Effizienz einer Routine-Untersuchung des Augenhintergrundes von Patienten mit definierten internistischen Erkrankungen mittels einer Ultraweitwinkelkamera (Optos) im Vergleich zur konventionellen Spaltlampenbiomikroskopie in Mydriasis

Abstract

In dieser Studie wurden Patienten aus dem Universitätsklinikum Gießen mit unterschiedlichen internistischen Grunderkrankungen ausgewählt, um herauszufinden, ob digitale Fundusfotografie durch trainiertes medizinisches Hilfspersonal als Screeningmethode geeignet ist, die konventionelle konsiliarische Augenhintergrunduntersuchung durch den Augenarzt zu ersetzen. Daneben sollte die Prävalenz bis dato nicht diagnostizierter okulärer Beteiligung an internistischen Patienten eines Universitätsklinikums untersucht werden. In einer doppelt verblindeten prospektiven Untersuchung wurden insgesamt 502 Patienten einerseits von Augenärzten durch eine konventionelle Spaltlampenbiomikroskopie in Mydriasis untersucht und andererseits digitale Fundusaufnahmen in Miosis dieser Patienten mittels der Optos Ultraweitwinkel Kamera angefertigt, die von zwei weiteren Augenärzten unabhängig voneinander befundet wurden. Zur weiteren Validierung der Ergebnisse wurden die Bilder dann zusätzlich in zwei Reading-Zentren (Moorfields Eye Hospital London und Universitätsaugenklinik Bonn) nach dem gleichen Grading Schema ausgewertet. Die Ergebnisse zeigten deutliche Diskrepanzen zwischen den Ergebnissen der Auswertungen der Optos-Bilddaten untereinander und im Vergleich zu der konventionellen Spaltlampenbiomikroskopie in Mydriasis mit schwacher bis leichter Übereinstimmung in der Befundung. Ausgewertet wurden: Detektion von Linsenpathologien, Gefäßpathologien, Pathologien der Papille und Makula, sowie Tumorerkennung. Die Untersucher der konventionellen Spaltlampenbiomikroskopie in Mydriasis stimmten bei der Identifizierung dieser Pathologien zwar insgesamt häufiger überein, jedoch zeigten sich auch zwischen diesen klinisch erfahrenen Untersuchern nur leichte bis gute Übereinstimmungen. Weitere Auswertungen der Optos Bildaufnahmen durch die Reading Center London und Bonn zeigten weiterhin deutliche Diskrepanzen zwischen allen Untersuchern. Durch eine erneute retrospektive Subanalyse des Befundes Netzhautblutungen zeigte sich, dass nur sehr wenige schwerwiegende Befunde vorlagen, bei denen dann aber die Übereinstimmung aller Untersucher sehr hoch war. Für einfache Veränderungen ist das Grading Protokoll ohne Möglichkeit der Wertung des Schweregrades der Veränderungen problematisch, da es dann wie auch in anderen Studien zu einer nur geringen Übereinstimmung zwischen den Befundern kommt. Die Entwicklung von Algorithmen zur automatisierten Bildauswertung und Diagnosestellung im Sinn von Künstlicher Intelligenz eröffnet für die Zukunft neue Perspektiven, auch für die Verwendung der digitalen Weitwinkelfotographie des Augenhintergrundes für groß angelegte Screening-Untersuchungen mit einem relativ kleinen Anteil an schwerwiegenden Veränderungen und einem hohen Anteil an sehr diskreten Befunden als Hinweis auf eine beginnende ernsthafte Erkrankung. In this study patients with different medical diseases were recruited from the University Hospital Gießen to evaluate whether digital fundus imaging through trained non-medical staff is with subsequent image reading by certified ophthalmologists a valid method to replace more time consuming conventional biomicroscopy in mydriasis by a certified ophthalmologist. In addition, we wanted to evaluate the prevalence of fundus changes in patients with pulmonary, endocrinological and cardiovascular diseases to detect early ocular manifestation. In a double-blind prospective study, 502 patients were examined by ophthalmologic specialists with conventional biomicroscopy in mydriasis and digital fundus photography in myosis was used with the special ultra-widefield retinal imaging device (UWI, OPTOS 200 Tx, Scotland). Images were evaluated by two further consultants independently. Follow up assessment of the results was performed by graders of the Moorfields Eye Hospital Reading Center London and the University of Bonn GRADE Reading Center. Results showed strong discrepancies in the image assessment between the Optos graders and also between Optos graders and ophthalmologists using conventional biomicroscopy in mydriasis with fair to poor inter-examiner agreement. Detected were lens-, vessel-, papilla- and macular pathologies and as well recognition of tumor. Overall the examiners of conventional biomicroscopy in mydriasis reached a higher agreement for these pathologic findings but there was also only fair to moderate agreement between these experienced examiners. Further evaluation of the Optos images by the Moorfields Reading Center London and the Grade Reading Center Bonn showed in addition significant discrepancies between all graders. Additional retrospective sub-analysis of the Optos images for retinal bleedings showed a low number of distinctive findings but inter-examiner agreement for this pathology by all graders was high. For ordinary ocular changes, the use of the grading scheme in this study without the possibility to assess the severity of the findings might be problematic as low inter-examiner agreement occurs. This could also be seen in further investigations. The development of algorithms for automated image assessment and diagnostic findings in the context of artificial intelligence will provide future perspectives as well in the use of ultra-widefield imaging for large screening examinations with a low number of distinctive ocular changes and a high number of discrete findings as a sign for the development of a serious eye disease.