ARTÍCULO ORIGINAL

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  ANÁLISIS DIGITAL DE LA PAPILA CON CÁMARA DE 
FONDO CONVENCIONAL: ESTUDIO DE VARIABILIDAD

DIGITAL ANALYSIS OF THE OPTIC DISC WITH FUNDUS
CAMERA: A STUDY OF VARIABILITY

GILI MANZANARO P¹, CARRASCO FONT C², MARTÍN RODRIGO JC¹, YANGÜELA RODILLA J¹,
ARIAS PUENTE A²

RESUMEN Propósito: Determinar la variabilidad de las mediciones de la papila óptica mediante técnicas de análisis digital con una cámara de fondo de uso clínico. Métodos: Empleamos una cámara de fondo ojo con sistema óptico telecéntrico (Zeiss FF 450 IR plus) y videocámara de color de alta resolución de 3 CCD. Utilizamos un sistema de análisis digital (Visupac 3.2.1) con sistemas de medición incorporando. El estudio de las imágenes obtenidas fue realizada por tres observadores con grados de experiencia distinto, que analizaron los diámetros papilares (horizontal y vertical) y el área papilar total, realizando un total de 180 mediciones. Resultados: Los coeficientes de variabilidad total para los parámetros estudiados presentaron un rango entre 1,04- 2,08%. La variabilidad debida al observador fue inferior en el oftalmólogo con más experiencia en análisis de imagen, oscilando en un rango entre 0,42-1,17% para las mediciones lineales (diámetro vertical y horizontal) y entre 0,60- 2,11% para las mediciones de área (área papilar total). Conclusiones: El análisis digital de las imágenes de papila obtenidas con cámaras de fondo convencionales con sistemas ópticos telecéntricos permiten realizar mediciones reproducibles, siendo de fácil aplicación en la práctica clínica. Palabras clave: Papila óptica, glaucoma, análisis digital imagen, cámara de fondo.

SUMMARY Purpose: To determine the variability of the measurements of the optic discs applying digital analysis techniques and working with a digital camera available for clinical use. Method: We used a fundus camera with telecentric optic system (Zeiss FF 450 IR plus) and a 3 CCD high resolution colour video camera. We used a digital analysis system (Visupac 3.2.1) equipped with measurement systems. The images were studied by three observers with different degrees of experience who analysed the optic disc diameters (horizontal and vertical) and the total optic disc area. 180 measurements were made. Results: The coefficient of total variability for the studied parameters presented a range from 1.04 to 2.08%. The variability attributable to the observer was found to be lower in the case of the observer with a higher imaging analysis experience, with a range from 0.42 to 1.17% for the lineal measurements (vertical and horizontal diameters) and from 0.60 to 2.11% for measurements of the area (total optic disc area). Conclusions: The digital analysis of optic disc images obtained with conventional fundus cameras, equipped with telecentric optic systems, allows reproducible measures and can be easily employed in clinical practice (Arch Soc Esp Oftalmol 2004; 79: 125-130). Key words: Optic disc, glaucoma, image processing, computer-assisted, fundus camera.

 

 

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Recibido: 13/11/04. Aceptado: 26/2/04
Unidad de Oftalmología. Fundación Hospital Alcorcón. Madrid.
¹ Licenciado en Medicina.
² Doctor en Medicina.
Comunicación presentada en el LXXVIII Congreso de la S.E.O. (Murcia 2002).
Los autores manifiestan que no tienen interés comercial ni han recibido apoyo económico.

Correspondencia:
Pablo Gili Manzanaro
Fundación Hospital Alcorcón
Unidad de Oftalmología
C./ Budapest, 1
28922 Alcorcón (Madrid)
España
E-mail: pgili@fhalcorcon.es

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INTRODUCCIÓN

El tamaño de disco óptico constituye el punto de referencia de todas las mediciones papilares y funduscópicas. La descripción del tamaño de muchas lesiones retinianas y su localización en diámetros papilares constituyen una práctica habitual en la exploración oftalmológica. Por otra parte, la importancia del tamaño papilar en la detección y progresión del daño glaucomatoso esta ampliamente documentado (1,2).

En la práctica clínica, la papila puede ser valorada por múltiples métodos: desde la estimación con oftalmoscopia, la medición con lámpara de hendidura y lentes convexas de alto poder (3), pasando por las técnicas de documentación fotográfica con cámaras de fondo y sistemas de análisis computerizado (4,5), o equipos más sofisticados basados en el láser confocal de barrido (SLO) (6,7) y cámaras estereoscópicas simultaneas (8).

La introducción durante los últimos años de técnicas de análisis digital de las imágenes ha permitido documentar y cuantificar las características de la papila: la forma y el tamaño de la papila, la excavación papilar y su relación con tamaño papilar, el anillo neurorretiniano (ANR), las áreas de atrofia parapapilar (alfa y beta), las hemorragias papilares, los vasos arteriolares y el estudio de la capa de fibras nerviosas (CFNR). Varios autores han estudiado el nivel de reproductibilidad de las mediciones papilares obtenidas por diferentes equipos de análisis de imagen (4,5).

El objetivo de este trabajo es determinar la variabilidad de las mediciones de la papila óptica mediante técnicas de análisis digital obtenidas con una nueva cámara de fondo convencional de uso clínico, con un sistema de medición incorporado de reciente comercialización.

MATERIAL Y MÉTODOS

Empleamos una cámara de fondo ojo con sistema óptico telecéntrico (Zeiss FF 450 IR plus) y videocámara de color de alta resolución de 3CCD (Sony Power HAD) (resolución 786 x 576 pixels). Utilizamos un sistema de análisis digital Visupac 451 (versión 3.2.1) con sistemas de medición incorporando.

Los sistemas ópticos telecéntricos se caracterizan por proporcionar una magnificación constante de los objetos, independientemente de la distancia de trabajo lo que permite realizar medidas de las estructuras, sin distorsión de las imágenes e independientemente de la distancia de trabajo. Por lo tanto, reduce la variabilidad de las mediciones.

El sistema de análisis digital Visupac 451, que trabaja con sistema operativo Windows 2000 profesional, ampliamente extendido y conocido, permite realizar mediciones lineales, mediciones de área, realizar un estudio por radios de la excavación papilar respecto área papilar total, establecer comparaciones evolutivas mediante superposición de imágenes, y realizar montajes tridimensionales con imágenes secuenciales en 3 D. Las imágenes captadas y archivadas conservan de manera automática la información de los parámetros empleados (ojo estudiado, cámara empleada, magnificación, intensidad de flash y otras características adicionales). Las mediciones y trazados realizados sobre las imágenes pueden archivarse, guardándose siempre la imagen original que ha sido estudiada.

En la captación de imágenes hemos empleado una videocámara para color 3 CCD (resolución 786 x 576 píxeles), por tratarse de un modelo ampliamente extendido la mayoría de los analizadores de imagen comercializados; pero el equipo dispone de cámaras de mayor resolución (Kodak Megaplus 1.6 i) (resolución 1280 x 1024 píxeles), con los que igualmente se puede realizar la captación de imágenes y su posterior medición.

Las imágenes de la papila estudiada se realizaron con los mismos parámetros de magnificación (ángulo 20º, magnificación 29x) e iluminación (flash intensidad 3, 8 Ws). Las imágenes fueron tomadas por un solo operador de forma secuencial en la misma sesión, fotografiándose alternativamente cada ojo de la paciente; entre cada imagen, el paciente se separaba y volvía a colocarse en la mentonera, realizando en cada nueva fotografía un ajuste del enfoque. Seleccionamos para el estudio las 10 imágenes mejores del ojo derecho.

Las 10 imágenes seleccionadas fueron analizadas por tres observadores con distinto grado de experiencia en el manejo de sistemas de análisis de imagen (observador 1 con mayor experiencia, observador 3 con menor experiencia) que valoraron el diámetro papilar horizontal y vertical, y el área papilar total, realizando un total de 180 mediciones. El análisis planimétrico se realizó de forma semiautomática con el sistema de medición incorporado del propio equipo, realizando mediciones lineales (para los diámetros) (fig. 1) y mediciones de área papilar seleccionando 3 puntos de la circunferencia papilar (fig. 2).

 
Fig. 1. Programa e imagen de papila. Medición del diámetro 
papilar: icono de medición y medición lineal (flechas blanco). 
Resultado de la medición expresado en mm (flecha negra).

 
Fig. 2. Programa e imagen de papila. Medición del área papilar:
 icono de medición y medición de área (flechas blanco). 
Resultado de la medición expresado en mm², trasladado a la imagen (flecha negra).

Calculamos los coeficientes de variabilidad (CV) de la siguiente forma:

- Los 3 observadores analizan las 10 imágenes de cada ojo, estudiando los 3 parámetros: Variabilidad total interimágenes.

- Seleccionamos 1 imagen (la más nítida y centrada). Esta imagen es analizada 10 veces por el observador 1, estudiando los 3 parámetros. Al tratarse de la misma imagen, las variaciones se deberan exclusivamente al observador: Variabilidad introducida por examinador (intraimagen).

- La imagen seleccionada es analizada 10 veces por el observador 2 y 3, comparando los resultados entre los observadores: Variabilidad interexaminador.

- Estudiamos los resultados de los tres parámetros estudiados (tomando como referencias las 10 mediaciones realizadas de cada paciente por los tres observadores): Variabilidad de los parámetros de estudio.

- Análisis estadístico: Estudiamos la reproductibilidad de las mediciones, analizando sus coeficientes de variación (división de la desviación estándar por la media), expresado en porcentajes. Un bajo coeficiente de variabilidad (CV) corresponde con un alto grado de reproductibilidad. Consideramos aceptables los CV inferiores al 5%.

RESULTADOS

Los coeficientes de variabilidad (CV) obtenidos fueron bajos, con cifras inferiores al 5% para todos los parámetros de estudio, tanto en el estudio de variabilidad total (CV entre 1,04% y 1,91%) como en la atribuida al observador (CV entre 0,42% y 2,11%):

- Variabilidad total (variabilidad interimagen) y variabilidad de los parámetros de estudio: La variabilidad total del proceso de medición, que incluía el análisis de las 10 imágenes del mismo paciente, realizada por los tres observadores, fue baja, con valores 1,15% y 1,91% para los diámetros horizontal y vertical, y 1,04% para el área papilar (tabla I).

- Variabilidad atribuida al observador (variabilidad intraimágen): La variabilidad del análisis de la misma imagen por cada observador, atribuible solo al operador, fueron para el diámetro horizontal entre 0,42 y 0,75%, para el diámetro vertical entre 0,59 y 1,17%, y para el área papilar total entre 0,60 y 2,11% (tabla II).

- Variabilidad interobservadores: Del estudio intraimagen se deducen las escasas diferencias entre los tres observadores, resultando coeficientes de variabilidad fueron ligeramente superiores para el observador con menos experiencia (tabla II).

DISCUSIÓN

Las técnicas de análisis digital de imagen son una poderosa herramienta para la documentación y la medición de las estructuras y lesiones de fondo de ojo. La aparición de nuevos equipos exige el estudio de la reproductibilidad de las mediciones, previa a la aceptación como técnica diagnóstica válida (4).

Las fuentes de variabilidad de las mediciones son múltiples: el sistema óptico, el programa de análisis, el observador (operador u operadores que realizan las mediciones), el paciente (debido a los movimientos oculares y posicionamiento de la cabeza) y las características de la estructura a medir (en nuestro caso el disco óptico).

Cada vez son más los modelos de análisis de imagen disponibles: el Topcon Imagenet (9), Rodenstock Optic Nerve Analyzer (10,11), Humphrey Retinal Analyzer (12), Scanning Laser Ophthalmoscope (SLO) (7,13), y Discam (Digital Stereo Camera) (8), entre otros.

En nuestro estudio hemos empleado una cámara de fondo de uso clínico (Zeiss FF 450 IR plus) con sistema óptico telecéntrico, con un nuevo software de análisis digital con sistema de medición incorporado (Visupac 451, versión 3.2.1), utilizando para la captación de imágenes una videocámara a color de 3 CCD (Sony Power Had). Aunque en este trabajo se ha empleado la medición de área circular (seleccionando 3 puntos), el programa permite dibujar elipses y formas irregulares (mediante polígonos, elipses o contornos trazados a pulso), pudiendo emplearse para medición de papilas y excavaciones de morfología irregular. La cámara de fondo empleada permite también realizar fotografías estereoscópicas secuenciales y grabar cada par de imágenes estéreo con una marca «S» (Estéreo ON) en el encabezamiento de las mismas. Para visualizar las imágenes estereoscópicas dispone de un «simulador 3D» que muestra alternativamente las dos imágenes de forma rápida, pudiendo variar la velocidad de alternancia. También puede complementarse el equipo con otros sistemas estereoscópicos: visualizadores estereoscópicos o gafas de cristal líquido sincronizadas con el monitor. Las fotografías estereoscópicas facilitarían la medición de la excavación papilar, uno de los parámetros papilares de más difícil cuantificación (8).

Los niveles de variabilidad de las mediciones papilares obtenidas con nuestro equipo son similares a las aportadas por otros autores (tabla III), con cifras inferiores a 5% en todos los parámetros estudiados: coeficiente de variabilidad (CV) de 1,04% para el área papilar y CV entre 1,15 y 2,08% para los diámetros papilares. Sánchez (4), empleando una cámara de fondo (Canon 60 CF Z) y un análisis digital (VAX-Kotron) obtiene CV entre 0,45% y 3,57% para el área del disco y 0,39% y 2,40% para el diámetro papilar. Larrosa (5), con la misma cámara de fondo y un análisis digital (Visiolog 4.1 Nosis SA) obtiene resultados similares, con CV inferiores a 3,28% para el área papilar.

Otros autores, como Garway-Heath (4), empleando el Heidelberg retinal tomograph (HRT), obtiene coeficientes de variación entre 2,4 y 4,4% para el área papilar. En el año 2000, Larrosa (7) empleando un láser confocal de barrido Rodenstock obtiene coeficientes de variabilidad entre 1,01 y 2,83% en el estudio de áreas papilares en sujetos normales, miopes y glaucomatosos. Shuttleworth (8), empleando una cámara tridimensional simultanea (Discam), publica coeficientes de variabilidad superiores para el estudio de la relación área de excavación/área papilar total (14,2%).

Uno de los principales factores de variabilidad es la atribuible al operador. Sánchez (4) publica una variabilidad atribuida al operador con un rango entre 0,17 y 5,73%, con cifras inferiores en nuestro estudio (CV entre 0,42 y 2,11%). Larrosa (7) atribuye al observador entre el 34-61% de la variabilidad de las mediciones de áreas de disco. En nuestro estudio, la escasa diferencia entre observadores con distinto grado de experiencia en el manejo de sistemas de análisis de imagen orientan hacia la facilidad de manejo del equipo y su sistema de medición. Esto permitiría utilizar este método de valoración de la papila también en las campañas de screening y detección precoz, pudiendo ser empleado por personal no especialista adecuadamente adiestrado.

En conclusión, la amplia difusión de las cámaras de fondo convencionales con sistemas de análisis digital, la facilidad de manejo de estos equipos y la baja variabilidad de las medidas obtenidas, permiten avalar esta técnica de medición como reproducible para su utilización en la práctica clínica.

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