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Hintergrund
Seit 2018 ist mit IDx-DR ein Verfahren auf dem Markt, welches den Grad der diabetischen Retinopathie (DR) mittels künstlicher Intelligenz (KI) bestimmt.
Methoden
Wir haben IDx-DR in die Sprechstunde an einer diabetologischen Schwerpunktklinik integriert und berichten über die Übereinstimmung zwischen IDx-DR (IDx Technologies Inc., Coralville, IA, USA) und Funduskopie sowie IDx-DR und ophthalmologischer Bildbeurteilung sowie über den Einfluss unterschiedlicher Kamerasysteme.
Ergebnisse
Mit der Topcon-Kamera (n = 456; NW400, Topcon Medical Systems, Oakland, NJ, USA) konnte im Vergleich zur Zeiss-Kamera (n = 47; Zeiss VISUCAM 500, Carl Zeiss Meditec AG, Jena, Deutschland) häufiger eine ausreichende Bildqualität in Miosis erreicht werden. Insgesamt war bei etwa 60 % der Patienten eine IDx-DR-Analyse in Miosis möglich. Alle Patienten, bei denen keine IDx-DR-Analyse in Miosis möglich war, konnten in Mydriasis funduskopiert werden. Innerhalb der Gruppe der auswertbaren Befunde zeigte sich eine Übereinstimmung zwischen IDx-DR und augenärztlicher Funduoskopie in ca. 55 %, ein Überschätzen des Schweregrads durch IDx-DR in ca. 40 % und ein Unterschätzen in ca. 4 %. Die Sensitivität (Spezifität) für das Erkennen einer schweren, behandlungsbedürftigen Retinopathie lag bei 95,7 % (89,1 %) für Fälle mit auswertbaren Fundusaufnahmen und bei 65,2 % (66,7 %), wenn alle Fälle betrachtet werden (inklusive derjeniger ohne verwertbare Aufnahme in Miosis). Der Kappa-Koeffizient zeigt mit 0,334 (p < 0,001) eine ausreichende Übereinstimmung zwischen IDx-DR und ärztlicher Bildauswertung anhand des Fundusfotos unter Berücksichtigung aller Patienten mit auswertbarer IDx-DR-Analyse. Der Vergleich zwischen IDx-DR mit der ärztlichen Funduskopie ergibt unter denselben Voraussetzungen eine geringe Übereinstimmung mit einem Kappa-Wert von 0,168 (p < 0,001).
Schlussfolgerung
Die vorliegende Studie zeigt Möglichkeiten und Grenzen des KI-gestützten DR-Screenings auf. Eine wesentliche Einschränkung liegt in der Tatsache, dass bei ca. 40 % der Patienten keine ausreichenden Aufnahmen in Miosis gewonnen werden konnten. Wenn ausreichende Aufnahmen vorlagen, stimmten IDx-DR und augenärztliche Diagnose in über 50 % der Fälle überein. Ein Unterschätzen des Schweregrades durch IDx-DR kam selten vor. Für die Integration in augenärztlich unterstützten Sprechstunden erscheint uns das System grundsätzlich geeignet. Die hohe Rate an fehlenden Aufnahmen in Miosis stellt allerdings eine Limitation dar, die einen Einsatz ohne augenärztliche Kontrollmöglichkeit schwierig erscheinen lässt.
Introduction: Vessel-associated retinal diseases are a major cause of blindness and severe visual impairment. The identification of appropriate biomarkers is of great importance to better anticipate disease progression and establish more targeted treatment options. MicroRNAs (miRNAs) are short, single-stranded, noncoding ribonucleic acids that are involved in the posttranscriptional regulation of gene expression through hybridization with messenger RNA. The expression of certain miRNAs can be different in patients with pathological processes and can be used for the detection and differentiation of various diseases. In this study, we investigate to what extent previously in vitro identified miRNAs are present as cell-free circulating miRNAs in the serum and vitreous of human patients with and without vessel-associated retinal diseases. Methods: Relative quantification by quantitative real-time polymerase chain reaction was used to analyze miRNA expression in patients with vessel-associated retinal diseases such as age-related macular degeneration (AMD), diabetic retinopathy (DR), and retinal vein occlusion compared with control patients. Results: In serum samples, miR-29a-3p and miR-192-5p showed increased expression in patients with neovascular AMD relative to control patients. Similarly, miR-335-5p, miR-192-5p, and miR-194-5p showed increased expression in serum from patients with proliferative DR. In vitreous samples, miR-100-5p was decreased in patients with proliferative DR. Differentially expressed miRNAs showed good diagnostic accuracy in receiver operating characteristic (ROC) and area under the ROC curve analysis. Conclusion: The miRNAs investigated in this study may have the potential to serve as biomarkers for vessel-associated retinal diseases. Combining multiple miRNAs may enhance the predictive power of the analysis.