Нажмите "Enter", чтобы перейти к контенту

Сравнение различных аналитических алгоритмов для интерпретации стратегии шведского интерактивного алгоритма пороговых алгоритмов

Comparison of Different Analytic Algorithms for Interpretation of the Swedish Interactive Threshold Algorithm Strategy
Источник: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2664240/

Сравнить 4 аналитических алгоритма для интерпретации шведского Интерактивного алгоритма порога.

Аналитические алгоритмы были первоначально разработаны для интерпретации стандартной автоматизированной периметрии (с использованием полной пороговой стратегии). Шведский интерактивный пороговый алгоритм представляет собой новую стратегию, разработанную для сокращения продолжительности теста.

Сто сорок три распечатки нормальных и глаукоматозных пациентов были проанализированы с использованием критериев Каприоли (строгих, умеренных и либеральных) и модифицированных критериев Андерсона для периметрического дефекта. Были рассчитаны области по характеристикам характеристик приемника (ROC), чувствительность и специфичность для каждого критерия.

Строгие каприоли и модифицированные критерии Андерсона показали сходную чувствительность (94,5% и 92,3% соответственно) и специфичность (63,5% и 61,5% соответственно). Либеральные критерии Каприоли были более чувствительными (98,9%) и менее конкретными (42,5%), чем другие три критерия.

Измененные критерии Каприоли и Андерсона могут использоваться для интерпретации шведского интерактивного порогового алгоритма.

Автоматизированная периметрия — метод золотого стандарта для измерения функционального состояния зрительного нерва у пациентов с глаукомой. Помимо диагностики, автоматическая периметрия используется для определения тяжести заболевания и указывает на прогрессирование глаукоматозного повреждения зрительного пути. Для распознавания глаукоматозного дефекта поля зрения было предложено несколько аналитических алгоритмов.1,2 Эти алгоритмы были первоначально разработаны для стимула белого размера III на белом фоне, как это определено стратегиями полного порогового теста на периметре Хамфри.

Шведский интерактивный пороговый алгоритм (SITA) представляет собой новую автоматизированную стратегию тестирования периметров, которая была разработана для сокращения продолжительности теста без ущерба для его чувствительности.3,4 Стратегия SITA основана на процедуре прогнозирования, в которой используется байесовская статистика 5, но у нее есть недостаток не определяя кратковременную флуктуацию (SF), флуктуацию порога чувствительности внутри теста, препятствуя использованию критериев Андерсона для интерпретации визуальных полей.

Ряд клинических исследований показал, что пороговые значения, возвращаемые SITA и полной пороговой стратегией, очень схожи с точки зрения изменчивости теста, чувствительности и специфичности.6,7 Тем не менее, не установлено, могут ли использоваться аналитические алгоритмы для интерпретации стратегии SITA.

Целью этого исследования является сравнение 4 различных аналитических алгоритмов для обнаружения дефекта глаукоматозного поля зрения с использованием стратегии SITA для определения наилучших критериев интерпретации SITA.

Были рассмотрены медицинские записи 1478 пациентов из центральной больницы Санта-Каса, службы глаукомы. Обзор институционального совета одобрил исследование, которое соответствовало положениям Хельсинкской декларации в 1995 году (пересмотренной в Эдинбурге, 2000 год). Для этого ретроспективного исследования были отобраны диаграммы последовательных пациентов с диагнозом глаукомы (открытый угол, нормальное напряжение, псевдоэксклюзивное и хроническое закрытие угла), подозреваемых в наличии глаукомы и нормальных людей с по меньшей мере тремя визуальными полевыми тестами. Все визуальные полевые испытания проводились квалифицированным специалистом. Были включены только диаграммы пациентов с надежными тестами. Третий тест одного глаза был случайным образом выбран для исследования. Надежность определялась как потеря фиксации менее 20% и менее 33% ложноположительных и ложноотрицательных ошибок; это уровни отсечения, используемые в полных пороговых стратегиях для «флага» ненадежных экзаменов. Поскольку стратегия SITA использует другой метод для определения ложноположительных и неотрицательных ошибок, неясно, соответствует ли значение 33%. Однако при отсутствии другой информации это может быть полезным клиническим обрезанием.8 Пациенты с ошибками рефракции> 5 диоптрии, афакические глаза и дефекты зрительного поля, отличные от глаукомы, были исключены. Визуальные поля оценивались с использованием центральной программы 24 — 2 (стандартная стратегия SITA) с помощью анализатора хамфри полевого анализатора II, модель 750 (Zeiss Humphrey Systems, Дублин, Калифорния) с соответствующей коррекцией ошибки рефракции. Каждое выбранное визуальное поле анализировалось парой опытных наблюдателей и классифицировалось по общему соглашению как глаукоматозное или нет путем интуитивной интерпретации дефекта и его корреляции с аспектом оптического диска, как записано в диаграмме пациента. Для интерпретации каждого экзамена были проанализированы и включены в числовые и серые отпечатки, карты вероятностей, полученные из итоговых и графических отклонений, тестов MD, PSD и glaucoma hemifield. Типичные изменения глаукоматозного оптического диска включали концентрическое увеличение чашки, вертикальное купирование, выемку и фокусное сужение нейронного края. Эта работа позволила нам создать независимый эталонный стандарт. Распечатки с подозрительными дефектами (точки с P <5% на стандартных и графических отклонениях) у пациентов с «здоровыми» выглядящими оптическими дисками не были включены в исследование, так как они могут быть артефактами. Строгие, умеренные и либеральные критерии Каприоли и модифицированные критерии Андерсона были применены к каждой распечатке поля зрения (таблица 1) .1,2 Критерии Каприоли были определены для центральных 30 градусов, а верхние и нижние ряды были исключены из анализа. В нашем исследовании все визуальные поля были проанализированы с помощью центральной программы 24 - 2, которая не тестирует дополнительные верхние и нижние ряды в центральной области 30 градусов. Следовательно, все 54 точки визуального поля, проверенные с помощью центральной программы 24-2, были включены в анализ, за ​​исключением тех, которые окружали слепое пятно. Один из критериев Андерсона был изменен на замену стандартного отклонения стандартного шаблона (CPSD) стандартным отклонением шаблона (PSD), поскольку стратегия SITA не вычисляет краткосрочные колебания9. Применение критериев было выполнено с помощью оператора «или», а скорее чем с помощью оператора «и»; т. е. наличие одного критерия («кластерные точки», «PSD» или «GHT») было достаточно, чтобы помечать визуальное поле как ненормальное, а не все из трех критериев одновременно.

Были рассчитаны чувствительность и специфичность каждого аналитического алгоритма, а также положительное прогностическое значение и отрицательное предсказательное значение. Была построена кривая характеристик оператора-приемника (ROC), и была рассчитана площадь под кривой для каждого аналитического алгоритма. Проводилось парное сравнение областей в кривых ROC для каждого аналитического алгоритма, и различия сравнивались с использованием одномерного теста z-оценки. Значение P менее 0,05 указывает на значимость. Суб-анализ чувствительности к глазам с ранней глаукомой был сделан после расслоения каждого визуального полевого экзамена в соответствии с его степенью тяжести, как предложено Hoddap et al.10

Было выбрано сотню сорок три пациента, в результате чего был получен образец исследования из 143 распечаток визуальных полей. Из 143 пациентов 52 считались нормальными, а 91 считались глаукоматозными (36 ранних, 24 умеренных и 31 тяжелых). Большинство из них (74,2%) имели открытую угловую глаукому. Средний возраст исследуемой популяции составил 63,7 ± 15,2 года. Шестьдесят девять пациентов были мужчинами (48,2%), а 74 женщины (51,8%). Острота зрения Snellen варьировалась от 20/20 до 20/400, а у 76,4% пациентов была острота зрения 20/40 или выше.

Чувствительность, специфичность и положительные и отрицательные предсказательные значения для каждого аналитического алгоритма показаны в таблице 2. Критерии Андерсона и строгие критерии Каприоли показали аналогичную чувствительность (соответственно 92,2% и 94,4%) и специфичность (60,4% и 62,3% соответственно) , Либеральные критерии Каприоли были самыми чувствительными (98,9%) и наименее специфичными (41,5%). При стратификации по степени зрительного поля 36 глаз были классифицированы как ранняя глаукома. Чувствительность составила 83,3% для модифицированных критериев Андерсона, 86,1% для строгих каприоли, 88,9% для умерших Каприоли и 97,2% для либеральных критериев Каприоли в этой подгруппе. Специфика составила 61,5% для модифицированных критериев Андерсона, 63,4% для строгих каприоли, 51,2% для умерших Каприоли и 42,3% для либеральных критериев Каприоли.

Площадь под кривой ROC для каждого аналитического алгоритма показана в таблице 3, а попарное сравнение площадей под кривыми ROC представлено в таблице 4. Различия в этих значениях не достигали статистической значимости (P> 0,05).

Было показано, что стратегия SITA столь же чувствительна и специфична, как и полные пороговые стратегии обнаружения глаукомы, и заменила старые стратегии автоматизированной периметрии в клинической практике. Sekhar et al. обнаружил чувствительность 95% SITA по сравнению с полной пороговой стратегией.6 Бюденц обнаружил 98% -ную чувствительность SITA по сравнению с полным порогом.7 SITA может сократить время теста на 50%, а количество представленных стимулов на 30% .3,4 Это достигается с помощью ряда функций, в том числе функции плотности вероятности, функции правдоподобия, динамического мониторинга времени отклика пациента для интерактивного прохождения теста и сравнения соседних мест для корректировки окончательной оценки порога.

Несмотря на тенденцию к замене полных пороговых стратегий для SITA в лечении пациентов с глаукомой, применение аналитических алгоритмов для интерпретации этой новой стратегии мало привлекало внимание. Критерий минимальной аномалии периметрий в глаукоме, предложенный Андерсоном, первоначально был разработан для полной пороговой стратегии. Одним из критериев было исправленное стандартное отклонение шаблона при значении ap менее 5% .2 Стратегия SITA, тем не менее, исключает испытания повторных испытаний для 10 пунктов, используемых в полных пороговых стратегиях, для определения кратковременных колебаний, так что CPSD не рассчитывается. Thomas et al. оценил использование PSD вместо CPSD в рамках критериев Андерсона, чтобы классифицировать одиночную распечатку поля, используя полную пороговую стратегию анализатора хамфри-поля. Они нашли почти идеальное согласие между двумя индексами (0,77, статистикой каппа) .9 Авторы предположили, что замена CPSD на PSD представляется действительной для полных пороговых программ.9

В нашем исследовании мы хотели проверить использование аналитического алгоритма Андерсона, заменив критерий CPSD на PSD, в серии распечаток поля зрения SITA и сравнить эти модифицированные критерии с критериями Каприоли для периметрического дефекта. Результаты текущего исследования показали сходную чувствительность и специфичность среди модифицированных критериев Андерсона и строгие, умеренные и либеральные критерии для определения глаукомы Каприоли. Сходство между строгими критериями Андерсона и Каприоли было замечательным (табл. 2). Строгие критерии Каприоли представляли наибольшую площадь под кривой ROC (0.784), за которой следуют модифицированные критерии Андерсона (0.763). Тем не менее, эти различия не были статистически значимыми. Либеральные критерии Каприоли были самыми чувствительными (98,9%) и наименее специфичными (41,5%) для обнаружения глаукоматозного периметрического дефекта, и, наоборот, строгие критерии Каприоли были наименее чувствительными (94,4%) и наиболее специфическими (62,3%), , Эти результаты ожидались, потому что, когда используются строгие критерии, специфичность для глаукоматозных дефектов будет высокой, а чувствительность будет низкой, тогда как при использовании либеральных критериев чувствительность будет высокой, а специфика будет низкой.1 В ранней глаукоматозной группе, чувствительность была ниже для модифицированных критериев Андерсона (83,3%), но сходна с строгими критериями Каприоли (86,1%). Значения специфичности для каждого алгоритма были аналогичны значениям, рассчитанным для 143 субъектов.

Специфика четырех критериев, найденных в нашем исследовании, была ниже, чем в предыдущих отчетах. В нашем исследовании специфика варьировалась от 41,5% (либерал Каприоли) до 62,3% (Андерсон модифицировал). Используя те же специфические модифицированные критерии Андерсона для дефекта глаукомы, Budenz сообщил о специфичности 96% как для стандарта SITA, так и для SITA fast.7 В своем проспективном обсервационном исследовании авторы использовали программу 30-2, а пациенты с ненадежными экзаменационными экзаменами были исключены из изучение. Однако наше исследование было ретроспективным в дизайне, и мы использовали программу 24-2. Мы выбрали только надежные тестовые экзамены и, чтобы предотвратить возможное смещение от любого эффекта обучения, мы выбрали третий надежный экзамен от каждого пациента, включенного в исследование. Хотя мы не уверены в том, почему специфика была настолько расходящейся в этих двух исследованиях, можно объяснить, что в исследованиях использовались разные золотые стандарты. Budenz сравнивал SITA с полной пороговой стратегией, в то время как это исследование сравнивало SITA с клиническим впечатлением и появлением оптического диска. Мы установили планку высоко, включив в анализ аномальные зрительные нервы, которые, вероятно, систематически снижают специфичность.

Одно из предостережений этого исследования заключается в том, что мы исключили аномальные поля зрения с обычными оптическими дисками. Эти поля были отклонены, поскольку эти «дефекты» были скорее всего артефактами, а не истинными дефектами. Тем не менее, удаление этих пациентов может иметь «предварительное скрининг» поля зрения, влияя на результаты. Устранение ложных срабатываний повысило бы специфичность и прогностические ценности, но это также могло подорвать клиническую обоснованность исследования. Целью конкретных критериев интерпретации визуальных полей является отделение нормалей от аномалий. Удаление некоторых ненормальных образцов может дать определенные критерии преимущество, при этом некоторые критерии могут лучше идентифицировать ложные срабатывания и быть превосходными даже при одинаковой чувствительности.

Другим ограничением этого исследования является наш золотой стандарт. Мы определили внутренний золотой стандарт, основанный на интуитивной интерпретации дефекта, сопоставив его с аспектом оптического диска. Были включены только субъекты с типичными изменениями глаукоматозного оптического диска. Однако в недавней литературе показано, что структурная и функциональная потеря не может быть тесно связана в ранней глаукоме, так что некоторые субъекты сначала продемонстрируют структурное повреждение, тогда как другие продемонстрируют функциональную потерю в первую очередь.11 Мы предположили, что все люди с ранней потерей поля и нормальными диски были ложными срабатываниями. Это конкретное предположение может изменить интерпретацию этого исследования, переключив внимание на полезность критериев Андерсона и Каприоли для классификации «глаукомы» у пациентов, диагноз глаукомы которых в значительной степени основан на оценке оптического диска. Некоторые могут не быть уверены, что это не идеально полезный анализ, и, действительно, некоторые различия в специфичности, наблюдаемые в этом исследовании и предыдущих исследованиях, могут быть связаны с неточностями в анализе головы зрительного нерва, несмотря на опыт наблюдателей. Использование полных пороговых визуальных полей в качестве золотого стандарта было бы оптимальным; однако это было невозможно в этом ретроспективном исследовании.

Это исследование также было ограничено методом построения кривой ROC. В этом исследовании кривые ROC были построены для категориальной переменной с двумя возможными результатами: нормальным и ненормальным. Такой подход может привести к недооценке площади под кривой ROC.12. Оценка распечаток поля зрения вместе с аспектом оптического диска позволила получить только два возможных результата: аномальный глаукоматозный дефект поля или нормальное поле зрения. Подозрительные визуальные полевые экзамены, представленные одиночными точками, депрессированными при P <5% на стандартных и графических отклонениях в глазах со здоровыми оптическими дисками, были исключены из анализа.

В заключение, результаты этого исследования показали, что модифицированные критерии Андерсона могут использоваться для интерпретации SITA с чувствительностью и специфичностью, аналогичными строгим, умеренным и либеральным критериям Каприоли для периметрического дефекта. Эти четыре критерия по существу идентичны, когда речь идет о интерпретации визуальных полей. Ни один из этих критериев не достиг уровня специфичности, который необходим для их использования в качестве единственного детерминанта глаукомы. Поэтому мы рекомендуем, чтобы любое аномальное поле зрения было подтверждено до того, как оно будет классифицировано как ненормальное. Кроме того, мы рекомендуем провести этот анализ в сочетании со структурной оценкой оптического диска.

Критерии отклонения визуального поля

Чувствительность, специфичность и прогностические значения различных аналитических алгоритмов для интерпретации SITA

PV: положительное прогностическое значение; -PV: отрицательное прогностическое значение

Область под кривой ROC для различных аналитических алгоритмов для интерпретации SITA

Паровое сравнение кривых ROC

A: Андерсон; C: Косуля

Комментариев нет.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *