Triagem baseada em computador para retinopatia diabética

Sensibilidade da triagem de retina para estratificação de risco de RD usando fotografias digitais de fundo de olho com e sem o auxílio do RiskAnalyzer

Sensibilidade e especificidade da triagem de retina para estratificação de risco de RD usando fotografias digitais de fundo de olho e o RiskAnalyzer

Métodos de Ensaio Clínico e Projeto de Pesquisa: Um total de 10.000 indivíduos será recrutado para participar deste estudo. Esses sujeitos serão inscritos por meio de dois colaboradores paralelos, Extension for Community Healthcare Outcomes (Projeto ECHO) e CommuniCare Health Centers. Cada clínica obterá aproximadamente 50% dos casos por ano ou uma média de 50 casos por semana. Os indivíduos serão identificados em clínicas, Centros de Saúde CommuniCare de San Antonio, TX e Projeto ECHO, Novo México. A CommuniCare tem dois sites associados, o Barrio Family Health Center no sudeste de San Antonio, TX e o Dr. Frank Bryant Health Center também em San Antonio. A CommuniCare atende aproximadamente 45.000 pessoas por ano, das quais se estima que 5.000 necessitam de tratamento para diabéticos. O Projeto ECHO, em conjunto com a Universidade do Novo México, colabora com mais de 20 clínicas rurais no Novo México para fornecer serviços a áreas carentes no Novo México. Um folheto de recrutamento e formulários de consentimento serão fornecidos a cada local. A equipe da clínica recrutará o sujeito para o estudo durante as visitas agendadas. O sujeito receberá um folheto contendo informações sobre o estudo e o documento de consentimento informado. Os indivíduos interessados ​​em participar do estudo serão encaminhados a um fotógrafo no site para obter imagens da retina. Os indivíduos não receberão nenhum pagamento ou estipêndio pela participação neste estudo.

Não há requisitos de triagem para participantes neste estudo. Os indivíduos devem ser diagnosticados como pessoas com pré-diabetes ou diabetes por um profissional médico. Não há exigência ou solicitação de informações sobre terapia anterior ou concomitante. Não há critérios estabelecidos para os indivíduos saírem ou serem descontinuados do estudo uma vez que a triagem da retina é realizada. Os indivíduos não serão retirados do estudo uma vez que a triagem da retina tenha ocorrido. Uma vez que o sujeito conclua a triagem da retina, o período de participação do sujeito é concluído. Imagens tiradas de indivíduos não podem ser usadas no estudo devido à qualidade de imagem inadequada. O número de imagens consideradas inadequadas será rastreado e relatado na conclusão do estudo. A triagem de retina marca o início e o fim da participação do sujeito neste estudo.

Para cada olho, um mínimo de duas imagens do polo posterior serão coletadas. Uma imagem será centrada na fóvea e a segunda no disco óptico. Uma terceira imagem será coletada do segmento anterior (frente do olho). Os indivíduos não serão dilatados farmacologicamente. A imagem dependerá da dilatação natural devido à adaptação à escuridão na sala de imagem. Mais de duas imagens por olho serão coletadas apenas quando o imager (fotógrafo) identificar uma determinada imagem com qualidade insuficiente para leitura. Imagens de baixa qualidade são normalmente devidas a razões fisiológicas, como piscar ou pupilas pequenas e não serão usadas como parte deste estudo. O fotógrafo de retina tentará até 3 vezes adquirir imagens dos olhos de um sujeito para concluir o protocolo de imagem. O coordenador do estudo realizará auditorias semanais do procedimento de imagem para garantir e documentar a conformidade com o protocolo do estudo.

O Dispositivo Médico de Classe II que será usado para este estudo será uma câmera retiniana não midriática ou equivalente. A câmera retiniana destina-se a ser usada para tirar imagens digitais da retina do olho humano sem o uso de dilatação farmacológica. A câmera retinal possui os seguintes modos de fotografia: Cor RGB. Uma câmera digital é montada na câmera retiniana para realizar imagens retinianas.

Um sistema de comunicação e arquivamento de imagens (PACS) é usado para receber imagens DICOM, agendar informações e relatórios de texto, organizá-los e armazená-los em um formato interno e disponibilizar essas informações em uma rede por meio de interfaces de usuário seguras aprovadas pela HIPAA e pela FDA. O PACS é composto por um componente de captura, um componente de servidor central e um componente de visualização que é usado em hardware de computação de uso geral. As informações do assunto, informações do procedimento e dados de aquisição de imagem são capturados, enviados para um servidor ou, alternativamente, são aceitos diretamente de um dispositivo compatível com DICOM. Depois de receber objetos de imagem e dados associados, o servidor registra os dados e imagens recebidos com o arquivo, incluindo quaisquer associações com casos anteriores. Os casos são apresentados aos usuários com as permissões corretas de uma lista de trabalho controlada por um usuário gerenciador. Os dados da imagem são transmitidos e renderizados na estação de trabalho do usuário usando um navegador da web padrão. Depois que o servidor registra um relatório, o relatório fica disponível para o médico solicitante ou serviço de atendimento ao cliente eletronicamente ou por fax.

Imediatamente após a coleta das imagens e dados demográficos do sujeito, o fotógrafo carregará os dados como um caso para o PACS por meio de uma conexão VPN estabelecida entre a estação de trabalho de imagem e o PACS. Se a conexão VPN não puder ser estabelecida no momento da geração de imagens, o upload será feito posteriormente, por ex. fim do dia de clínica. Os dados permanecerão na estação de trabalho de imagem por até cinco dias para garantir o upload. O coordenador clínico realizará auditorias semanais da conclusão do upload. Uma vez no PACS, os casos são lidos pelos leitores usando um modelo de leitura integrado que gera um relatório com suas descobertas. O estudo não interromperá o padrão de atendimento aos participantes do estudo. Cada local seguirá seus próprios procedimentos e cuidados padrão. Os resultados serão relatados à clínica que encaminhou o sujeito para triagem. As clínicas serão responsáveis ​​pelos cuidados de acompanhamento, incluindo qualquer intervenção ou terapia necessária.

Desempenho do RiskAnalyzer: O desempenho do RiskAnalyzer será calculado aplicando-se os valores minimamente aceitáveis ​​de sensibilidade (Seo) e especificidade (Spo) previamente especificados. Para fins deste estudo, os valores de hipóteses nulas especificados são Seo=0,85 e Spo=0,70. Esses valores são baseados em dados obtidos em exames oftalmológicos. A eficácia de leitores treinados usando fotografia da retina demonstrou fornecer o teste de triagem e monitoramento mais sensível para retinopatia com risco de visão, com sensibilidades > 80%. Abramoff, e outros. discuta os limites de sensibilidade que podem ser alcançados por qualquer sistema dada a falibilidade da verdade baseada em múltiplos leitores humanos. Ele sugere que 0,85 é o limite de sensibilidade que se pode atingir. A especificidade é baseada na eficiência que buscamos para viabilizar comercialmente essa implementação. Desenhamos nosso estudo para atingir poder estatístico de 0,90 e nível de significância de 0,99. Se os limites de confiança forem baseados na teoria da distribuição normal assintótica, então os tamanhos das amostras podem ser baseados nas fórmulas de variância assintótica, conforme fornecidas por Pepe.

Objetivo Um: O objetivo um é testar completamente a logística do fluxo de dados do estudo e as interfaces de transferência de informações. O teste será feito inteiramente em um local de recrutamento, inscrição e imagem. A duração do tempo para completar este objetivo é de três meses.

Materiais e Projeto de Pesquisa para o Objetivo Um: Os participantes serão recrutados em um único local. Todas as imagens serão encaminhadas para dois leitores para correção. Se os dois leitores atribuirem notas equivalentes à imagem, um relatório gerado será entregue à clínica para distribuir ao médico solicitante. Para os casos em que os leitores atribuem notas diferentes para a mesma imagem, a imagem será encaminhada para um despachante para resolução. O adjudicador terá acesso aos relatórios gerados por cada leitor, mas não aos níveis de risco do RiskAnalyzer. Um relatório do adjudicador será gerado e relatado à clínica que será responsável por distribuir o relatório ao Sujeito e por qualquer acompanhamento adicional. As imagens também serão desidentificadas e encaminhadas para o RiskAnalyzer. O RiskAnalyzer realizará sua análise da imagem e gerará uma estratificação de risco de "Baixo risco" ou "Alto risco" para retinopatia diabética. Um relatório contendo os níveis de risco atribuídos pelo RiskAnalyzer não será distribuído ao médico, clínica ou adjudicador de referência, mas usado apenas para análise estatística em apoio aos parâmetros do estudo.

Resultados para o Objetivo Um: Os resultados dos dados demonstrarão a capacidade de recrutar e inscrever o sujeito no estudo em um único local, realizar imagens da retina, carregar as imagens em um PACS, ter as mesmas imagens classificadas por dois leitores diferentes, quando necessário roteadas e classificadas por um juiz e a capacidade de gerar um relatório final. O processo de leitura seguido pelos leitores é baseado na Escala Clínica Internacional de Gravidade da Doença da Retinopatia Diabética. Além disso, os dados demonstrarão que as imagens foram roteadas com sucesso para o RiskAnalyzer para processamento.

Objetivo dois: O objetivo dois é avaliar a eficácia do RiskAnalyzer para identificar o risco de retinopatia diabética em comparação com o padrão-ouro. A duração do tempo para completar este objetivo é de nove meses.

Métodos e Projeto de Pesquisa para o Objetivo Dois: Os indivíduos são recrutados em vários locais do CommuniCare e do Projeto ECHO. Todas as imagens são avaliadas por dois leitores e um juiz, caso a nota do primeiro e do segundo leitor não esteja de acordo. O processo de leitura seguido pelos leitores é baseado na Escala Clínica Internacional de Gravidade da Doença da Retinopatia Diabética. Um relatório de consenso gerado pelos leitores ou pelo adjudicador, indicando a presença e a gravidade da retinopatia diabética, será entregue ao Sujeito por meio de seu médico de referência e encaminhado a um especialista, se necessário, pelo médico de referência. As mesmas imagens classificadas pelos leitores também serão encaminhadas para o RiskAnalyzer para processamento que gerará um nível de risco de "Baixo risco" ou "Alto risco" para retinopatia diabética. À medida que as imagens são encaminhadas para o RiskAnalyzer, as imagens serão desidentificadas e sequestradas até serem avaliadas pelo RiskAnalyzer. Os níveis de risco obtidos pelo uso do RiskAnalyzer não serão fornecidos ao Sujeito em hipótese alguma. O médico solicitante também é mascarado dos níveis de risco atribuídos pelo RiskAnalyzer. Os médicos solicitantes não estão localizados na VisionQuest Biomedical e, portanto, não terão acesso aos computadores ou à área de armazenamento de dados.

Resultados para o Objetivo Dois: A análise estatística indicará o nível de precisão do RiskAnalyzer em comparação com o padrão-ouro. A análise estatística usará sensibilidade, especificidade, AUC e um nível de concordância usando os coeficientes kappa de Cohen.

Objetivo três: O objetivo três abordará o objetivo principal do estudo, que é demonstrar que a precisão do leitor na classificação de imagens é aprimorada quando os níveis de risco do algoritmo são disponibilizados ao leitor durante a execução da classificação das imagens. A duração do tempo para completar este objetivo é de 12 meses.

Métodos e Desenho de Pesquisa para o Objetivo Três: O RiskAnalyzer será usado como um primeiro leitor. Continuará a haver dois leitores humanos e um juiz. A verdade fundamental será estabelecida pelo acordo do leitor um com o leitor dois ou por um juiz. Todas as imagens serão encaminhadas para o RiskAnalyzer, que gerará um nível de risco de "Baixo risco" ou "Alto risco" para retinopatia diabética. Os casos serão divididos em dois conjuntos e encaminhados para ambos os leitores. Um conjunto de imagens será roteado para ambos os leitores com os níveis de risco atribuídos ao algoritmo, enquanto o outro conjunto de imagens será roteado para ambos os leitores sem o nível de risco atribuído ao algoritmo. Um número equivalente de casos de 'baixo risco' e 'alto risco' será selecionado para cada conjunto de imagens. O Ground Truth é estabelecido pelos dois leitores que atribuem a mesma nota à mesma imagem. Quando diferentes notas são atribuídas à mesma imagem por dois leitores diferentes, os casos serão encaminhados a um juiz para classificação e relatório. O julgamento se tornará verdade absoluta. Os casos que serão julgados serão apenas aqueles que estiverem em diferentes categorias de estágios de risco. O julgamento será baseado na significância clínica da discordância entre os leitores da seguinte forma: os casos nas escalas de gravidade 0 e 1 serão classificados como casos de "baixo risco", enquanto os casos nas escalas de gravidade 2 e acima serão classificados como "alto risco "casos. Os casos que precisam de julgamento serão aqueles que diferem em risco e aqueles dentro da Categoria de Alto Risco que diferem entre as escalas 2 e 3 (leve e grave) e 2 e 4 (Retinopatia Diabética - PDR leve e proliferativa).

Resultados para o Objetivo Três: Os resultados do objetivo três estabelecerão que o RiskAnalyzer melhora a precisão e a consistência da leitura entre os leitores e diminui o viés entre os leitores humanos. A análise estatística do nível de concordância será realizada sobre o risco atribuído às imagens pelos leitores ao ter e não ter os níveis de risco atribuídos pelo algoritmo usando os coeficientes kappa de Cohen.

Resultados esperados: A triagem da retina por telemedicina em conjunto com os níveis de risco do RiskAnalyzer melhora a precisão dos leitores ao classificar as imagens. A utilização dos níveis de risco atribuídos pelo RiskAnalyzer no auxílio aos leitores diminuirá o tempo que os leitores dedicam à classificação de cada caso. Este pode ser um modelo para apoiar o aumento do acesso ao rastreio da retina, apoiar o cumprimento das recomendações do rastreio da retina e facilitar uma utilização mais eficiente do especialista em retina para avaliar e tratar doenças, conduzindo a um método de tratamento mais económico.