Artykuł metodologiczny

Fotografia dna oka smartfonem

DOI:

10.3791/55958

⸱

6 lipca 2017

 ,  , 
1Department of Ophthalmology and Visual Sciences, University of Texas Medical Branch

W tym artykule

Podsumowanie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Fotografia dna oka zwykle wymaga specjalistycznych aparatów do badania dna oka, które nie zawsze są dostępne we wszystkich warunkach klinicznych. Tutaj opisana jest prosta metoda rejestrowania obrazów dna oka za pomocą aparatu w smartfonie i konwencjonalnej ręcznej soczewki oftalmoskopowej o wysokim plusie.

Streszczenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Fotografia dna oka smartfonem to prosta technika uzyskiwania zdjęć dna oka za pomocą aparatu w smartfonie i konwencjonalnego ręcznego obiektywu oftalmoskopii pośredniej. Technika ta jest niezbędna, gdy konieczna jest dokumentacja obrazowa nerwu wzrokowego, siatkówki i naczyń siatkówki, ale kamera do badania dna oka nie jest dostępna. Główną zaletą tej techniki jest powszechna dostępność smartfonów, które umożliwiają dokumentowanie zmian w plamce żółtej i nerwie wzrokowym w wielu ustawieniach, co wcześniej nie było możliwe. Postępowanie zgodnie z opisanymi tutaj krokami, takimi jak prawidłowe ustawienie aparatu w telefonie, obiektywu ręcznego i źrenicy pacjenta, jest kluczem do uzyskania wyraźnego obrazu siatkówki bez zakłócających odbić i aberracji świetlnych. W niniejszym artykule w pierwszej kolejności omówione zostaną zasady optyczne oftalmoskopii pośredniej i fotografii dna oka. Następnie wyjaśniona zostanie krok po kroku metoda nagrywania dobrej jakości obrazu siatkówki za pomocą smartfona.

Wprowadzenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Fotografia dna oka jest standardową metodą dokumentowania wyników badania dna oka. Fotografia dna oka jest tradycyjnie wykonywana w warunkach klinicznych przy użyciu aparatu do badania dna oka. Jednak kamery do badania dna oka nie są dostępne w wielu sytuacjach, w tym na izbach przyjęć lub na piętrach szpitalnych, gdzie może być konieczna dokumentacja zmian w siatkówce. Pośrednie okulistyczne i ręczne kamery kontaktowe i bezdotykowe do badania dna oka są alternatywnymi sposobami dokumentowania obrazów siatkówki, ale ich dostępność i wysokie koszty ograniczają ich codzienne stosowanie w większości gabinetów okulistycznych. Smartfony wyposażone w kamery o wysokiej rozdzielczości są coraz częściej wykorzystywane do obrazowania przedniego odcinka i siatkówki w okulistyce. 1,2

W obrazowaniu siatkówki za pomocą smartfona, współosiowa latarka aparatu smartfona i ręczny obiektyw o dużej mocy tworzą pośredni system optyczny podobny do oftalmoskopii, który jest w stanie rejestrować cyfrowe obrazy siatkówki o wysokiej rozdzielczości (Rysunek 1). 3,4,5,6,7 Adaptery do smartfonów do takich fotografii siatkówkowych są dostępne na rynku w wielu firmach3 oraz publicznie dostępne są filmy edukacyjne, które uczą jak uzyskiwać obrazy siatkówki za pomocą smartfonów i tych produktów. Jednak fotografia siatkówkowa smartfonem niekoniecznie potrzebuje takich adapterów. Tutaj zamierzamy nauczyć, jak rejestrować dobrej jakości obraz siatkówki za pomocą smartfona i narzędzi łatwo dostępnych w gabinecie okulistycznym.

Wraz z rosnącą dostępnością smartfonów i rozwojem telemedycyny, metoda ta może być zaadaptowana przez okulistów i optometrystów do dokumentowania patologii siatkówki na izbie przyjęć i podczas konsultacji telemedycznych. Ponadto pracownicy służby zdrowia mogą uznać tę metodę za przydatną w krajach rozwijających się oraz w obozach pomocy medycznej podczas operacji ratunkowej w przypadku klęski żywiołowej. Jak każda nowa technika, opanowanie fotografii siatkówkowej smartfonem wymaga praktyki. 8 Poniższy protokół wyjaśni szczegółowe kroki dotyczące fotografowania smartfonem. Optyczne podstawy tej techniki zostaną omówione w następnym rozdziale. Ograniczenia techniczne i operacyjne, takie jak rozdzielczość obrazu, pole widzenia oraz prywatność i poufność pacjenta, zostaną omówione na końcu.

Protokół

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Upewnij się, że fotografia dna oka w protokole jest zgodna z wytycznymi komisji etyki badań na ludziach w Twoim instytucie.

Uwaga: Obrazowanie siatkówki smartfonem, podobnie jak konwencjonalna oftalmoskopia pośrednia, powinno być wykonywane przez rozszerzoną źrenicę. Silne światło lampy błyskowej aparatu w smartfonie ma kluczowe znaczenie dla uzyskania wyraźnego obrazu dna oka, zwłaszcza przy łagodnym lub umiarkowanym przezroczystości nośnika. Upewnij się, że przećwiczyłeś metodę na oku modela lub na rówieśnikach przed przystąpieniem do badania pacjenta. Współpraca z pacjentem jest kluczem do dobrej fotografii dna oka smartfonem.

1. Obrazowanie siatkówki za pomocą smartfona

  1. Wyjaśnij pacjentowi procedurę i uzyskaj pozwolenie. Wyjaśnij, że proces ten może trwać od 1 do 2 minut i polega na świeceniu jasnym światłem w oko.
  2. Rozszerz źrenicę pacjenta za pomocą kombinacji kropli rozszerzeniowych, takich jak 2,5% fenylefryna i 1% krople okulistyczne tropicamidu (po jednej kropli z każdego z nich, w odstępie 2-3 minut, do badanego oka). Odczekaj 15 - 20 minut, aż źrenice się rozszerzą.
  3. Usiądź naprzeciwko pacjenta na wygodnym krześle i bądź umieszczony w odległości 30 - 60 cm od pacjenta i mniej więcej na tym samym poziomie (Rysunek 2).
  4. Poproś pacjenta, aby drugim okiem spojrzał na odległy cel.
  5. Ustaw aparat smartfona w trybie wideo.
  6. Włącz latarkę aparatu.
  7. Po zaciemnieniu pomieszczenia naciśnij przycisk nagrywania kamery na smartfonie, aby nagrać ciągłe wideo.
  8. Przytrzymaj +20 dioptrii (D) lub inną pośrednią soczewkę oftalmoskopową przed okiem pacjenta kciukiem i palcem wskazującym. Użyj palca środkowego i serdecznego, aby ustabilizować dłoń i soczewkę oraz utrzymać otwarte powieki.
  9. Trzymaj aparat w odległości 10 - 35 cm od obiektywu. Skieruj kamerę wzdłuż osi źrenicy pacjenta. Skieruj światło na źrenicę i znajdź blask siatkówki. Skieruj światło przez soczewkę na siatkówkę i kontynuuj nagrywanie wideo.
  10. Podczas nagrywania poruszaj aparatem i obiektywem, aby uzyskać dobrą ostrość i obraz wolny od odbić światła. Dopasuj soczewkę ręczną do i od oka pacjenta, aby zobaczyć wyraźny obraz siatkówki wypełniający cały obszar soczewki.
    UWAGA: Z naszego doświadczenia wynika, że soczewka powinna być trzymana w odległości 3 - 5 cm od oka (jest to nieco dalej od powierzchni rogówki w porównaniu z tym, co jest odpowiednie dla pośredniego badania oftalmoskopowego).
  11. Spróbuj wyeliminować niepotrzebne odbicia światła, dostosowując pozycje aparatu i obiektywu. Utrata obrazu podczas przeszukiwania siatkówki oznacza, że aparat i jego lampa błyskowa nie są wyrównane z obiektywem ręcznym i źrenicą. Potrzeba praktyki, aby utrzymać aparat, obiektyw trzymany w ręku i źrenicę pacjenta w jednej linii.
  12. Kontynuuj nagrywanie wideo, aż zostanie uchwycony dobry widok obszaru zainteresowania bez znaczących odbić światła i aberracji.
  13. Zatrzymaj nagrywanie i poproś pacjenta, aby usiadł wygodnie i czuł się komfortowo.
  14. Odtwarzaj ponownie nagrany film, aż w obszarze obiektywu ręcznego będzie dobry widok siatkówki. Zatrzymaj film i zrób zrzut ekranu widoku (Rysunek 3).
  15. Powiększ zrzut ekranu i zrób kolejny zrzut ekranu, aby uzyskać większy obraz siatkówki (Rysunek 3). Podobnie jak w przypadku pośredniego widoku oftalmoskopowego, obraz ten jest odwrócony.

Wyniki

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Optyka obrazowania dna oka za pomocą kamery smartfona jest w zasadzie podobna do badania siatkówki za pomocą oftalmoskopu pośredniego (Rysunek 1). 9 W oftalmoskopie pośrednim wiązka światła jest kierowana w stronę siatkówki pacjenta, a promienie odbite od siatkówki są kondensowane do prawdziwego obrazu lotniczego za pomocą ręcznej soczewki +15 - +30 D (Rysunek 1). Widz widzi rzeczywisty, odwrócony obraz lotniczy, który znajduje się w odległości 2 - 4 cm od obiektywu trzymanego w ręku, w zależności od mocy obiektywu. W przypadku smartfona latarka aparatu zastępuje pośrednie źródło światła oftalmoskopowego, a kamera smartfona rejestrująca obraz lotniczy zastępuje oko obserwatora. Konwencjonalne kamery do badania dna oka są również projektowane w oparciu o te same zasady optyczne; Matryca kliszy lub matryca cyfrowa aparatu znajduje się w miejscu, w którym tworzony jest obraz lotniczy

.

Przenośność smartfonów sprawia, że obrazowanie siatkówki za pomocą smartfona jest obiecującą techniką dla izb przyjęć, konsultacji telemedycznych i programów badań przesiewowych w kierunku chorób siatkówki. Dwa reprezentatywne obrazy (Rysunek 4 i Rysunek 5) są rejestrowane w warunkach konsultacji na izbie przyjęć i w szpitalu.

figure-results-1
Rysunek 1: Optyka oftalmoskopii pośredniej i fotografii dna oka smartfona.
Schematyczny rysunek przedstawia układ oglądania oftalmoskopu pośredniego (A) oraz fotografię dna oka za pomocą smartfona (B). Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-2
Rysunek 2: Umiejscowienie egzaminatora i pacjenta w fotografii dna oka smartfona.
Badający siedzi z przodu i nieco z boku pacjenta i trzyma smartfon w jednej ręce, a ręczny obiektyw w drugiej ręce w odległości mniej więcej ramienia od telefonu. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-3
Rysunek 3: Normalna plamka żółta i nerw wzrokowy zobrazowane za pomocą smartfona. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-4
Rysunek 4: Nieproliferacyjna retinopatia cukrzycowa zobrazowana za pomocą smartfona.
Zwróć uwagę na krwotoki siatkówkowe w kształcie płomienia i kropek i plam. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

figure-results-5
Rysunek 5: Nienarteryczna neuropatia niedokrwienna przedniego nerwu wzrokowego zobrazowana za pomocą smartfona.
Zwróć uwagę na rozmycie brzegów tarczy nerwu wzrokowego na tym zdjęciu. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Dyskusja

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Jakość zdjęć dna oka wykonanych smartfonem może być porównywalna do jakości aparatów do badania dna oka. W jednym z badań porównawczych zdjęć dna oka wykonanych smartfonami i aparatami do badania dna oka, zamaskowani recenzenci nie znaleźli znaczącej różnicy. 8,10 W tym samym badaniu jakość obrazów dna oka była wyższa, gdy obrazy były wykonywane przez bardziej doświadczonych egzaminatorów w porównaniu z młodszymi egzaminatorami. 8

Fotografia dna oka smartfonem może na początku wydawać się trudną techniką. Jednak, jak w przypadku każdej innej techniki badania, opanowanie tej techniki wymaga praktyki, a proces obrazowania siatkówki za pomocą smartfona staje się z czasem rutyną. Szczególne wyzwanie wiąże się z lokalizacją kamer w smartfonach i ich ekranów. Większość aparatów w smartfonach znajduje się w rogu telefonu, podczas gdy ekran do wyświetlania i ustawiania ostrości obrazu znajduje się pośrodku. Początkujący powinien skupić się na opanowaniu koordynacji między wskazówkami filmowania a obiektywem oraz prawidłowym ustawieniu telefonu, obiektywu trzymanego w ręku i osi źrenicy.

Intensywności latarki nie można regulować w większości ustawień aparatu smartfona. Można jednak przyciemnić natężenie światła, nakładając półprzezroczystą taśmę klejącą na źródło światła. Alternatywnie, aplikacje interfejsu filmowania mogą pomóc w dostosowaniu intensywności światła aparatu. Dostępnych jest wiele aplikacji na smartfony, które umożliwiają regulację ekspozycji, sterowania ostrością i intensywności latarki. 4 Chociaż nie jest to absolutny wymóg w przypadku fotografowania dna oka smartfonem, egzaminatorzy mogą uznać te interfejsy filmowania/robienia zdjęć za pomocne w poprawie jakości ich zdjęć.

Pole widzenia zmienia się w zależności od siły dioptrii ręcznej soczewki oftalmoskopowej pośredniej. Obiektywy o mniejszej mocy (takie jak soczewki +15 D lub +20 D) zapewniają mniejsze pole widzenia przy większym powiększeniu.

Poufność danych osobowych zgodnie z ustawą o przenośności i odpowiedzialności w ubezpieczeniach zdrowotnych z 1996 r. (HIPAA), ustawą o ochronie danych z 1998 r. oraz ustawą o dostępie do dokumentacji medycznej z 1990 r. jest krytyczną kwestią w przypadku korzystania z kamer osobistych do rejestrowania informacji zdrowotnych. Robimy zdjęcia siatkówki w aplikacji elektronicznej dokumentacji medycznej (EMR) naszego instytutu, która umożliwia nagrywanie i przesyłanie poufnych obrazów pacjentów. Korzystanie z dedykowanych kamer, szyfrowanych telefonów i usług poczty e-mail zgodnych z HIPAA jest obowiązkowe w wielu instytutach w celu ochrony prywatności pacjentów.

Fotografia dna oka smartfonem to bezpieczna technika. Kim i in. wykazali, że latarka do aparatu iPhone 4 jest 10 razy mniej jasna niż konwencjonalne pośrednie światło oftalmoskopowe. 11 Chociaż może to zapewnić pacjentom większy komfort podczas obrazowania, ogranicza klarowność obrazu w obecności umiarkowanego lub znacznego zmętnienia podłoża. W tym samym badaniu poziom światła źródła światła smartfona był 150 razy niższy od limitu ustalonego przez Międzynarodową Organizację Normalizacyjną (ISO 15004-2.2) dla zagrożenia termicznego dla oczu i 240 razy niższy od tych limitów dla zagrożenia fotochemicznego. Chociaż natężenie światła i energia nie zostały zmierzone dla innych modeli smartfonów, sugeruje się, że mogą one być znacznie poniżej limitów zagrożenia. 11

Chociaż obrazy siatkówki uzyskane za pomocą smartfona mogą być porównywalne do zdjęć wykonanych przez kamerę do badania dna oka8,10, zarejestrowanie obrazu siatkówki w wysokiej rozdzielczości smartfona wymaga doświadczonego egzaminatora, dobrze rozszerzonej źrenicy, przezroczystego ośrodka ocznego i współpracującego pacjenta. Ponadto pole widzenia jest zwykle ograniczone w przypadku zdjęć dna oka smartfona, a tworzenie zdjęć montażowych o szerokim polu może być czasochłonne. Niemniej jednak fotografia dna oka za pomocą smartfona jest wyjątkową, prostą i niedrogą techniką, która umożliwia obrazową dokumentację zmian siatkówki w wielu warunkach klinicznych, w których obrazowanie siatkówki nie było wcześniej możliwe.

Oświadczenia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Brak prawa własności do zadeklarowania.

Podziękowania

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ta praca jest częściowo wspierana przez edukacyjny found FRS 445960. Chcielibyśmy podziękować Anh Tran, Juanowi Ortizowi i Ali Nazari za pomoc w przygotowaniu rysunku 2.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Ręczny obiektyw do smartfona high plus (+20 D)
Tropikamid 1%
Fenyloefryna 2,5%

Bibliografia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Lord, R. K., et al. Novel uses of smartphones in ophthalmology. Ophthalmology. 117 (6), 1274-1274 (2010).
  2. Chhablani, J., Kaja, S., Shah, V. A. Smartphones in ophthalmology. Indian J Ophthalmol. 60 (2), 127-131 (2012).
  3. Bolster, N. M., Giardini, M. E., Bastawrous, A. The Diabetic Retinopathy Screening Workflow: Potential for Smartphone Imaging. J Diabetes Sci Technol. 10 (2), 318-324 (2015).
  4. Haddock, L. J., Kim, D. Y., Mukai, S. Simple, Inexpensive Technique for High-Quality Smartphone Fundus Photography in Human and Animal Eyes. J Ophthalmol. , (2013).
  5. Maamari, R. N., et al. A mobile phone-based retinal camera for portable wide field imaging. Br J Ophthalmol. 98 (4), 438-441 (2014).
  6. Raju, B., Raju, N. S. Regarding fundus imaging with a mobile phone: a review of techniques. Indian J Ophthalmol. 63 (2), 170-171 (2015).
  7. Shanmugam, M. P., et al. Fundus imaging with a mobile phone: a review of techniques. Indian J Ophthalmol. 62 (9), 960-962 (2014).
  8. Adam, M. K., et al. Quality and Diagnostic Utility of Mydriatic Smartphone Photography: The Smartphone Ophthalmoscopy Reliability Trial. Ophthalmic Surg Lasers Imaging Retina. 46 (6), 631-637 (2015).
  9. Snead, M. P., Rubinstein, M. P., Jacobs, P. M. The optics of fundus examination. Surv Ophthalmol. 36 (6), 439-445 (1992).
  10. Russo, A., et al. Comparison of smartphone ophthalmoscopy with slit-lamp biomicroscopy for grading diabetic retinopathy. Am J Ophthalmol. 159 (2), 360-364 (2015).
  11. Kim, D. Y., Delori, F., Mukai, S. Smartphone photography safety. Ophthalmology. 119 (10), author reply 2201 2200-2201 (2012).

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Obrazowanie siatk wkisoczewka do oftalmoskopiirozszerzenie renicaparat w smartfoniesoczewka r cznazdj cie siatk wkinerw wzrokowyobrazowanie plamki tejkonsultacja telemedyczna

Powiązane artykuły