Detección de enfermedades oculares con teléfonos inteligentes

Millones de estadounidenses corren el riesgo de padecer enfermedades que amenazan la vista y no pueden acceder a los servicios de atención de la vista o no saben que las pruebas de detección de la vista podrían reducir el riesgo de pérdida de la visión. Además, hay una escasez nacional de proveedores de atención oftalmológica. Los proveedores de atención primaria carecen de recursos para evaluar de manera efectiva las condiciones que amenazan la vista. De las tres causas principales de pérdida permanente de la visión y ceguera en adultos en los Estados Unidos (a saber, retinopatía diabética, glaucoma y degeneración macular relacionada con la edad), las tres enfermedades afectan en gran medida las estructuras en lo que se conoce como la "parte posterior de la el ojo." Esto abarca la retina y el nervio óptico, así como la vasculatura que lo acompaña. La parte posterior del ojo requiere instrumentación avanzada, capacitación y avances tecnológicos para visualizar la patología y optimizar el examen en la parte posterior del ojo y, en consecuencia, detectar enfermedades oculares que amenazan la vista de una manera que antes no era factible. Sin embargo, esto todavía está restringido en gran medida a entornos específicos de atención oftalmológica que tienen la capacitación y los recursos disponibles para invertir en estos instrumentos tecnológicamente avanzados. Por lo tanto, sigue existiendo una necesidad crítica de desarrollar métodos y herramientas seguros, eficaces, fácilmente disponibles y eficientes para optimizar el examen y la detección de enfermedades que amenazan la vista. Además, estas herramientas deben ser aplicables en una variedad de entornos de atención oftalmológica, incluidos contextos clínicos de pacientes hospitalizados y ambulatorios para optimizar la atención oftalmológica. En ausencia de tales herramientas, los pacientes seguirán teniendo un acceso limitado a la atención oftalmológica y permanecerán en riesgo de padecer afecciones oculares que amenazan la vista que, de otro modo, podrían prevenirse y manejarse adecuadamente.

La diabetes mellitus es una de las principales causas de muerte y discapacidad en todo el mundo. La Organización Mundial de la Salud estima que más de 346 millones de personas en todo el mundo tienen DM y se estima que 552 millones de personas pueden estar afectadas para 2030. La retinopatía diabética es la complicación microvascular más común de la diabetes y afecta a casi todos los pacientes con antecedentes de diabetes durante 15 años o más. Entre los adultos estadounidenses de 40 años o más, se estima que entre el 28,5 % y el 40,3 % de los diabéticos tienen retinopatía diabética y entre el 4,4 % y el 8,2 % tienen retinopatía que amenaza la visión, con estimaciones más altas entre las personas negras no hispanas. Los estudios epidemiológicos del Instituto Nacional del Ojo revelan que la diabetes es la principal causa de pérdida de la visión en adultos en edad laboral en los EE. UU., y las pautas recomiendan que los pacientes con diabetes se sometan, como mínimo, a un examen anual con dilatación de la parte posterior del ojo. Esto es particularmente importante para detectar y tratar las afecciones oculares asociadas con la diabetes, ya que los pacientes a menudo son asintomáticos hasta una etapa avanzada, momento en el cual la recuperación de la visión puede ser limitada. A pesar de la ausencia de síntomas visuales en aquellos pacientes sin complicaciones oculares diabéticas o con complicaciones oculares tempranas, las afecciones como la retinopatía diabética tienen una etapa latente reconocible, que se diagnostica y califica fácilmente mediante imágenes de la retina (fotografía de fondo de ojo). Dada su prevalencia y progresión clínicamente silenciosa (pero aparente en el examen), la retinopatía diabética es una enfermedad de detección ideal. Además, el resultado visual favorece la detección y el tratamiento precoz. Existen tratamientos universalmente aceptados para la retinopatía diabética que incluyen fotocoagulación con láser para la retinopatía proliferativa, inyecciones intravítreas y fotocoagulación focal para el edema macular diabético, y mejor control de la glucosa y la presión arterial. A pesar de las pautas para la detección anual y los beneficios de la detección temprana en relación con los resultados de la visión y el control general de la enfermedad diabética, existe una brecha sustancial en la atención con respecto a la detección anual de retina para diabéticos. Se estima que casi la mitad de los adultos con DM en los EE. UU. no reciben las pruebas de detección recomendadas. Las pruebas de detección pueden ser aún más esporádicas en áreas del mundo con escasez de oftalmólogos.

Este estudio busca determinar si la cámara de un teléfono inteligente y un dispositivo acoplable con óptica e iluminación específica para obtener imágenes de la parte posterior del ojo es una herramienta de detección eficaz que podría usarse para optimizar el examen ocular posterior y mejorar el acceso y la facilidad de diagnóstico. , e intervención temprana en enfermedades oculares.

El glaucoma es otra enfermedad que afecta a la parte posterior del ojo, concretamente al nervio óptico, y es la segunda causa de ceguera a nivel mundial. En particular, el glaucoma de ángulo abierto es una enfermedad crónica e insidiosa con pérdida progresiva de la visión periférica a la central. Sin embargo, cuando se diagnostica y trata a tiempo, se puede prevenir la pérdida permanente de la visión, que se manifiesta en etapas posteriores de la enfermedad. El diagnóstico de glaucoma generalmente se basa tanto en los cambios estructurales del nervio óptico como en los déficits funcionales del campo visual. El diagnóstico y la detección del glaucoma en entornos de escasos recursos pueden ser un desafío. Por ejemplo, un estudio de la perimetría de la técnica de duplicación de frecuencia (FDT) en la India rural encontró una sensibilidad muy baja para esta prueba (7 %), mientras que los estudios en entornos industrializados encontraron una sensibilidad mucho más alta (59 %). Además, muchas modalidades de pruebas estructurales, como la OCT de la capa de fibras nerviosas de la retina y la fotografía estereoscópica del nervio óptico, requieren tanto equipos especializados como análisis de expertos para que se puedan usar de manera efectiva en el diagnóstico.

La degeneración macular relacionada con la edad (AMD) es la principal causa de ceguera irreversible en el mundo desarrollado. En todo el mundo, 14 millones de personas están ciegas debido a la DMRE húmeda. Para 2020, se estima que 196 millones de personas sufrirán AMD en todo el mundo. La población de EE. UU. con AMD se duplicará para 2050. La DMAE seca representa el 90 % de los pacientes con DMAE, pero la DMAE húmeda causa la mayoría de los problemas de visión. La DMAE seca se caracteriza por drusas de varios tamaños y características y cambios pigmentarios con un sistema de clasificación. La fotografía de fondo de ojo es un método establecido para realizar esta caracterización. Los pacientes con AMD seca corren el riesgo de progresar a AMD húmeda, lo que ocurre a una tasa del 13 % en 5 años. Cuando la DMAE seca progresa a DMAE húmeda, se producen cambios en la apariencia del fondo del ojo, incluida la presencia de líquido retiniano y sangrado. La DMRE húmeda requiere un tratamiento inmediato para evitar la pérdida de la visión. La agudeza visual al inicio de la terapia anti-VEGF es el mejor predictor de la agudeza visual final 2 años después de la terapia. El tratamiento de la AMD húmeda con terapia anti-VEGF da como resultado una mejora o estabilización de la visión en más del 90 % de los pacientes con AMD húmeda. Actualmente, los pacientes con DMRE seca se evalúan anualmente para detectar una posible progresión y luego se les indica que controlen su visión diariamente en el hogar y aproximadamente la mitad de los casos de DMAE húmeda surgen a través de los síntomas del paciente y la mitad a través del seguimiento médico asintomático. Se han desarrollado varios sistemas de monitoreo del hogar, incluida la red de Amsler y el monitoreo de Foresee Home utilizando la hiperacuidad de Vernier. La fotografía de fondo de ojo es otro método de monitoreo debido a los cambios visualmente aparentes que pueden ocurrir, y la utilización de un sistema de fotografía de fondo de ojo de bajo costo basado en teléfonos inteligentes aumentaría en gran medida el acceso.

Además, dentro de las poblaciones pediátricas, existe una necesidad crítica similar de desarrollar métodos efectivos, eficientes y amigables para los niños para evaluar las enfermedades oculares pediátricas (particularmente intraoculares/posteriores del ojo). Los pacientes pediátricos pueden presentar un examen desafiante, donde a veces se necesita anestesia general si un niño no puede tolerar un examen ocular completo. La instrumentación refinada y los avances tecnológicos que son más cómodos para el paciente pediátrico pueden hacer posible explorar herramientas fotográficas novedosas y no invasivas para optimizar la atención ocular en esta población especial de pacientes dentro de una gama más amplia de entornos de atención establecidos y minimizar la necesidad de examen bajo anestesia o angustia al paciente. Por ejemplo, la leucocoria (o un reflejo blanco rojo) puede ser una referencia importante para garantizar que un paciente no tenga un cáncer ocular llamado retinoblastoma. Dada la dificultad de examinar a algunos pacientes, los proveedores a veces tienen que llevar a estos pacientes al quirófano para exámenes bajo anestesia, lo que tiene riesgos de anestesia junto con un alto costo.

Es importante destacar que la retinopatía del prematuro (ROP, por sus siglas en inglés) ocurre cuando crecen vasos sanguíneos anormales sobre la retina y causan ceguera en los bebés prematuros. La ROP ocurre con más frecuencia porque más bebés sobreviven a edades más tempranas debido a los avances en la atención neonatal. La detección de la ROP es un desafío porque muchos hospitales no cuentan con especialistas de los ojos de los niños en el personal o cerca. Este es un problema de salud pública mucho mayor en los países en desarrollo donde la atención neonatal ha mejorado pero falta experiencia oftálmica en enfermedades oculares pediátricas. El programa de telemedicina ROP permite a los médicos enviar imágenes para que sean interpretadas en centros médicos más grandes, como el Centro Oftalmológico Kellogg de la U-M. Los bebés que nacen antes de las 31 semanas y que pesan menos de 1500 gramos se someten a exámenes de detección repetidos para controlar la ROP. Se toman fotografías de los ojos de los bebés con una cámara retiniana pediátrica. El equipo de Kellogg evalúa de forma rutinaria las imágenes juntas o de forma remota para tomar decisiones de seguimiento y tratamiento.

Como indican los ejemplos anteriores, existe la necesidad de una modalidad de diagnóstico barata, confiable y fácil de usar para la detección de enfermedades oculares posteriores, particularmente en comunidades de escasos recursos e internacionalmente, para prevenir la ceguera. Aumentar la accesibilidad y la portabilidad del examen de la vista es una gran promesa para mejorar el alcance de la atención oftalmológica, tanto en la comunidad remota como en los entornos de pacientes hospitalizados. La oftalmología es especialmente adecuada para la detección y evaluación remotas dada la transparencia óptica del ojo y la importancia del examen ocular en el diagnóstico de enfermedades oculares. Este estudio evalúa una cámara basada en un teléfono inteligente capaz de capturar imágenes de campo amplio de alta calidad de la retina.

Este es un estudio de diagnóstico transversal de múltiples sitios que se lleva a cabo en múltiples sitios. En cada sitio, los pacientes serán abordados en los entornos de la clínica, hospitalización y quirófano. Las fotografías se tomarán con nuestra cámara basada en un teléfono inteligente junto con el estándar de atención, incluida la fotografía de fondo de ojo tradicional de escritorio. Se probará la viabilidad y la precisión de una cámara basada en un teléfono inteligente para diagnosticar enfermedades oculares.

Varios especialistas en oftalmología calificarán las fotografías de fondo de ojo del teléfono inteligente, las fotografías tradicionales de retina y el examen ocular documentado para la enfermedad ocular en cuestión (como retinopatía diabética, degeneración macular relacionada con la edad, glaucoma, retinopatía del prematuro, etc.). Se valorará la concordancia entre los graduadores para el diagnóstico de patología ocular. También se evaluará la sensibilidad y la especificidad de los diagnósticos de retinopatía diabética o glaucoma con el teléfono inteligente, utilizando imágenes tradicionales de la retina como estándar de referencia y en un análisis separado utilizando el examen del oftalmólogo como estándar de referencia. Los siguientes son los objetivos del proyecto:

Objetivo 1: evaluar la sensibilidad y la especificidad del diagnóstico de la enfermedad del ojo posterior (p. ej., retinopatía diabética, glaucoma, degeneración macular) con la cámara de un teléfono inteligente en relación con (A) el examen del oftalmólogo en entornos de atención ambulatoria y hospitalaria y (B) la fotografía tradicional del fondo de ojo cuando sea factible.

Objetivo 2: evaluar la viabilidad de nuestra cámara basada en un teléfono inteligente como un enfoque pediátrico para obtener imágenes de enfermedades oculares posteriores (retina y cabeza del nervio óptico) en entornos de atención ambulatoria, hospitalaria y quirúrgica, y evaluar la sensibilidad y la especificidad de diagnóstico en la detección de afecciones pediátricas importantes (p. leucocoria y retinopatía del prematuro).

Objetivo 3: evaluar el acuerdo entre evaluadores enmascarados en el diagnóstico de diferentes enfermedades que involucran la parte posterior del ojo según lo reflejado por la cámara de nuestro teléfono inteligente.