyšetření na příslušné oční onemocnění (jako je diabetická retinopatie, věkem podmíněná makulární degenerace, glaukom, retinopatie nedonošených atd.). Bude posouzena shoda mezi srovnávači pro diagnostiku oční choroby. Citlivost a specifičnost diagnóz diabetické retinopatie nebo glaukomu pomocí chytrého telefonu bude také posouzena pomocí tradičního zobrazování sítnice jako referenčního standardu a v samostatné analýze s použitím vyšetření oftalmologa jako referenčního standardu. Cíle projektu jsou následující:

Cíl 1: zhodnotit senzitivitu a specifičnost diagnostiky onemocnění zadního oka (např. diabetická retinopatie, glaukom, makulární degenerace) pomocí fotoaparátu chytrého telefonu ve vztahu k (A) vyšetření oftalmologem v ambulantních a lůžkových zařízeních a (B) tradičnímu fotografování očního pozadí když je to možné.

Cíl 2: Zhodnotit proveditelnost našeho fotoaparátu založeného na chytrém telefonu jako přístupu vhodného pro děti k zobrazování onemocnění zadního oka (sítnice a hlavice zrakového nervu) v ambulantních, hospitalizačních a operačních podmínkách a posoudit citlivost a specifičnost diagnóza při screeningu důležitých dětských onemocnění (např. leukokorie a retinopatie nedonošených).

Cíl 3: Zhodnotit shodu mezi maskovanými srovnávači v diagnostice různých onemocnění zahrnujících zadní oko, jak je zobrazeno naší kamerou založenou na chytrém telefonu.