Triagem de smartphones para doenças oculares

Milhões de americanos correm o risco de doenças que ameaçam a visão e não conseguem acessar os serviços oftalmológicos ou não sabem que a triagem oftalmológica pode reduzir o risco de perda de visão. Além disso, há uma escassez nacional de oftalmologistas. Os prestadores de cuidados primários carecem de recursos para rastrear com eficácia as condições que ameaçam a visão. Das três principais causas de perda permanente da visão e cegueira em adultos nos Estados Unidos (a saber, retinopatia diabética, glaucoma e degeneração macular relacionada à idade), todas as três doenças afetam amplamente estruturas no que é referido como a "parte posterior da o olho." Isso abrange a retina e o nervo óptico, bem como a vasculatura que os acompanha. A parte posterior do olho requer instrumentação avançada, treinamento e avanços tecnológicos para visualizar a patologia e otimizar o exame na parte posterior do olho e, consequentemente, rastrear doenças oculares que ameaçam a visão de uma maneira que não era viável anteriormente. No entanto, isso ainda é amplamente restrito a configurações específicas de cuidados com a visão que têm treinamento e recursos disponíveis para investir nesses instrumentos tecnologicamente avançados. Assim, permanece uma necessidade crítica de desenvolver métodos e ferramentas seguros, eficazes, prontamente disponíveis e eficientes para otimizar o exame e a triagem de doenças que ameaçam a visão. Além disso, essas ferramentas devem ser aplicáveis ​​em uma variedade de configurações de atendimento oftalmológico, incluindo contextos clínicos de internação e ambulatório, a fim de otimizar o atendimento oftalmológico. Na ausência de tais ferramentas, os pacientes continuarão a ter acesso limitado aos cuidados oftalmológicos e permanecerão em risco de doenças oculares que ameaçam a visão que, de outra forma, poderiam ser evitadas e tratadas adequadamente.

O diabetes mellitus é uma das principais causas de morte e incapacidade em todo o mundo. A Organização Mundial da Saúde estima que mais de 346 milhões de pessoas no mundo tenham DM e estima-se que 552 milhões de pessoas possam ser afetadas até 2030. A retinopatia diabética é a complicação microvascular mais comum do diabetes, afetando quase todos os pacientes com história de diabetes há 15 anos ou mais. Entre os adultos americanos com 40 anos ou mais, estima-se que 28,5% a 40,3% dos diabéticos tenham retinopatia diabética e 4,4% a 8,2% têm retinopatia com risco de visão, com estimativas mais altas entre indivíduos negros não hispânicos. Estudos epidemiológicos do National Eye Institute revelam que o diabetes é a principal causa de perda de visão em adultos em idade produtiva nos EUA, e as diretrizes recomendam que os pacientes com diabetes sejam submetidos, no mínimo, a um exame anual dilatado da parte posterior do olho. Isso é particularmente importante para detectar e tratar doenças oculares associadas ao diabetes, pois os pacientes geralmente são assintomáticos até um estágio avançado, momento em que a recuperação da visão pode ser limitada. Apesar da ausência de sintomas visuais naqueles pacientes sem ou com complicações oculares diabéticas precoces, condições como a retinopatia diabética têm um estágio latente reconhecível, que é prontamente diagnosticado e classificado por imagem da retina (fotografia do fundo). Dada a sua prevalência e progressão clinicamente silenciosa (mas aparente ao exame), a retinopatia diabética é uma doença de triagem ideal. Além disso, o resultado visual favorece a detecção e o tratamento precoces. Existem tratamentos efetivos e universalmente aceitos para a retinopatia diabética, que incluem fotocoagulação a laser para retinopatia proliferativa, injeções intravítreas e fotocoagulação focal para edema macular diabético e melhor controle da glicose e da pressão arterial. Apesar das diretrizes para triagem anual e dos benefícios da detecção precoce no que se refere aos resultados da visão e ao controle geral da doença diabética, há uma lacuna substancial no atendimento em relação à triagem anual de retina para diabéticos. Estima-se que quase metade dos adultos com DM nos EUA não façam os exames recomendados. A triagem pode ser ainda mais esporádica em áreas do mundo com escassez de oftalmologistas.

Este estudo procura determinar se uma câmera de smartphone e um dispositivo acoplável com ótica e iluminação específica para imagens da parte posterior do olho é uma ferramenta de triagem eficaz que pode ser usada para otimizar o exame oftalmológico posterior e melhorar o acesso, facilidade de diagnóstico , e intervenção precoce em doenças oculares.

O glaucoma é outra doença que afeta a parte posterior do olho, especificamente o nervo óptico, e é a segunda causa de cegueira no mundo. Em particular, o glaucoma de ângulo aberto é uma doença crônica e insidiosa com perda progressiva da visão periférica para central. Quando diagnosticada e tratada precocemente, no entanto, a perda permanente da visão, que se manifesta em fases posteriores da doença, pode ser evitada. O diagnóstico de glaucoma geralmente depende de alterações estruturais no nervo óptico e déficits funcionais do campo visual. Diagnosticar e rastrear o glaucoma em ambientes com poucos recursos pode ser um desafio. Por exemplo, um estudo da perimetria da técnica de duplicação de frequência (FDT) na Índia rural encontrou sensibilidade muito baixa para esse teste (7%), enquanto estudos em ambientes industrializados encontraram sensibilidade muito maior (59%). Além disso, muitas modalidades de testes estruturais, como a OCT da camada de fibras nervosas da retina e a fotografia estereoscópica do nervo óptico, requerem equipamentos especializados e análises especializadas para serem efetivamente usadas no diagnóstico.

A degeneração macular relacionada à idade (AMD) é a principal causa de cegueira irreversível no mundo desenvolvido. Em todo o mundo, 14 milhões de pessoas são cegas devido à DMRI úmida. Até 2020, estima-se que 196 milhões de pessoas sofrerão de DMRI em todo o mundo. A população dos EUA com DMRI dobrará até 2050. A DMRI seca é responsável por 90% dos pacientes com DMRI, mas a DMRI úmida causa a maioria das deficiências visuais. A DMRI seca é caracterizada por drusas de vários tamanhos e características e alterações pigmentares com um sistema de classificação. A fotografia do fundo de olho é um método estabelecido para realizar essa caracterização. Pacientes com DMRI seca correm risco de progressão para DMRI úmida, que ocorre a uma taxa de 13% em 5 anos. Quando a DMRI seca progride para DMRI úmida, ocorrem alterações na aparência do fundo de olho, incluindo a presença de fluido retiniano e sangramento. A DMRI úmida requer tratamento imediato para prevenir a perda da visão. A acuidade visual no início da terapia anti-VEGF é o melhor preditor para a acuidade visual final 2 anos após a terapia. O tratamento da DMRI úmida com terapia anti-VEGF resulta em melhora ou estabilização da visão em mais de 90% dos pacientes com DMRI úmida. Atualmente, os pacientes com DMRI seca são avaliados anualmente quanto à possível progressão e, em seguida, são instruídos a monitorar sua visão diariamente em casa e aproximadamente metade dos casos de DMRI úmida ocorre por sintomas do paciente e metade por acompanhamento médico assintomático. Vários sistemas de monitoramento doméstico foram desenvolvidos, incluindo a grade Amsler e o monitoramento Foresee Home usando hiperacuidade Vernier. A fotografia do fundo de olho é outro método de monitoramento devido às alterações visualmente aparentes que podem ocorrer, e a utilização de um sistema de fotografia de fundo de olho baseado em smartphone de baixo custo aumentaria muito o acesso.

Além disso, dentro das populações pediátricas, há uma necessidade igualmente crítica de desenvolver métodos eficazes, eficientes e adequados para crianças para avaliar doenças oculares pediátricas (particularmente intraoculares/oculares posteriores). Os pacientes pediátricos podem representar um exame desafiador, em que a anestesia geral às vezes é necessária se a criança não tolerar um exame oftalmológico completo. A instrumentação refinada e os avanços tecnológicos que são mais confortáveis ​​para o paciente pediátrico podem possibilitar a exploração de novas ferramentas fotográficas não invasivas para otimizar o atendimento oftalmológico nessa população especial de pacientes dentro de uma gama mais ampla de ambientes de atendimento estabelecidos e minimizar a necessidade de exames sob anestesia ou sofrimento ao paciente. Por exemplo, leucocoria (ou um reflexo vermelho-esbranquiçado) pode ser uma referência importante para garantir que um paciente não tenha um câncer ocular chamado retinoblastoma. Dada a dificuldade em examinar alguns pacientes, os profissionais às vezes precisam levá-los à sala de cirurgia para exames sob anestesia, o que apresenta riscos de anestesia e alto custo.

É importante ressaltar que a retinopatia da prematuridade (ROP) ocorre quando vasos sanguíneos anormais crescem sobre a retina e causam cegueira em bebês prematuros. A ROP acontece com mais frequência porque mais bebês estão sobrevivendo em idades mais jovens devido aos avanços nos cuidados neonatais. A triagem para ROP é um desafio porque muitos hospitais não têm oftalmologistas infantis na equipe ou nas proximidades. Este é um problema de saúde pública muito maior nos países em desenvolvimento, onde o atendimento neonatal melhorou, mas falta experiência oftalmológica em doenças oculares pediátricas. O programa de telemedicina ROP permite que os médicos enviem imagens para serem interpretadas em centros médicos maiores, como o U-M Kellogg Eye Center. Bebês nascidos antes de 31 semanas e com peso inferior a 1.500 gramas passam por exames repetidos para monitorar ROP. Fotografias dos olhos dos bebês são tiradas usando uma câmera retiniana pediátrica. A equipe da Kellogg avalia rotineiramente imagens em conjunto ou remotamente para tomar decisões de acompanhamento e tratamento.

Como os exemplos acima indicam, há necessidade de uma modalidade de diagnóstico barata, confiável e fácil de usar para triagem de doenças oculares posteriores, particularmente em comunidades com poucos recursos e internacionalmente, a fim de prevenir a cegueira. Aumentar a acessibilidade e a portabilidade do exame oftalmológico é uma grande promessa para melhorar o alcance dos cuidados oftalmológicos, tanto na comunidade remota quanto em ambientes de internação. A oftalmologia é adequada exclusivamente para triagem e avaliação remotas, dada a transparência óptica do olho e a importância do exame ocular no diagnóstico de doenças oculares. Este estudo avalia uma câmera baseada em smartphone capaz de capturar imagens de campo amplo e alta qualidade da retina.

Este é um estudo de diagnóstico transversal em vários locais sendo conduzido em vários locais. Em cada local, os pacientes serão abordados nas configurações de clínica, internação e sala de cirurgia. As fotografias serão tiradas com nossa câmera baseada em smartphone junto com o padrão de atendimento, incluindo a fotografia de fundo de mesa tradicional. A viabilidade e a precisão de uma câmera baseada em smartphone para diagnosticar doenças oculares serão testadas.

Vários especialistas em oftalmologia avaliarão as fotografias de fundo do smartphone, as fotografias tradicionais da retina e o exame oftalmológico documentado para a doença ocular em questão (como retinopatia diabética, degeneração macular relacionada à idade, glaucoma, retinopatia da prematuridade, etc.). Será avaliada a concordância entre os avaliadores para o diagnóstico de doença ocular. A sensibilidade e a especificidade dos diagnósticos de retinopatia diabética ou glaucoma com o smartphone também serão avaliadas, usando a imagem tradicional da retina como padrão de referência e em uma análise separada usando o exame do oftalmologista como padrão de referência. Seguem os objetivos do projeto:

Objetivo 1: avaliar a sensibilidade e especificidade do diagnóstico de doença ocular posterior (por exemplo, retinopatia diabética, glaucoma, degeneração macular) com uma câmera de smartphone em relação a (A) exame oftalmológico em ambulatório e internação e (B) fotografia tradicional do fundo de olho quando viável.

Objetivo 2: avaliar a viabilidade de nossa câmera baseada em smartphone como uma abordagem pediátrica amigável para imagens de doenças oculares posteriores (retina e cabeça do nervo óptico) em ambientes ambulatoriais, hospitalares e de cuidados cirúrgicos, e avaliar a sensibilidade e especificidade de diagnóstico na triagem de condições pediátricas importantes (por exemplo, leucocoria e retinopatia da prematuridade).

Objetivo 3: avaliar a concordância entre os graduadores mascarados no diagnóstico de diferentes doenças envolvendo a parte posterior do olho, conforme fotografado pela câmera do nosso smartphone.