Detección basada en computadora para la retinopatía diabética

Sensibilidad del cribado retiniano para la estratificación del riesgo de RD mediante fotografías digitales del fondo de ojo con y sin la asistencia del RiskAnalyzer

Sensibilidad y especificidad del cribado retiniano para la estratificación del riesgo de RD mediante fotografías digitales del fondo de ojo y el RiskAnalyzer

Métodos de ensayos clínicos y diseño de investigación: Se reclutará un total de 10 000 sujetos para participar en este estudio. Estos sujetos se inscribirán a través de dos colaboradores paralelos, Extension for Community Healthcare Outcomes (Project ECHO) y CommuniCare Health Centers. Cada clínica obtendrá aproximadamente el 50% de los casos por año o un promedio de 50 casos por semana. Los sujetos serán identificados de clínicas, Centros de Salud CommuniCare de San Antonio, TX y Proyecto ECHO, Nuevo México. CommuniCare tiene dos sitios asociados, el Barrio Family Health Center en el sureste de San Antonio, TX y el Dr. Frank Bryant Health Center también en San Antonio. CommuniCare atiende aproximadamente a 45 000 sujetos al año, de los cuales se estima que 5000 requieren atención para diabéticos. El Proyecto ECHO en conjunto con la Universidad de Nuevo México colabora con más de 20 clínicas rurales en Nuevo México para brindar servicio a áreas desatendidas en Nuevo México. Se proporcionará un folleto de reclutamiento y formularios de consentimiento a cada sitio. El personal de la clínica reclutará sujetos para el estudio durante las visitas programadas. El sujeto recibirá un folleto que contiene información sobre el estudio y el documento de consentimiento informado. Los sujetos que estén interesados ​​en inscribirse en el estudio serán remitidos a un fotógrafo dentro del sitio para obtener imágenes de la retina. Los sujetos no recibirán un pago o estipendio por participar en este estudio.

No hay requisitos de selección para que los sujetos participen en este ensayo. Los sujetos deben ser diagnosticados como personas con prediabetes o diabetes por un profesional médico. No hay ningún requisito o solicitud de información con respecto a la terapia previa o concomitante. No se establecen criterios para que los sujetos abandonen o suspendan el estudio una vez que se realiza el examen de retina. Los sujetos no serán retirados del estudio una vez que se haya realizado el examen de la retina. Una vez que el sujeto completa el cribado retinal, concluye el período de participación del sujeto. Es posible que las imágenes tomadas de los sujetos no se utilicen en el estudio debido a una calidad de imagen inadecuada. El número de imágenes encontradas inadecuadas será rastreado e informado al finalizar el estudio. El cribado retinal marca tanto el principio como el final de la participación de los sujetos en este estudio.

Para cada ojo, se recolectarán un mínimo de dos imágenes del polo posterior. Una imagen estará centrada en la fóvea y la segunda en el disco óptico. Se tomará una tercera imagen del segmento anterior (frente del ojo). Los sujetos no serán dilatados farmacológicamente. Las imágenes se basarán en la dilatación natural debido a la adaptación a la oscuridad en la sala de imágenes. Se recopilarán más de dos imágenes por ojo solo cuando el captador de imágenes (fotógrafo) identifique alguna imagen de calidad insuficiente para la lectura. Las imágenes de baja calidad generalmente se deben a razones fisiológicas, como parpadeo o pupilas pequeñas, y no se utilizarán como parte de este estudio. El fotógrafo de retina intentará hasta 3 veces adquirir imágenes de los ojos de un sujeto para completar el protocolo de imágenes. El coordinador del estudio realizará auditorías semanales del procedimiento de obtención de imágenes para garantizar y documentar el cumplimiento del protocolo del estudio.

El dispositivo médico de Clase II que se utilizará para este estudio será una cámara retiniana no midriática o equivalente. La cámara retinal está destinada a utilizarse para tomar imágenes digitales de la retina del ojo humano sin el uso de dilatación farmacológica. La cámara retina dispone de los siguientes modos de fotografía: Color RGB. Se monta una cámara digital en la cámara retiniana para realizar imágenes retinianas.

Se utiliza un sistema de archivo y comunicación de imágenes (PACS) para recibir imágenes DICOM, información de programación e informes textuales, organizarlos y almacenarlos en un formato interno y hacer que esa información esté disponible en una red a través de interfaces de usuario seguras aprobadas por HIPAA y FDA. El PACS se compone de un componente de captura, un componente de servidor central y un componente de visor que se utiliza en hardware informático de propósito general. La información del sujeto, la información del procedimiento y los datos de adquisición de imágenes se capturan, se envían a un servidor o, alternativamente, se aceptan directamente desde un dispositivo compatible con DICOM. Después de recibir objetos de imagen y datos asociados, el servidor registra los datos e imágenes entrantes con el archivo, incluidas las asociaciones con casos anteriores. Los casos se presentan a los usuarios con los permisos correctos de una lista de trabajo controlada por un usuario administrador. Los datos de la imagen se transmiten y representan en la estación de trabajo del usuario utilizando un navegador web estándar. Una vez que el servidor registra un informe, el informe está disponible para el médico remitente o el servicio al cliente electrónicamente o por fax.

Inmediatamente después de recopilar las imágenes y los datos demográficos del Sujeto, el fotógrafo cargará los datos como un caso en el PACS a través de una conexión VPN establecida entre la estación de trabajo de imágenes y el PACS. Si la conexión VPN no se puede establecer en el momento de la creación de imágenes, la carga se realizará más tarde, p. final del día de la clínica. Los datos residirán en la estación de trabajo de imágenes durante un máximo de cinco días para asegurar la carga. El coordinador clínico realizará auditorías semanales de la finalización de la carga. Una vez en PACS, los lectores leen los casos utilizando una plantilla de lectura integrada que genera un informe con sus hallazgos. El estudio no interrumpirá el estándar de atención a los sujetos del estudio. Cada sitio seguirá sus propios procedimientos y cuidados estándar. Los hallazgos se informarán a la clínica que refirió al sujeto para la evaluación. Las clínicas serán responsables de la atención de seguimiento, incluida cualquier intervención o terapia necesaria.

Rendimiento del RiskAnalyzer: El rendimiento del RiskAnalyzer se calculará aplicando los valores mínimos aceptables de sensibilidad (Seo) y especificidad (Spo) especificados con anterioridad. Para propósitos de este estudio, los valores de hipótesis nulas especificados son Seo=0.85 y Spo=0,70. Estos valores se basan en datos obtenidos de exámenes oftálmicos. Se ha demostrado que la eficacia de lectores capacitados que utilizan fotografías de la retina proporciona la prueba de detección y control más sensible para la retinopatía que amenaza la vista, con sensibilidades > 80 %. Abramoff, et al. discuta los límites de sensibilidad que puede lograr cualquier sistema dada la falibilidad de la verdad básica basada en múltiples lectores humanos. Sugiere que 0,85 es el límite de sensibilidad que se puede alcanzar. La especificidad se basa en la eficiencia que buscamos para hacer comercialmente viable esta implementación. Hemos diseñado nuestro estudio para lograr una potencia estadística de 0,90 y un nivel de significancia de 0,99. Si los límites de confianza se basan en la teoría de la distribución normal asintótica, entonces los tamaños de muestra se pueden basar en las fórmulas de varianza asintótica, como las proporciona Pepe.

Objetivo uno: El objetivo uno es probar completamente la logística del flujo de datos del estudio y las interfaces de transferencia de información. Las pruebas se realizarán en su totalidad en un sitio de reclutamiento, inscripción e imágenes. La duración del tiempo para completar este objetivo es de tres meses.

Materiales y Diseño de Investigación para el Objetivo Uno: Los sujetos serán reclutados de un solo sitio. Todas las imágenes se enviarán a dos lectores para su calificación. Si los dos lectores asignan calificaciones equivalentes a la imagen, se entregará un informe generado a la clínica para que lo distribuya al médico remitente. Para los casos en los que los lectores asignen diferentes calificaciones a la misma imagen, la imagen se enviará a un adjudicador para su resolución. El adjudicador tendrá acceso a los informes generados por cada lector, pero no a los niveles de riesgo del RiskAnalyzer. Se generará un informe del adjudicador y se informará a la clínica que será responsable de distribuir el informe al Sujeto y de cualquier seguimiento posterior. Las imágenes también se desidentificarán y se enrutarán al RiskAnalyzer. El RiskAnalyzer realizará su análisis de la imagen y generará una estratificación de riesgo de "Bajo riesgo" o "Alto riesgo" para la retinopatía diabética. Un informe que contenga los niveles de riesgo asignados por el RiskAnalyzer no se distribuirá al médico, la clínica o el adjudicador remitente, sino que se utilizará solo para el análisis estadístico en apoyo de los criterios de valoración del ensayo.

Resultados para el objetivo uno: Los resultados de los datos demostrarán la capacidad de reclutar e inscribir sujetos en el estudio en un solo sitio, realizar imágenes de la retina, cargar las imágenes en un PACS, tener las mismas imágenes calificadas por dos lectores diferentes, cuando sea necesario enrutar y calificar por un adjudicador y la capacidad de generar un informe final. El proceso de lectura seguido por los lectores se basa en la Escala Clínica Internacional de Gravedad de la Enfermedad de la Retinopatía Diabética. Además, los datos demostrarán que las imágenes se enrutan con éxito al RiskAnalyzer para su procesamiento.

Objetivo dos: El objetivo dos es evaluar la eficacia del RiskAnalyzer para identificar el riesgo de retinopatía diabética en comparación con el estándar de oro. La duración del tiempo para completar este objetivo es de nueve meses.

Métodos y Diseño de Investigación para el Objetivo Dos: Los sujetos son reclutados de múltiples sitios de CommuniCare y Project ECHO. Todas las imágenes son calificadas por dos lectores y un juez en caso de que la calificación del primer y segundo lector no esté de acuerdo. El proceso de lectura seguido por los lectores se basa en la Escala Clínica Internacional de Gravedad de la Enfermedad de la Retinopatía Diabética. Un informe de consenso generado por los lectores o el adjudicador que indique la presencia y la gravedad de la retinopatía diabética se entregará al Sujeto a través de su médico de referencia y se derivará a un especialista si es necesario por el médico de referencia. Las mismas imágenes calificadas por los lectores también se enviarán al RiskAnalyzer para su procesamiento, lo que generará un nivel de riesgo de "Bajo riesgo" o "Alto riesgo" para la retinopatía diabética. A medida que las imágenes se enrutan al RiskAnalyzer, las imágenes serán desidentificadas y secuestradas hasta que el RiskAnalyzer las evalúe. Los niveles de riesgo obtenidos mediante el uso del RiskAnalyzer no se le darán al Sujeto bajo ninguna circunstancia. El médico remitente también está enmascarado de los niveles de riesgo asignados por el RiskAnalyzer. Los médicos remitentes no comparten ubicación en VisionQuest Biomedical y, por lo tanto, no tendrán acceso a las computadoras ni al área de almacenamiento de datos.

Resultados para el Objetivo Dos: El análisis estadístico indicará el nivel de precisión del RiskAnalyzer en comparación con el estándar de oro. El análisis estadístico utilizará la sensibilidad, la especificidad, el AUC y un nivel de concordancia utilizando los coeficientes kappa de Cohen.

Objetivo tres: el objetivo tres abordará el punto final principal del ensayo, que es demostrar que la precisión del lector en la calificación de imágenes mejora cuando los niveles de riesgo del algoritmo se ponen a disposición del lector mientras realiza la calificación de las imágenes. La duración del tiempo para completar este objetivo es de 12 meses.

Métodos y Diseño de Investigación para el Objetivo Tres: El RiskAnalyzer se utilizará como primer lector. Seguirá habiendo dos lectores humanos y un adjudicador. La verdad fundamental se establecerá mediante el acuerdo del lector uno con el lector dos o por un adjudicador. Todas las imágenes se enrutarán al RiskAnalyzer, que generará un nivel de riesgo de "Bajo riesgo" o "Alto riesgo" para la retinopatía diabética. Los casos se dividirán en dos conjuntos y se enviarán a ambos lectores. Un conjunto de imágenes se enrutará a ambos lectores con los niveles de riesgo asignados por el algoritmo, mientras que el otro conjunto de imágenes se enrutará a ambos lectores sin el nivel de riesgo asignado por el algoritmo. Se seleccionará un número equivalente de casos de "riesgo bajo" y "riesgo alto" para cada conjunto de imágenes. Ground Truth se establece cuando los dos lectores asignan la misma calificación a la misma imagen. Cuando dos lectores diferentes asignan calificaciones diferentes a la misma imagen, los casos se enviarán a un adjudicador para que los califique y los informe. La adjudicación se convertirá en verdad fundamental. Los casos que serán adjudicados serán únicamente aquellos que sean de diferentes categorías de etapas de riesgo. La adjudicación se basará en la importancia clínica del desacuerdo entre los lectores de la siguiente manera: los casos dentro de las escalas de gravedad 0 y 1 se clasificarán como casos de "bajo riesgo", mientras que los casos dentro de las escalas de gravedad 2 y superiores se clasificarán como casos de "alto riesgo". " casos. Los casos que necesitan adjudicación serán aquellos que difieren en riesgo y aquellos dentro de la categoría de alto riesgo que difieren entre las escalas 2 y 3 (leve y grave) y 2 y 4 (retinopatía diabética leve y proliferativa -PDR).

Resultados del objetivo tres: Los resultados del objetivo tres establecerán que RiskAnalyzer mejora la precisión de lectura y la consistencia entre lectores y disminuye el sesgo entre lectores humanos. Se realizará un análisis estadístico de nivel de acuerdo sobre el riesgo asignado a las imágenes por parte de los lectores al tener y no tener los niveles de riesgo asignados por el algoritmo utilizando los coeficientes kappa de Cohen.

Resultados esperados: El examen de retina mediante telemedicina junto con los niveles de riesgo del RiskAnalyzer mejoran la precisión de los lectores al calificar las imágenes. El uso de niveles de riesgo asignados por RiskAnalyzer para ayudar a los lectores disminuirá la cantidad de tiempo que los lectores dedican a la calificación de cada caso. Este puede ser un modelo para respaldar el aumento del acceso a la detección de la retina, respaldar el cumplimiento de las recomendaciones de detección de la retina y facilitar un uso más eficiente del especialista en retina para evaluar y tratar enfermedades, lo que conduce a un método de atención más rentable.