Mobile medizinische Anwendung für kostengünstiges Strabismus-Screening

Ziel des beantragten Projektes ist die Entwicklung und Evaluation einer neuartigen mobilen medizinischen Anwendung zur Erkennung und Überwachung von Strabismus (Augenfehlstellung). Die Bildanalysetechnologie, die zur Strabismusmessung mit der Hornhautreflexionstechnik (Fotografischer Hirschberg-Test) erforderlich ist, ist seit vielen Jahrzehnten verfügbar, wurde jedoch noch nie mit einem Smartphone eingesetzt. Eine Smartphone-Plattform wird Kostenbarrieren eliminieren (da die Hardware von der Smartphone-Industrie gewartet und aktualisiert wird), was zu einer schnellen, weit verbreiteten Anwendung führt und es der Technologie ermöglicht, endlich ihr potenzielles Wirkungsniveau für die Augenheilkunde von Kindern bei der Erkennung zu erreichen und Behandlung von Strabismus. Strabismus verursacht visuelle Verwirrung und Doppeltsehen, was letztendlich dazu führt, dass das Gehirn das Sehen des abweichenden Auges unterdrückt. Bei Kindern führt dies zu einer Unterentwicklung (Amblyopie) mit dauerhaftem Sehverlust im abweichenden Auge, wenn sie nicht in jungen Jahren erkannt und behandelt wird. Strabismus bei Kindern ist auch mit Koordinationsproblemen wie Haltungsinstabilität und schweren sozialen Benachteiligungen verbunden. Strabismus entwickelt sich bei schätzungsweise 3–8 % der Kinder in den USA. Der Prototyp der Smartphone-App (hier als Mobile Eye Alignment App – MEAA bezeichnet) verwendet eine fotografische Analyse der Hornhautreflexion (Purkinjie-Bild), die von der Smartphone-Kamera erzeugt wird Blitz. Die Hornhautreflexionsmethode verwendet die Verschiebung der Reflexion von der Mitte der Pupille im abweichenden Auge, um das Ausmaß der Augenfehlausrichtung zu berechnen. Diese Messtechnik wird für das vorgeschlagene Projekt auf der Hardware des iPhone, einem beliebten Telefon mit iOS-Betriebssystem, eingesetzt. Vorläufige Ergebnisse deuten darauf hin, dass die App Unterschiede in der Augenausrichtung von 1,6° (2,8 Prismendioptrien) messen kann. Bei erfolgreicher Entwicklung hat die App das Potenzial, die pädiatrische Schielforschung voranzutreiben, indem sie die Erhebung enormer Datenmengen aus der Allgemeinbevölkerung und unterversorgten oder abgelegenen Bevölkerungsgruppen für epidemiologische Studien erleichtert und die Kosten senkt und es den Forschern ermöglicht, die Augenausrichtung zu erfassen Daten viel häufiger als derzeit möglich. Ein solches Instrument könnte den natürlichen Verlauf des Schielens besser beschreiben und vielleicht helfen, seine Ursachen zu bestimmen. Obwohl Geräte erhältlich sind, die diese Messungen durchführen könnten, sind die Kosten unerschwinglich hoch (> 3.000 $ pro Stück) und werden die weit verbreitete Verfügbarkeit von Smartphones nicht erreichen. Die klinischen Ziele der App bestehen darin, Augenärzten ein objektives Messinstrument im Untersuchungsraum zur Verfügung zu stellen, die tägliche Überwachung der Behandlungseffekte zu ermöglichen und schließlich als Screening-Tool von Schulkrankenschwestern, Kinderärzten und Eltern verwendet zu werden. Das Hindernis für den Markterfolg von eigenständigen Geräten ist nicht die Genauigkeit, Empfindlichkeit oder Spezifität der fotografischen Analysetechnik, die mit einer Empfindlichkeit von 53 % bis fast 90 % und einer Spezifität von 76 % bis 94 % für die Strabismus-Erkennung berichtet wurde. Auswirkungen des Strabismus-Screenings auf junge Menschen - Die Früherkennung von Strabismus bei jungen Kindern, insbesondere in der kritischen Phase bis zum 2. Lebensjahr, ist wichtig, um sicherzustellen, dass die Behandlung so schnell wie möglich durchgeführt wird. Der Erfolg einer Amblyopiebehandlung hängt von mehreren Faktoren ab, vor allem aber vom Erkrankungsalter und dem Alter, in dem die Behandlung begonnen wird. Die Therapie der Amblyopie ist maximal wirksam, wenn sie vor dem 3. Lebensjahr begonnen wird, und kann bereits im Alter von 8 Monaten begonnen werden, was die kritische Notwendigkeit eines frühen und weit verbreiteten Zugangs zum Strabismus-Screening unterstreicht. In der Tat haben Länder mit langjährigen Früherkennungsprogrammen deutlich geringere Raten von Amblyopie gemeldet. Der Zugang zum Strabismus-Screening ist auch für ältere Kinder im schulpflichtigen Alter (7-17 Jahre) wichtig, die an Amblyopie leiden, bei denen die Behandlung zu einer signifikanten Verbesserung der Sehschärfe führen kann, die je nach Altersgruppe zwischen 20 % und 70 % der Patienten liegt.

Ziele Spezifisches Ziel 1: Entwickeln und testen Sie die Schlüsselfunktionen der Strabismus-App, indem Sie Messungen mit aufeinanderfolgenden Versionen der Prototyp-App mit bekannten Augenwinkelabweichungen vergleichen (nicht strabistische Freiwillige blicken auf außeraxiale Ziele mit bekannter Exzentrizität). Spezifisches Ziel 2: Bewertung der Genauigkeit und Machbarkeit der Strabismus-App in einer klinischen Umgebung.

Haupthypothese: Für Strabismus im Bereich von 1 bis 30 Prismendioptrien (Zielbereich) liefert die optimierte Version der App Messungen, die sich nicht wesentlich von der Grundwahrheit (simuliertes Strabismus) oder klinischen Tests der Augenausrichtung unterscheiden.