Hvordan fungerer RetinaLyze glaukom-algoritmen?

v1.0.1

Hæmoglobin er det jernholdige protein, der bærer ilten i blodbanen. RetinaLyze glaukom måler den relative hæmoglobinmængde i den optiske disk, i forhold til de primære retinale blodkar.

Jo større tykkelse på vævet eller jo større koncentration af hæmoglobin er, jo mere intens bliver farven og jo tyndere væv eller jo mindre blodmængde, des hvidere ser det ud. Derfor kan koncentrationen af hæmoglobin i den optiske disk bruges som en indikation på tilstedeværelsen af glaukom.

Heatmap

Nedenfor er et billede, der viser forskellen i hæmoglobin (i forhold til karrene) mellem en normal optisk disk og glaukomoptik. 100 % på skalaen henviser til hæmoglobinniveauet i nethindens centrale kar. Varmere farver repræsenterer høje tætheder af hæmoglobin, og køligere farver repræsenterer områder med lavere perfusion eller tyndt væv.

image-20240226-164422.png
Normal (venstre) og Glaukomatøs (højre) synsnerve

RetinaLyze Glaucoma vurderer niveauet af hæmoglobin i ONH (arterier, vener, rand og skål) ved at vurdere farverne i fundusbilledet. Karrene bruges som reference til kalibrering.

Til sidst beregnes en Globin Diskriminant Funktion (GDF) for at vurdere, om der er sket skade på ONH, hvilket indikerer tilstedeværelsen af glaukom.

Se artiklen nedenfor for en mere dybdegående forklaring af den måde, RetinaLyze Glaucoma-algoritmen fungerer på:

Læs mere om, hvordan RetinaLyze glaukom-algoritmen fungerer

Avanceret information om glaukom

Avanceret information om glaukom er et valgfrit modul, som kan aktiveres på hver konto.

image-20240226-203314.png

Globin Diskriminant funktion (GDF)

Det mest validerede indeks er GDF. Værdien 0 er justeret til en omtrentlig specificitet på 95%. Mere positive værdier indikerer normal perfusion, og negative værdier indikerer dårligere eller mindre hyppig perfusion.

Dette funktion/værdi er særligt nyttigt i glaukom-screening, hvor 1% og 2% percentilerne for normale individer er -15 og -10, henholdsvis.

Vertikal Cup/Disk Ratio & Cup/Disk Areal Ratio

Disse forhold udledes af at analysere synsnervens kops størrelse, form og position gennem fordelingen af hæmoglobin i øjets billede. Ved at sammenligne disse forhold med dem fra en generel befolkning, kan vi identificere atypiske strukturer, hvilket assisterer i diagnosen af glaukom. 1% og 2% percentil benchmarks er angivet for kontekst.

Glaukom påvirker sædvanligvis de øvre og nedre poler af nerven, hvilket generelt fører til vertikal cup vækst.1

Avancerede Lag

Cup og disk segmentering

Viser det originale retinafoto med automatisk segmentering af den optiske disk, omtrent ved grænsen af Elschnigs sklerale ring. Det viser også en estimering af positionen af cuppen, baseret på hæmoglobin-distributionen.

Hæmoglobin pseudofarvekort/heatmap

Viser kar segmentering, hvis farve repræsenterer 100% hæmoglobin, og den procentvise estimering af hæmoglobin i diskvævet.

Sektorareal ifølge Hb

Viser, i procent, arealet af cuppen og af hver sektor af den optiske disk i forhold til det samlede areal af disken (100%). En kromatisk kode viser patientens område i forhold til de sædvanlige percentiler i den normale befolkning. Sektionerne af kanten svarer til følgende vinkelpositioner.

Globin Individual Pointer (GIP)

GIP er et valgfrit modul, som kan aktiveres på hver konto. Det er primært rettet mod øjenlæger.

GIP (Glaucoma Index of Progression) er et analytisk værktøj designet til at måle ændringer i glaukomstatus med bemærkelsesværdig stabilitet, om end med en anelse mindre præcision end GDF (Globin Diskriminant funktion) i fastlæggelsen af den præcise grænse for normalitet. Denne forskel opstår primært på grund af den reducerede indflydelse af deep learning algoritmer i GIP's beregning, hvilket gør GIP særligt nyttigt til at spore progression eller regression af en tilstand over tid. Det er vigtigt at huske, at "normalitet" er statistisk defineret, og en patients tilstand kan forværres, selvom deres målinger forbliver inden for normale rækker.

Som eksempel, kan man betragte højde som en analogi: En højde på 1,70 meter kan være inden for det normale område, men hvis individet var 1,80 meter højt et år tidligere, antyder denne ændring et underliggende problem, på trods af at den nuværende højde stadig er "normal".

Farvemætning

Dette refererer til intensiteten af farve og lys i billedet. Systemet kan behandle billeder med varierende grader af mætning og levere resultater, men vi anbefaler at bruge lavere blitzniveauer for optimal billedkvalitet. Denne justering sikrer, at diagnostiske værktøjer kan analysere billederne mere effektivt.

Billedekvalitet

Systemet evaluerer kvaliteten af hvert billede før analyse. Billeder af dårlig kvalitet, især dem hvor den optiske disk er delvist eller helt skjult, udelukkes fra analyse for at opretholde nøjagtighed i undersøgelsen. Hvis billedet er af tilstrækkelig kvalitet, informerer systemet brugeren om sin evaluative dom, hvilket sikrer, at kun pålidelige data anvendes til vurdering.

Diskområde

Analysen af det optiske diskområde udføres ved at sammenligne testresultaterne med en database af tests udført med samme type kamera. Denne sammenligning udtrykkes i mm2, hvilket giver et benchmark for at evaluere den optiske disks størrelse i forhold til en normativ database. Dette mål er værdifuldt for at identificere afvigelser fra typiske diskstørrelser, hvilket kan indikere glaukom eller andre problemer med synsnerven.

Diskstørrelse spiller en rolle i evalueringen af disse forhold. Især meget store synsnervhoveder har en tendens til at have store cups, ofte svære at differentiere fra glaukomatøse cups. Cirka 5-6% af nerverne er større end 2,5mm2. Resultaterne bør fortolkes med forsigtighed i disse tilfælde.

RetinaLyze Glaukom - Perimetri/synsfelt kombineret analyse

Kombinering af GDF med Perimetriske Indekser Globin Diskriminationsfunktion (GDF) kan forbedres ved at inkorporere perimetriske data, hvilket tilbyder et mere omfattende syn på patientens øjenhelbred. For at integrere disse data, vælg muligheden "Tilføj VF indekser". Dette muliggør en multifacetteret analyse ved at kombinere GDF med visuelle felt (VF) indekser.

Forståelse af Mean Defect (MD) og Dets Anvendelse Mean Defect (MD) er en kritisk parameter, der bruges til at justere for den bi-lineære respons observeret i PSD-sLV (Pattern Standard Deviation-standardiseret Loss Variance) beregninger. Når man fortolker resultater fra Octopus perimetre, er det vigtigt at invertere MD-værdierne, da deres skala er modsat sammenlignet med andre perimetertyper. I bund og grund hjælper MD med at linearisere dataene for konsistent analyse på tværs af forskellige testenheder.

Introduktion af TCV-indekset til Perimetriske Analyser Som en forbedring til PSD-sLV, tilbyder Thresholds Coefficient of Variation (TCV) en alternativ metode fokuseret på perimetrisk harmoni. TCV vurderer variabilitet ved at bruge data fra 18 specifikke punkter i det visuelle felt. For at anvende TCV, kræves manuel indtastning af disse 18 tærskelværdier, som angivet på et medfølgende billede. Dette indeks tillader en målrettet undersøgelse af konsistensen i det visuelle felt, hvilket hjælper med at opdage og overvåge progression af glaukom.

Denne diagnostiske tilgang er specifikt testet med to typer udstyr og metoder til test af visuelt felt:

  • Octopus Perimetre med Tendency Oriented Perimetry (TOP) Strategi: Dette er en hurtig metode til test af visuelt felt, der udnytter tendenser eller relationer mellem sensitiviteterne af punkterne i det visuelle felt, betinget af axonbanerne fra gangliecellerne, for at foretage en hurtig vurdering af det individuelle visuelle felt (ikke dets progression).

  • Oculus Perimetre med Spark Strategi: En anden hurtig testmetode, der bruger en distinkt tilgang til at analysere det visuelle felt, egnet til at opdage tidlige ændringer.

Integration af Humphrey Visuelt Felts Data Data fra Humphrey perimetre, som bruger SITA (Swedish Interactive Threshold Algorithm) strategien, kan også integreres i denne metode. Selvom SITA og TOP er forskellige, tilpasser vores proces Humphreys data for at gøre dem kompatible med TOP-baserede analyser. Dette tillader en bredere anvendelse af metoden på tværs af forskellige typer af perimetridata.

Brugerevaluering af RetinaLyze Glaukom Integration Effektiviteten af at kombinere denne metode med RetinaLyze Glaukom, en software til analyse af retina billeder for tegn på glaukom, bør vurderes af klinikere selv. Dette opfordrer brugere til kritisk at evaluere, hvordan integrationen af visuelt felts data med retinal billeddannelse kan forbedre detektion og overvågning af glaukom i deres praksis.

Tidslinje

Samtidig Evaluering af Bilaterale Øjenændringer Denne funktion gør det muligt at sammenligne ændringer i det visuelle udseende af begge øjne over tid ved at analysere og vise resultaterne side om side. Den fokuserer på at undersøge GIP (Glaucoma Index of Progression) indekserne sammen med de lineært estimerede områder af den optiske cup og kantsektorer. Dette tillader en omfattende oversigt over progressionen eller regressionen af tilstande, der påvirker synsnerven og dens omkringliggende strukturer.

Aldersuafhængighed i Analyse Tidligere forskning har indikeret, at disse ændringer ikke er væsentligt påvirket af patientens alder. Følgelig benytter analysen lineær regression baseret på datoen for det første tilgængelige billede af patienten. Denne tilgang sikrer, at evalueringen er tidsmæssig, med fokus på ændringer over tid snarere end aldersrelaterede forskelle.

Fortolkning af Regressionsanalysen Resultaterne inkluderer formlen for GIP-regressionslinjen, som beregner ændringsraten over tid, og dens statistiske signifikans, angivet ved P-værdien. P-værdien hjælper med at bestemme, om de observerede ændringer er statistisk meningsfulde. Det er vigtigt at bemærke, at pålideligheden af disse resultater påvirkes af både omfanget af ændring observeret i patientens tilstand og antallet af analyserede undersøgelser. Mens et minimum af tre undersøgelser er nødvendigt for at udføre denne analyse, giver et højere antal eksamener generelt en mere robust basis for statistisk signifikans.

XY-plot visualiserer regressionslinjen, der illustrerer progression eller regression af GIP (Glaucoma Index of Progression) værdier over tid for en patient. Plottet anvender et farvekodningssystem til at indikere, hvordan patientens GIP-værdier sammenlignes med dem i en normal referencepopulation:

  • Grøn: Indikerer GIP-værdier større end det 5. percentil, hvilket antyder, at patientens målinger er inden for normale grænser for størstedelen af befolkningen.

  • Gul: Repræsenterer GIP-værdier, der falder mellem det 5. og 1. percentil, hvilket indikerer en grænseværdi eller marginal tilstand, der kræver tættere observation.

  • Rød: Betyder GIP-værdier under det 1. percentil, hvilket fremhæver en væsentlig afvigelse fra normale værdier og antyder en højere risiko eller tilstedeværelse af sygdom.

Dette farvekodningssystem hjælper med hurtigt at identificere patientens stilling i forhold til typiske GIP-værdier og bistår i bestemmelsen af hastigheden og typen af intervention, der er nødvendig.

De viste midterbilleder giver et visuelt resumé af, hvordan områderne af den optiske cup og kantsektorer har ændret sig ved hvert evalueret tidspunkt. Disse billeder er designet til at tilbyde et hurtigt overblik over progressionen eller regressionen af disse kritiske områder, som er vitale for vurderingen af glaukom og andre sundhedsproblemer i synsnerven.

Billederne placeret i den nederste del af skærmen er designet til at give en visuel repræsentation af ændringerne i områderne af den optiske cup og kanten over tid. Disse ændringer er afgørende for overvågningen af tilstande som glaukom, hvor ændringer i disse strukturer kan indikere sygdomsprogression.

Hvert billede anvender et farvekodningssystem til at fremhæve den statistiske signifikans af de observerede ændringer, som bestemt af regressionsanalysen for både cup- og kantområderne. Denne kromatiske kode gør det hurtigt at identificere, hvor signifikante disse ændringer er, i henhold til standardiserede statistiske målinger. I bund og grund hjælper farverne i disse visualiseringer med at vurdere, om ændringerne over tid sandsynligvis skyldes naturlige variationer, eller om de indikerer en mere signifikant tendens, der kan kræve klinisk opmærksomhed.

Kilder

  1. ‘10 | Glaucoma 2022–2023 BCSC Basic and Clinical Science Course’ - Page 64, 116 and 120 by American Academy of Ophthalmology (Last major revision 2020–2021)

Need help? Get in touch with us via: https://www.retinalyze.com/contact