Smartphone screening for øjensygdomme

Millioner af amerikanere er i fare for synstruende sygdomme og er enten ude af stand til at få adgang til øjenplejetjenester eller uvidende om, at øjenplejescreening kan reducere deres risiko for synstab. Derudover er der national mangel på øjenplejere. Primærplejeudbydere mangler ressourcer til effektivt at screene for synstruende tilstande. Af de tre førende årsager til permanent synstab og blindhed hos voksne i USA (nemlig diabetisk retinopati, glaukom og aldersrelateret makuladegeneration) påvirker alle tre sygdomme i høj grad strukturer i det, der omtales som "den bageste del af øjet." Dette omfatter nethinden og synsnerven, såvel som ledsagende vaskulatur. Den bageste del af øjet kræver avanceret instrumentering, træning og teknologiske fremskridt for at visualisere patologi og optimere undersøgelsen i den bagerste del af øjet og følgelig screene for synstruende øjensygdomme på en måde, som ikke tidligere var mulig. Dette er dog stadig i vid udstrækning begrænset til øjenplejespecifikke omgivelser, der har den nødvendige træning og ressourcer til at investere i disse teknologisk avancerede instrumenter. Der er således fortsat et kritisk behov for at udvikle sikre, effektive, let tilgængelige og effektive metoder og værktøjer til at optimere undersøgelse og screening for synstruende sygdomme. Derudover bør disse værktøjer være anvendelige i en række øjenplejemiljøer, herunder indlagte og ambulante kliniske sammenhænge for at optimere øjenpleje. I mangel af sådanne værktøjer vil patienterne fortsat have begrænset adgang til øjenpleje og forblive i risiko for synstruende øjensygdomme, som ellers kunne forebygges og håndteres korrekt.

Diabetes mellitus er en førende årsag til dødsfald og handicap på verdensplan. Verdenssundhedsorganisationen anslår, at mere end 346 millioner mennesker verden over har DM, og det anslås, at 552 millioner mennesker kan være berørt i 2030. Diabetisk retinopati er den mest almindelige mikrovaskulære komplikation af diabetes, som påvirker næsten alle patienter med en historie med diabetes i 15 år eller mere. Blandt amerikanske voksne på 40 år eller derover har anslået 28,5%-40,3% af diabetikere diabetisk retinopati og 4,4%-8,2% har synstruende retinopati, med højere skøn blandt ikke-spansktalende sorte individer. Epidemiologiske undersøgelser fra National Eye Institute afslører, at diabetes er den førende årsag til synstab hos voksne i den arbejdsdygtige alder i USA, og retningslinjer anbefaler, at patienter med diabetes som minimum gennemgår en årlig udvidet undersøgelse af den bageste del af øjet. Dette er særligt vigtigt for at opdage og behandle diabetes-associerede øjensygdomme, da patienter ofte er asymptomatiske indtil et fremskredent stadium, hvor synet kan være begrænset. På trods af fraværet af visuelle symptomer hos de patienter med ingen eller med tidlige diabetiske øjenkomplikationer, har tilstande som diabetisk retinopati et genkendeligt latent stadium, som let diagnosticeres og graderes ved retinal billeddannelse (fundusfotografering). I betragtning af dens udbredelse og klinisk tavse (men undersøgelses-tilsyneladende) progression er diabetisk retinopati en ideel screeningssygdom. Ydermere favoriserer visuelt resultat tidlig opdagelse og behandling. Der er effektive, universelt aftalte behandlinger for diabetisk retinopati, som omfatter laserfotokoagulation til proliferativ retinopati, intravitreale injektioner og fokal fotokoagulation for diabetisk makulaødem og forbedret glukose- og blodtrykskontrol. På trods af retningslinjer for årlig screening og fordelene ved tidlig detektion, da det relaterer til synsresultater og overordnet diabetessygdomskontrol, er der et betydeligt hul i plejen med hensyn til årlig retinal screening for diabetikere. Det anslås, at næsten halvdelen af ​​voksne med DM i USA ikke modtager anbefalede screeninger. Screening kan være endnu mere sporadisk i områder af verden med mangel på øjenlæger.

Denne undersøgelse søger at afgøre, om et smartphone-kamera og en fastgørbar enhed med optik og belysning, der er specifik til billeddannelse af den bagerste del af øjet, er et effektivt screeningsværktøj, der kan bruges til at optimere den bageste øjenundersøgelse og til at forbedre adgangen og lette diagnosen. , og tidlig intervention i øjensygdomme.

Grøn stær er en anden sygdom, der påvirker den bagerste del af øjet, specifikt synsnerven, og er den anden førende årsag til blindhed på verdensplan. Især åbenvinklet glaukom er en kronisk, snigende sygdom med progressivt tab af perifert til centralt syn. Når diagnosticeret og behandlet tidligt, kan permanent synstab, som viser sig i senere stadier af sygdommen, dog forhindres. Diagnosen af ​​grøn stær er typisk afhængig af både strukturelle ændringer af synsnerven og funktionelle synsfeltmangel. Diagnosticering og screening af glaukom i ressourcesvage omgivelser kan være udfordrende. For eksempel fandt en undersøgelse af Frequency Doubling Technique (FDT) perimetri i Indien på landet meget lav følsomhed for denne test (7 %), hvorimod undersøgelser i industrialiserede omgivelser har fundet meget højere følsomhed (59 %). Ydermere kræver mange strukturelle testmetoder, såsom OCT af retinalnervefiberlaget og stereoskopisk optisk nervefotografering, både specialiseret udstyr og ekspertanalyse for at blive effektivt brugt til diagnosticering.

Aldersrelateret makuladegeneration (AMD) er den førende årsag til irreversibel blindhed i den udviklede verden. På verdensplan er 14 millioner mennesker blinde på grund af våd AMD. I 2020 vil anslået 196 millioner mennesker lide af AMD på verdensplan. Den amerikanske befolkning med AMD vil fordobles i 2050. Tør AMD tegner sig for 90 % af AMD-patienter, men våd AMD forårsager størstedelen af ​​synsnedsættelsen. Tør AMD er karakteriseret ved drusen af ​​forskellig størrelse og karakteristika og pigmentforandringer med et klassifikationssystem. Fundusfotografering er en etableret metode til at udføre denne karakterisering. Patienter med tør AMD har risiko for progression til våd AMD, som forekommer med en hastighed på 13 % inden for 5 år. Når tør AMD udvikler sig til våd AMD, sker der ændringer i fundus-udseendet, herunder tilstedeværelsen af ​​nethindevæske og blødning. Våd AMD kræver hurtig behandling for at forhindre synstab. Synsstyrken ved påbegyndelse af anti-VEGF-behandling er den bedste forudsigelse for endelig synsstyrke 2 år efter behandlingen. Behandling af våd AMD med anti-VEGF-terapi resulterer i forbedring eller stabilisering af synet hos over 90 % af våde AMD-patienter. I øjeblikket evalueres patienter med tør AMD årligt for mulig progression og bliver derefter instrueret i at overvåge deres syn dagligt derhjemme, og cirka halvdelen af ​​tilfældene af våd AMD kommer gennem patientsymptomer og halvdelen gennem asymptomatisk lægeopfølgning. Der er udviklet adskillige hjemmeovervågningssystemer, herunder Amsler grid og Foresee Home monitoring ved hjælp af Vernier hyperacuity. Fundusfotografering er en anden metode til overvågning på grund af de visuelt tilsyneladende ændringer, der kan forekomme, og brug af et billigt, smartphone-baseret fundusfotograferingssystem ville øge adgangen betydeligt.

Derudover er der inden for pædiatriske populationer et tilsvarende kritisk behov for at udvikle effektive, effektive og børnevenlige metoder til at evaluere pædiatriske øjensygdomme (især intraokulære/posteriore øjensygdomme). Pædiatriske patienter kan udgøre en udfordrende eksamen, hvor generel anæstesi nogle gange er nødvendig, hvis et barn ikke er i stand til at tolerere en komplet øjenundersøgelse. Raffineret instrumentering og teknologiske fremskridt, der er mere behagelige for den pædiatriske patient, kan gøre det muligt at udforske nye, ikke-invasive fotografiske værktøjer til at optimere øjenpleje i denne specielle patientpopulation inden for en bredere vifte af etablerede plejemiljøer og minimere behovet for undersøgelse under anæstesi eller nød for patienten. For eksempel kan leukokoria (eller en hvid rød refleks) være en vigtig henvisning for at sikre, at en patient ikke har en øjenkræft kaldet retinoblastom. I betragtning af vanskeligheden ved at undersøge nogle patienter, er udbydere til tider nødt til at tage disse patienter til operationsstuen til undersøgelser under anæstesi, hvilket indebærer risici for anæstesi sammen med høje omkostninger.

Det er vigtigt, at præmaturitetsretinopati (ROP) opstår, når unormale blodkar vokser over nethinden og forårsager blindhed hos for tidligt fødte børn. ROP sker oftere, fordi flere babyer overlever i yngre aldre på grund af fremskridt inden for neonatalpleje. Screening for ROP er udfordrende, fordi mange hospitaler ikke har børneøjenspecialister ansat eller i nærheden. Dette er et meget større folkesundhedsproblem i udviklingslande, hvor neonatalplejen er blevet forbedret, men der mangler oftalmisk ekspertise i pædiatriske øjensygdomme. ROP telemedicin program giver læger mulighed for at sende billeder, der skal fortolkes på større medicinske centre, som UM Kellogg Eye Center. Babyer født før 31 uger og vejer mindre end 1.500 gram gennemgår gentagne screeninger for at overvåge for ROP. Fotografier af babyernes øjne tages ved hjælp af et pædiatrisk nethindekamera. Kellogg-teamet evaluerer rutinemæssigt billeder sammen eller eksternt for at træffe opfølgnings- og behandlingsbeslutninger.

Som ovenstående eksempler indikerer, er der behov for billige, pålidelige og brugervenlige diagnostiske modaliteter til screening for posterior øjensygdom, især i ressourcefattige samfund og internationalt, for at forhindre blindhed. Forøgelse af tilgængeligheden og portabiliteten af ​​øjenundersøgelsen giver et stort løfte om at forbedre rækkevidden af ​​oftalmologisk behandling, både i fjernsamfundet og i indlæggelsesmiljøer. Oftalmologi er unikt velegnet til fjernscreening og -evaluering i betragtning af øjets optiske gennemsigtighed og vigtigheden af ​​øjenundersøgelsen ved diagnosticering af øjensygdom. Denne undersøgelse evaluerer et smartphone-baseret kamera, der er i stand til at optage højkvalitets, bredfeltsbilleder af nethinden.

Dette er en multi-site, tværsnitsdiagnostisk undersøgelse, der udføres på flere steder. På hvert sted vil patienter blive kontaktet i klinikken, indlæggelsen og operationsstuen. Fotografier vil blive taget med vores smartphone-baserede kamera sammen med standarden for pleje, herunder traditionel desktop fundus fotografering. Gennemførligheden og nøjagtigheden af ​​et smartphone-baseret kamera til diagnosticering af øjensygdomme vil blive testet.

Flere øjenlæger vil bedømme smartphonefundusfotografierne, de traditionelle nethindefotografier og den dokumenterede øjenundersøgelse for den pågældende øjensygdom (såsom diabetisk retinopati, aldersrelateret makuladegeneration, grøn stær, retinopati af præmaturitet osv.). Aftalen mellem klasserne for diagnosticering af øjensygdom vil blive vurderet. Sensitiviteten og specificiteten af ​​diabetisk retinopati eller glaukom-diagnoser med smartphone vil også blive vurderet ved brug af traditionel retinal billeddannelse som referencestandard og i en separat analyse med øjenlægens undersøgelse som referencestandard. Følgende er formålene med projektet:

Mål 1: at vurdere sensitiviteten og specificiteten af ​​diagnosticering af posterior øjensygdom (f.eks. diabetisk retinopati, grøn stær, makuladegeneration) med et smartphone-kamera i forhold til (A) øjenlægeundersøgelse i ambulant og døgnbehandling og (B) traditionel fundusfotografering når det er muligt.

Mål 2: at vurdere gennemførligheden af ​​vores smartphone-baserede kamera som en pædiatrisk venlig tilgang til billeddannelse af posterior øjensygdom (nethinden og synsnervehovedet) i ambulant, indlæggelse og operativ pleje, og at vurdere sensitivitet og specificitet af diagnose ved screening for vigtige pædiatriske tilstande (f. leukokori og retinopati hos præmaturitet).

Mål 3: at vurdere overensstemmelsen mellem maskerede gradere i diagnosticering af forskellige sygdomme, der involverer det bagerste øje, som afbilledet af vores smartphone-baserede kamera.