N. Deb-Joardar

Evaluation of automated fundus photograph analysis algorithms for detecting microaneurysms, haemorrhages and exudates, and of a computer-assisted diagnostic system for grading diabetic retinopathy.

AIMS This study aimed to evaluate automated fundus photograph analysis algorithms for the detection of primary lesions and a computer-assisted diagnostic system for grading diabetic retinopathy (DR) and the risk of macular edema (ME). METHODS Two prospective analyses were conducted on fundus images from diabetic patients. Automated detection of microaneurysms and exudates was applied to two small image databases on which these lesions were manually marked. A computer-assisted diagnostic system for the detection and grading of DR and the risk of ME was then developed and evaluated, using a large database containing both normal and pathological images, and compared with manual grading. RESULTS The algorithm for the automated detection of microaneurysms demonstrated a sensitivity of 88.5%, with an average number of 2.13 false positives per image. The pixel-based evaluation of the algorithm for automated detection of exudates had a sensitivity of 92.8% and a positive predictive value of 92.4%. Combined automated grading of DR and risk of ME was performed on 761 images from a large database. For DR detection, the sensitivity and specificity of the algorithm were 83.9% and 72.7%, respectively, and, for detection of the risk of ME, the sensitivity and specificity were 72.8% and 70.8%, respectively. CONCLUSION This study shows that previously published algorithms for computer-aided diagnosis is a reliable alternative to time-consuming manual analysis of fundus photographs when screening for DR. The use of this system would allow considerable timesavings for physicians and, therefore, alleviate the time spent on a mass-screening programme.

Classification simplifiée de la rétinopathie diabétique adaptée au dépistage par photographies du fond d’œil

Objectifs Les photographies du fond d’œil realisees avec un retinographe non mydriatique constituent la methode de reference pour le depistage de la retinopathie diabetique. L’objectif de cette etude est de valider une classification simplifiee de la retinopathie diabetique, adaptee au depistage par photographies du fond d’œil. Patients et methode Cent vingt et un patients diabetiques ont eu trois photographies couleur du fond d’œil, analysees par quatre lecteurs differents selon la classification de depistage proposee, ainsi qu’un examen de reference (panoramique des 9 champs et examen tomographique par coherence optique de la macula). Resultats La classification de depistage proposee etait simple a utiliser car elle reposait sur la comparaison visuelle des trois photographies du fond d’œil avec des photographies standard. Elle a permis de diagnostiquer les stades severes de retinopathie diabetique avec une sensibilite de 100 % et une specificite de 50 a 58 % lorsque l’examen de depistage mettait en evidence une retinopathie non proliferante moderee ou plus grave. Elle a egalement permis de diagnostiquer un œdeme maculaire avec une sensibilite de 96 a 97 % et une specificite de 89 a 91 %. De plus, les resultats de l’examen de depistage selon cette classification etaient tres reproductibles (concordance inter-lecteur : kappa pondere = 0,78-0,93). Conclusion Cette etude confirme la fiabilite de la classification simplifiee proposee. Le stade seuil de retinopathie diabetique au-dessus duquel cette strategie de depistage n’est plus valable est celui de retinopathie diabetique non proliferante minime. Ainsi, a partir du stade de retinopathie non proliferante moderee mis en evidence sur l’examen de depistage, un examen de la totalite du fond d’œil est recommande. Les formes severes doivent etre prises en charge sans delai par l’ophtalmologiste.

No Loss of Chance of Diabetic Retinopathy Screening by Endocrinologists With a Digital Fundus Camera

OBJECTIVE To compare the efficacy of the diabetic retinopathy (DR) screening with digital camera by endocrinologists with that by specialist and resident ophthalmologists in terms of sensitivity, specificity, and level of “loss of chance.” RESEARCH DESIGN AND METHODS In a cross-sectional study, 500 adult diabetic patients (1,000 eyes) underwent three-field retinal photography with a digital fundus camera following pupillary dilatation. Five endocrinologists and two ophthalmology residents underwent 40 h of training on screening and grading of DR and detection of associated retinal findings. A κ test compared the accuracy of endocrinologist and ophthalmology resident screening with that performed by experienced ophthalmologists. Screening efficiency of endocrinologists was evaluated in terms of “loss of chance,” i.e., missed diagnoses that required ophthalmologist referrals. RESULTS The mean weighted κ of DR screening performed by endocronologists was similar to that of ophthalmology residents (0.65 vs. 0.73). Out of 456 DR eyes, both endocrinologists and ophthalmology residents misdiagnosed only stage 1 DR (36 and 14, respectively), which did not require ophthalmologist referral. There were no significant differences between endocrinologists and ophthalmology residents in terms of diabetic maculopathy and incidental findings except for papillary cupping and choroidal lesions, which were not the main purpose of the study or of the training. CONCLUSIONS The endocrinologist with specific training for DR detection using a three-field digital fundus camera with pupillary dilatation can perform a reliable DR screening without any loss of chance for the patients when compared with identical evaluation performed by experienced ophthalmologists.

Agreement between two non-contact specular microscopes: Topcon SP2000P versus Rhine-Tec

Endothelial cell density (ECD) assessment with the noncontact Topcon SP2000P specular microscope is known to be reliable when the automated mode is followed by manual corrections (touched-up mode). We compared its agreement with Rhine-Tec, a new noncontact specular microscope, in 270 eyes of 160 patients, by comparing the ECD measured in the automated and touched-up modes with that of Topcon touched-up. Good agreement existed between either touched-up modes with a mean difference of only 2 cells/mm2 95% CI (−27; 23) whereas agreement with the Rhine-Tec automated mode was poor with an overestimation by a mean of 226 cells/mm2 95% CI (172; 281). The Topcon SP2000P non-contact specular microscope (Topcon, Tokyo, Japan) is widely used to measure corneal endothelial cell density (ECD). It uses a cell contour recognition algorithm based on contrast differences, and ECD derived from an automated delineation of cell boundaries with manual correction of inaccurately drawn cells (“touched-up” mode) has been validated.1,2 A new commercially available non-contact specular microscope Rhine-Tec (Rhine-Tec, Krefeld, Germany) determines ECD by a cell-centre method …

PO18 Le dépistage de la rétinopathie diabétique pratiqué par les diabétologues avec le rétinographe numérisé n’entraine pas de perte de chance pour le malade

Introduction Seuls 30 % des patients diabetiques beneficient d’un depistage de la retinopathie diabetique (RD) chaque annee. Le retinographe numerise s’est impose comme le gold standard pour ce depistage. Cette etude a pour but de comparer l’efficacite de depistage des diabetologues, prealablement formes a la lecture du retinographe, a celle des internes d’ophtalmologie qui realisent actuellement ce depistage en termes de sensibilite et de perte de chance. Materiels et Methodes 500 patients consecutifs du service ont beneficie d’un examen au retinographe (Topcon TRC NW6S) apres dilatation pupillaire par une goutte de tropicamide 1 %. 5 diabetologues et 2 internes d’ophtalmologie (3e annee) ont recu 40 heures de formation par un professeur d’ophtalmologie : Detection de la RD, sa classification, de la maculopathie diabetique (MD) et des principaux incidentalomes retiniens. Les images (3 par œil) ont ete prises par des ophtalmologistes. Les resultats de ces lectures ont ete compares a un gold standard ophtalmologique par le test Kappa (k). La perte de chance a ete calculee en tenant compte de tous les diagnostics pour lequel il fallait referer a l’ophtalmologiste avant un an et qui ont ete manques par les lecteurs. Resultats Pour le depistage de la RD, nous avons trouve une bonne concordance avec le gold standard pour les diabetologues et les internes d’ophtalmologie (kappa pondere moyen respectivement 0,65 et 0,73). Sur 228 RD, les diabetologues et les internes d’ophtalmologie n’ont manque que des RD stade 1, sans perte de chance puisque ce stade n’entraine pas de nouvel examen avant 1 an. On ne retrouve pas non plus de perte de chance supplementaire significative du depistage par les diabetologues par rapport aux internes d’ophtalmologie pour la MD et les incidentalomes, sauf pour deux d’entre eux (excavation papillaire et lesion choroidale) qui n’etaient pas le critere principal. Cette perte de chance moderee est contrebalancee par l’exhaustivite du depistage. (100 % vs. 30 %). Conclusion Les connaissances des diabetologues associees a une formation specifique permettent un depistage de la retinopathie diabetique, par le retinographe numerise, precis sur et exhaustif.

158 Assistance informatique au dépistage de la rétinopathie diabétique

Objectif L’objectif general de cette etude est le developpement et l’evaluation d’un systeme automatique d’aide au diagnostic de la retinopathie diabetique base sur le traitement par ordinateur des images numeriques couleurs du fond d’œil. L’objectif principal etait de permettre une classification automatique des cliches retiniens en « Normal » ou « Pathologique ». Un objectif secondaire etait de fournir un indicateur de la gravite de la retinopathie diabetique sur une echelle a 4 niveaux. Materiels et Methodes Des algorithmes de detection des elements principaux de la retine (vaisseaux, papille et macula) et des lesions considerees comme indicateurs principaux de differents stades de la retinopathie diabetique (micro-anevrismes, hemorragies et exsudats) ont ete developpes et integres dans un logiciel d’aide au diagnostic. Ce logiciel a ete developpe a partir d’une base de donnees d’apprentissage comprenant 201 cliches couleurs et a ete evalue sur une base de 761 cliches obtenus chez des patients diabetiques grâce a un retinographe non mydriatique. Ces cliches ont ete acquis et annotes manuellement par un ophtalmologiste specialise dans 2 services differents d’ophtalmologie. L’annotation manuelle a constitue la classification de reference pour les 2 bases de donnees. Les bases d’apprentissage et d’evaluation contenaient respectivement 61 % et 58 % d’images pathologiques. La classification automatique a ete basee sur la detection des micro-anevrismes et des hemorragies. Les images contenant au moins un micro-anevrisme ou une hemorragie ont ete classees comme pathologiques. Resultats Sur les 761 images de la base d’evaluation l’algorithme a trouve 11 % de faux positifs et 9,5 % de faux negatifs. La sensibilite de detection de la retinographie diabetique par l’algorithme est donc de 83,8 % et la specificite de 73,4 %. Discussion La prevalence de la retinopathie diabetique au cours du depistage etant de l’ordre de 20 %, ces algorithmes devraient permettre d’eviter environ 70 % des examens manuels des cliches et ainsi d’economiser un precieux temps medical. Conclusion Une evaluation multicentrique a plus grande echelle de ces algorithms est prevue, dans le cadre du reseau de telemedecine Ophdiat developpe pour le depistage de la retinopathie diabetique.

512 Comparaison entre 3 microscopes spéculaires non-contact

Introduction Les microscopes speculaires (MS) non-contact Rhinetec®, SeaEagle® pour la station complete d’acquisition et de traitement de l’image et SeaEagle SL® pour la version simplifiee adaptable sur lampe a fente, mesurent la densite cellulaire endotheliale (DCE) par detection des centres cellulaires soit automatiquement soit apres retouche manuelle. But : determiner leur concordance avec le MS non-contact Topcon SP2000®, le plus utilise, mesurant la DCE par detection des contours apres retouche obligatoire. Materiels et Methodes Analyse de la DCE centrale de 270 (SeaEagle®) et de 108 cornees (SeaEagle SL®). Utilisation de la methode de Bland Altman pour determiner la concordance entre le comptage retouche de Topcon® (gold standard) et les comptages automatiques puis retouches de SeaEagle® et SeaEagle SL®. Resultats Pour SeaEagle®. Nombre de cellules prises en compte peu different (moyenne, ecart-type) : 137 (44) vs 129 (46) (Topcon®) (p Discussion Les comptages automatiques de SeaEagle® et SeaEagle SL® ne sont pas concordants avec le comptage retouche de Topcon®. Les comptages retouches sont concordants, meme s’il peut ponctuellement exister une variation l’ordre de 400 a 500 cell/mm2. Conclusion Le comptage automatique doit etre banni des bonnes pratiques de comptage endothelial. Le comptage retouche avec SeaEagle® a une concordance excellente avec Topcon® retouche, moindre dans sa version adaptable sur lampe a fente SeaEagle SL®. Cette derniere nous parait neanmoins acceptable pour une utilisation de routine, hors recherche clinique.

018 Morphométrie endothéliale par analyse d’image des cornées conservées en organoculture : étude prospective de 505 cornées consécutives

But Determiner les facteurs influencant la morphometrie endotheliale des cornees en organoculture (mesure par analyse d’image) : coefficient de variation de surface cellulaire (CV) et pourcentage de cellules hexagonales. Materiels et Methodes L’endothelium de 505 cornees consecutives conditionnees a la banque de cornee de l’EFS Loire/Auvergne a ete analyse en routine par l’analyseur Sambacornea sur 3 images grand champ, apres dilatation osmotique des espaces intercellulaires et comptage d’au moins 300 cellules. La qualite du set d’images etait classee en mauvaise, acceptable, ou bonne par un observateur independant. Parametres etudies : âge et sexe du donneur, statut cristallinien, delai postmortem, type de milieu de conservation, duree de conservation avant analyse, qualite intrinseque des images saisies. Resultats L’analyse d’image a ete possible sur 504 des 505 cornees evaluees. L’âge du donneur etait significativement correle a la densite cellulaire endotheliale (r =-0343) au CV (r = 0,221) et a l’hexagonalite (r =-0,314) (p Discussion Malgre les conditions difficiles de l’organoculture et la qualite des images de microscopie optique parfois mediocre, l’analyse par Sambacornea de l’endothelium des greffons fournit des parametres endotheliaux qui sont cliniquement fiables puisque superposables a celles connues de longue date en microscopie speculaire. La morphometrie (CV et hexagonalite) est susceptible d’apporter des informations supplementaires sur la fonction endotheliale, peut etre en particulier pour les greffons proches du seuil conventionnel de cession de 2000 cell/mm 2 . Conclusion Des essais cliniques prospectifs utilisant l’analyse d’image devront evaluer l’influence de la morphometrie endotheliale sur la survie du greffon a long terme chez le receveur.

022 Développement d’un dispositif de quantification de la transparence, du plissement et du gérontoxon pour les cornées conservées en organoculture

Aim To develop an image analysis device devoted to the measurement of donor corneal transparency (T), folding (F) and clear corneal diameter excluding gerontoxon (corneal arcus) (G) during organ culture. Materials and Methods High resolution digital images (2592×1944 pixels) of a retroilluminated test chart comprising parallel horizontal lines viewed through the cornea placed in a petri dish were captured and analysed using a dedicated software. T (%) was a ratio of local contrast of the test chart and F (%) was a ratio of mean of line profiles of the test chart, each measured with and without the cornea. Area of clear cornea outside gerontoxon was calculated from a circle delineated by the observer using a specific software tool. On each image, three independent experts classified T, F and G according to 3-level score (++/+/0) which served as reference. Human corneas (fresh, organ cultured before and after deswelling) (n=179) were consecutively analysed to include a broad spectrum of T and F. Results The device was able to discriminate between the three classes of T, F and G, established by the experts. T was 20±4, 36±8 and 51±10% respectively for transparency deemed poor, average and excellent (P Discussion This simple and original device provides reliable quantitative objective measures of corneal transparency, folding and corneal arcus. It will help standardizing quality assessment of corneas among eye banks. Conclusion A trial designed to assess the ability of the device to select corneas before delivery in the setting of the routine practice of our cornea bank is ongoing (PHRC, appel d’offre local du CHU 2007).

Stratégies de comptage par analyse d'image de l'endothélium des cornées conservées en organoculture : détection de contour versus pointage du centre . Counting strategies for endothelial assessment of organ cultured corneas using image analysis: comparison of border versus center method

Aim To compare two different cell count strategies, border and center methods for endothelial assessment during corneal storage. Material and Methods Seven observers determined the endothelial cell density (ECD), coefficient of variation (CV) of cell area, and percentage hexagonality of 30 organ cultured corneas by the border (contour detection and manual retouch) and center method (indicating cell centers) using Sambacornea analyser. Interobserver variability for ECD and agreement between the two methods was determined. The accuracy of the center method was verified by counting on ten standard photolithographic mosaics (called keratotest) by border (reference method) and center methods, first as fast and next as precise as possible (fast and slow modes respectively) and the time noted. Data between border and center methods was compared using nonparametric paired tests. Results For stored corneas, interobserver variability was ±9.6% (95%CI [6.5-12.7]) for border method and ±9.3% (95%CI[6.3-12.3]) for center method. ECD [mean±SD (range), median] was [2948±565 (1644-3878), 3081] and [2961±568 (1736-3914), 3037] respectively and showed excellent correlation (Pearson coefficient r=0.998, p<0.001). The center method underestimated the CV by a mean 9.5%95%CI [8.3-10.7] and overestimated the hexagonality by a mean 2.5% (95%CI [1.4-3.7])(p<0.001 for both). Precision of indication of cell center influenced only the CV (mean for slow and fast modes being 3.6±0.7% and 7.4±1.3% respectively, p<0.001) but was more time consuming (p=0.005). Discussion The center method gives accurate and reproducible measurement of ECD and is comparable to the border method (reference). However, morphometric evaluation is not fully reliable. Conclusion Given that center method is easier to use in poor quality images, we recommend its use only for these cases.