Silmäsairauksien seulonta älypuhelimella

Miljoonat amerikkalaiset ovat vaarassa saada näköä uhkaavia sairauksia, eivätkä he joko pääse näönhoitopalveluihin tai he eivät tiedä, että näönhoidon seulonta voisi vähentää heidän näönmenetysriskiään. Lisäksi näönhuollon tarjoajista on valtakunnallinen pula. Perusterveydenhuollon tarjoajilla ei ole resursseja seuloa tehokkaasti näköä uhkaavia tiloja. Kolmesta yleisimmästä pysyvän näönmenetyksen ja sokeuden syystä aikuisilla Yhdysvalloissa (eli diabeettinen retinopatia, glaukooma ja ikään liittyvä silmänpohjan rappeuma), kaikki kolme sairautta vaikuttavat suurelta osin ns. "takaosan" rakenteisiin. silmä." Tämä kattaa verkkokalvon ja näköhermon sekä niihin liittyvät verisuonet. Silmän takaosa vaatii kehittynyttä instrumentointia, koulutusta ja teknologista kehitystä patologian visualisoimiseksi ja silmän takaosan tutkimuksen optimoimiseksi ja näin ollen näköä uhkaavien silmäsairauksien seulomiseksi tavalla, joka ei ollut mahdollista aiemmin. Tämä rajoittuu kuitenkin edelleen suurelta osin näönhoitoon liittyviin kohteisiin, joilla on koulutus ja resurssit investoidakseen näihin teknisesti edistyneisiin laitteisiin. Siten on edelleen kriittinen tarve kehittää turvallisia, tehokkaita, helposti saatavilla olevia ja tehokkaita menetelmiä ja työkaluja näköä uhkaavien sairauksien tutkimuksen ja seulonnan optimoimiseksi. Lisäksi näitä työkaluja tulisi soveltaa erilaisiin näönhoitoympäristöihin, mukaan lukien sairaala- ja avohoitokliiniset kontekstit, jotta näönhoito voidaan optimoida. Tällaisten työkalujen puuttuessa potilailla on edelleen rajoitettu pääsy näönhoitoon, ja he ovat edelleen vaarassa saada näköä uhkaavia silmäsairauksia, jotka muuten voitaisiin ehkäistä ja hallita asianmukaisesti.

Diabetes mellitus on johtava kuolinsyy ja vammaisuus maailmanlaajuisesti. Maailman terveysjärjestön arvion mukaan yli 346 miljoonalla ihmisellä maailmassa on DM, ja arviolta 552 miljoonaa ihmistä voi sairastua vuoteen 2030 mennessä. Diabeettinen retinopatia on diabeteksen yleisin mikrovaskulaarinen komplikaatio, joka vaikuttaa lähes kaikkiin potilaisiin, joilla on diabetes vähintään 15 vuotta. Yhdysvalloissa 40-vuotiaista tai sitä vanhemmista aikuisista arviolta 28,5–40,3 prosentilla diabeetikoista on diabeettinen retinopatia ja 4,4–8,2 prosentilla. heillä on näköä uhkaavaa retinopatiaa, korkeammat arviot muiden kuin latinalaisamerikkalaisten mustien henkilöiden keskuudessa. National Eye Instituten epidemiologiset tutkimukset osoittavat, että diabetes on suurin syy työikäisten aikuisten näönmenetyksiin Yhdysvalloissa, ja ohjeet suosittelevat, että diabeetikoilla on vähintään vuosittainen silmän takaosan laajennettu tutkimus. Tämä on erityisen tärkeää diabetekseen liittyvien silmäsairauksien havaitsemiseksi ja hoitamiseksi, koska potilaat ovat usein oireettomia pitkälle edenneeseen vaiheeseen asti, jolloin näön palautuminen voi olla rajoitettua. Huolimatta visuaalisten oireiden puuttumisesta potilailla, joilla ei ole diabeettisia silmäkomplikaatioita tai joilla on varhaisia ​​​​diabeettisia silmäkomplikaatioita, sairauksilla, kuten diabeettisella retinopatialla, on tunnistettavissa oleva piilevä vaihe, joka on helppo diagnosoida ja luokitella verkkokalvon kuvantamisella (pohjakuvaus). Kun otetaan huomioon esiintyvyys ja kliinisesti hiljainen (mutta tutkimuksessa ilmeinen) eteneminen, diabeettinen retinopatia on ihanteellinen seulontasairaus. Lisäksi visuaalinen tulos suosii varhaista havaitsemista ja hoitoa. Diabeettiseen retinopatiaan on olemassa tehokkaita, yleisesti hyväksyttyjä hoitoja, joihin kuuluvat laservalokoagulaatio proliferatiiviseen retinopatiaan, lasiaisensisäiset injektiot ja fokaalinen fotokoagulaatio diabeettiseen makulaturvotukseen sekä parannettu glukoosin ja verenpaineen hallinta. Huolimatta vuosittaisen seulonnan ohjeista ja varhaisen havaitsemisen hyödyistä, jotka liittyvät näkötuloksiin ja diabeettisen sairauden yleiseen hallintaan, diabeetikkojen vuotuisessa verkkokalvon seulonnassa on huomattavia puutteita. On arvioitu, että lähes puolet DM:ää sairastavista aikuisista Yhdysvalloissa ei saa suositeltuja seulontatutkimuksia. Seulonnat voivat olla vielä satunnaisempia alueilla, joilla silmälääkäreistä on pulaa.

Tällä tutkimuksella pyritään selvittämään, onko älypuhelimen kamera ja kiinnitettävä laite, jossa on optiikka ja valaistus erityisesti silmän takaosan kuvantamiseen, tehokas seulontatyökalu, jota voitaisiin käyttää posteriorisen silmätutkimuksen optimointiin ja diagnosoinnin helpottamiseen. ja silmäsairauksien varhainen puuttuminen.

Glaukooma on toinen sairaus, joka vaikuttaa silmän takaosaan, erityisesti näköhermoon, ja se on toiseksi yleisin sokeuden syy maailmanlaajuisesti. Erityisesti avokulmaglaukooma on krooninen, salakavala sairaus, johon liittyy asteittainen perifeerisen tai keskusnäön menetys. Varhaisessa diagnoosissa ja hoidossa pysyvä näönmenetys, joka ilmenee taudin myöhemmissä vaiheissa, voidaan kuitenkin estää. Glaukooman diagnoosi perustuu tyypillisesti sekä näköhermon rakenteellisiin muutoksiin että toiminnallisiin näkökenttävajeisiin. Glaukooman diagnosointi ja seulonta resurssikyhissä olosuhteissa voi olla haastavaa. Esimerkiksi Intian maaseudulla tehdyssä taajuuden tuplaustekniikan (FDT) perimetriassa havaittiin erittäin alhainen herkkyys tälle testille (7 %), kun taas teollisissa ympäristöissä tehdyt tutkimukset ovat löytäneet paljon korkeamman herkkyyden (59 %). Lisäksi monet rakenteelliset testausmenetelmät, kuten verkkokalvon hermokuitukerroksen OCT ja stereoskooppinen näköhermovalokuvaus, vaativat sekä erikoislaitteita että asiantuntija-analyysiä, jotta niitä voidaan käyttää tehokkaasti diagnoosissa.

Ikään liittyvä silmänpohjan rappeuma (AMD) on johtava peruuttamattoman sokeuden syy kehittyneissä maissa. Maailmanlaajuisesti 14 miljoonaa ihmistä on sokeita märän AMD:n vuoksi. Vuoteen 2020 mennessä arviolta 196 miljoonaa ihmistä sairastaa AMD:tä maailmanlaajuisesti. Yhdysvaltain AMD-potilaiden määrä kaksinkertaistuu vuoteen 2050 mennessä. Kuivaa AMD:tä on 90 % AMD-potilaista, mutta märkä AMD aiheuttaa suurimman osan näön heikkenemisestä. Kuivalle AMD:lle on tunnusomaista erikokoiset ja -ominaisuudet omaavat druusit ja pigmenttimuutokset luokitusjärjestelmällä. Silmänpohjakuvaus on vakiintunut menetelmä tämän karakterisoinnin suorittamiseksi. Kuivaa AMD:tä sairastavilla potilailla on riski eteneä märkä AMD, jota esiintyy 13 %:lla 5 vuoden sisällä. Kun kuiva AMD etenee märkäksi AMD:ksi, silmänpohjan ulkonäössä tapahtuu muutoksia, mukaan lukien verkkokalvonesteen esiintyminen ja verenvuoto. Märkä AMD vaatii nopeaa hoitoa näönmenetyksen estämiseksi. Näöntarkkuus anti-VEGF-hoidon alussa on paras ennustaja lopulliselle näöntarkkuudelle 2 vuotta hoidon jälkeen. Märän AMD:n hoito anti-VEGF-hoidolla johtaa näön paranemiseen tai stabiloitumiseen yli 90 %:lla märkä AMD-potilaista. Tällä hetkellä kuivaa AMD:tä sairastavia potilaita arvioidaan vuosittain mahdollisen etenemisen varalta, ja sitten heitä neuvotaan tarkkailemaan näköään päivittäin kotona, ja noin puolet märkä AMD-tapauksista tulee potilaan oireiden kautta ja puolet oireettoman lääkärin seurannan kautta. Useita kodinvalvontajärjestelmiä on kehitetty, mukaan lukien Amsler-verkko ja Foresee Home -valvonta Vernier-hyperacuitylla. Silmänpohjakuvaus on toinen seurantamenetelmä mahdollisten visuaalisesti ilmeisten muutosten vuoksi, ja edullisen älypuhelinpohjaisen silmänpohjakuvausjärjestelmän hyödyntäminen lisäisi pääsyä huomattavasti.

Lisäksi lapsiväestössä on yhtä kriittinen tarve kehittää tehokkaita, tehokkaita ja lapsiystävällisiä menetelmiä lasten silmäsairauksien (erityisesti intraokulaaristen/posterioristen silmäsairauksien) arvioimiseksi. Lapsipotilaat voivat tehdä haastavan tutkimuksen, jossa yleisanestesiaa tarvitaan joskus, jos lapsi ei kestä täydellistä silmätutkimusta. Hienostunut instrumentointi ja teknologian kehitys, joka on mukavampaa lapsipotilaalle, voivat mahdollistaa uusien, ei-invasiivisten valokuvaustyökalujen tutkimisen, joilla optimoidaan näönhoito tässä erityispotilasryhmässä useammissa vakiintuneissa hoitoympäristöissä ja minimoidaan anestesian tai anestesiatutkimuksen tarve. tuskaa potilaalle. Esimerkiksi leukokoria (tai valkoinen punainen refleksi) voi olla tärkeä lähete sen varmistamiseksi, että potilaalla ei ole silmäsyöpää nimeltä retinoblastooma. Koska joidenkin potilaiden tutkiminen on vaikeaa, palveluntarjoajien on toisinaan vietävä nämä potilaat leikkaussaliin tutkimuksia varten anestesiassa, mikä aiheuttaa anestesian riskejä ja korkeat kustannukset.

Tärkeää on, että keskosten retinopatiaa (ROP) ilmenee, kun epänormaalit verisuonet kasvavat verkkokalvon yli ja aiheuttavat sokeutta keskosissa. ROP tapahtuu useammin, koska enemmän vauvoja selviää nuorempana vastasyntyneiden hoidon edistymisen vuoksi. ROP-seulonta on haastavaa, koska monissa sairaaloissa ei ole lasten silmälääkäriä henkilökunnalla tai lähistöllä. Tämä on paljon suurempi kansanterveysongelma kehitysmaissa, joissa vastasyntyneiden hoito on parantunut, mutta lasten silmäsairauksien oftalminen asiantuntemus puuttuu. ROP-telelääketieteen ohjelman avulla lääkärit voivat lähettää kuvia tulkittavaksi suurempiin terveyskeskuksiin, kuten U-M Kellogg Eye Centeriin. Ennen 31 viikkoa syntyneille ja alle 1 500 grammaa painaville vauvoille tehdään toistuvia seulontoja ROP:n tarkkailemiseksi. Valokuvat vauvojen silmistä on otettu lasten verkkokalvokameralla. Kellogg-tiimi arvioi kuvia rutiininomaisesti yhdessä tai etänä seuranta- ja hoitopäätösten tekemiseksi.

Kuten yllä olevat esimerkit osoittavat, on olemassa tarve halvalle, luotettavalle ja käyttäjäystävälliselle diagnostiselle menetelmälle posteriorisen silmäsairauksien seulomiseksi, erityisesti resurssiköyhissä yhteisöissä ja kansainvälisesti sokeuden estämiseksi. Silmätutkimuksen saavutettavuuden ja siirrettävyyden lisäämisellä on suuri lupaus silmähoidon ulottuvuuden parantamisessa sekä etäyhteisössä että sairaalahoidossa. Oftalmologia soveltuu ainutlaatuisesti etäseulontaan ja -arviointiin, kun otetaan huomioon silmän optinen läpinäkyvyys ja silmätutkimuksen merkitys silmäsairauksien diagnosoinnissa. Tämä tutkimus arvioi älypuhelimeen perustuvaa kameraa, joka pystyy ottamaan korkealaatuisia laajakenttäkuvia verkkokalvosta.

Tämä on usean paikan poikkileikkausdiagnostiikkatutkimus, joka suoritetaan useissa paikoissa. Jokaisessa paikassa potilaita lähestytään klinikalla, osastolla ja leikkaussalissa. Valokuvat otetaan älypuhelimeen pohjautuvalla kamerallamme tavanomaisen hoidon ohella, mukaan lukien perinteinen pöytäpohjakuvaus. Testataan älypuhelimeen perustuvan kameran soveltuvuutta ja tarkkuutta silmäsairauksien diagnosointiin.

Useat silmälääkärit arvioivat älypuhelimen silmänpohjakuvat, perinteiset verkkokalvokuvat ja dokumentoidut silmätutkimukset kyseessä olevien silmäsairauksien varalta (kuten diabeettinen retinopatia, ikään liittyvä silmänpohjan rappeuma, glaukooma, keskosten retinopatia jne.). Arvioidaan luokkalaisten välinen sopimus silmäsairauksien diagnosoinnista. Diabeettisen retinopatian tai glaukoomadiagnoosien herkkyyttä ja spesifisyyttä arvioidaan myös älypuhelimella käyttämällä vertailustandardina perinteistä verkkokalvon kuvantamista ja erillisessä analyysissä silmälääkärin tutkimusta referenssistandardina. Hankkeen tavoitteet ovat seuraavat:

Tavoite 1: arvioida silmän takaosan sairauden (esim. diabeettinen retinopatia, glaukooma, silmänpohjan rappeuma) diagnoosin herkkyyttä ja spesifisyyttä älypuhelimen kameralla verrattuna (A) silmälääkärin tutkimukseen avo- ja laitoshoidossa ja (B) perinteiseen silmänpohjakuvaukseen kun mahdollista.

Tavoite 2: arvioida älypuhelimeen perustuvan kameramme soveltuvuutta lapsille sopivana lähestymistapana posteriorisen silmäsairauden (verkkokalvon ja näköhermon pään) kuvantamiseen avohoidossa, sairaalahoidossa ja leikkaushoidossa sekä arvioida silmän herkkyyttä ja spesifisyyttä. diagnoosi tärkeiden lasten sairauksien seulonnassa (esim. leukokoria ja keskosten retinopatia).

Tavoite 3: arvioida naamioituneiden luokkalaisten välistä yhteisymmärrystä erilaisten takasilmään liittyvien sairauksien diagnosoinnissa älypuhelinpohjaisella kamerallamme kuvattuna.