Ultra geniş açılı fundus görüntülemesinde yapay zeka ile kantitatif veri analizi kullanılarak prematüre retinopatisi tedavi sonuçlarının değerlendirilmesi
Assessment of treatment outcomes in retinopathy of prematurity using ai-based quantitative data analysis of ultra-widefield fundus images
- Tez No: 1016178
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ELÇİN SÜREN
- Tez Türü: Tıpta Uzmanlık
- Konular: Göz Hastalıkları, Eye Diseases
- Anahtar Kelimeler: Prematüre retinopatisi, anti‑vasküler endotelyal büyüme faktörü, ultra‑geniş açılı fundus görüntüleme, yapay zeka, retinal vasküler analiz, Retinopathy of prematurity, anti‑vascular endothelial growth factor, ultra‑widefield fundus imaging, artificial intelligence, retinal vascular analy
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sağlık Bilimleri Üniversitesi
- Enstitü: Antalya Eğitim ve Araştırma Hastanesi
- Ana Bilim Dalı: Göz Hastalıkları Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Amaç Bu çalışmada, prematüre retinopatisi (PR) nedeniyle anti‑vasküler endotelyal büyüme faktörü (anti‑VEGF) tedavisi uygulanan olgularda, tedavi öncesi ve sonrası elde edilen ultra‑geniş açılı fundus görüntülerinin yapay zeka destekli kantitatif analizinden elde edilen retinal vasküler ölçümlerin, hastalığın gerilemesini ve yeniden aktivasyonunu değerlendirmede kullanılabilirliğini araştırmayı amaçladık. Gereç ve Yöntem Tek merkezli ve retrospektif tasarımlı çalışmamıza, 2020–2024 yılları arasında Uluslararası Prematüre Retinopatisi Sınıflaması (ICROP) ölçütlerine göre tedavi endikasyonu olan ve intravitreal bevacizumab (0,625 mg) uygulanan 85 bebeğin 142 gözü dahil edildi. Olguların tedavi öncesinde (T0) ve tedavi sonrası dört izlem döneminde elde edilmiş ultra‑geniş açılı konfokal taramalı lazer oftalmoskop görüntüleri değerlendirildi. İzlem dönemleri tedavi sonrası 1–3 gün (T1), 4–8 gün (T2), 10–20 gün (T3) ve 21–40 gün (T4) olarak belirlendi. Damar segmentasyonu ve arter‑ven ayrımı, PR görüntülerinden oluşan bağımsız bir kalibrasyon setinde yeniden eğitilen iki derin öğrenme modeli ile gerçekleştirildi. Çalışma kapsamında geliştirilen Python tabanlı yarı otomatik yazılım ile her gözde dört retinal kadran için arter kalınlığı (A‑K), ven kalınlığı (V‑K), arter tortuosite indeksi (A‑TI) ve ven tortuosite indeksi (V‑TI) ölçüldü. Sürekli değişkenler Shapiro‑Wilk testinde normal dağılım göstermediğinden, tüm karşılaştırmalar non‑parametrik testlerle (Mann‑Whitney U ve Wilcoxon işaretli sıra) yürütüldü. Bulgular Tedavi edilen olguların ortalama doğum haftası 27±3, ortalama doğum ağırlığı 1051±472 g idi. Takip süresince olguların yüzde 6,3'ünde tekrar enjeksiyon, yüzde 25,4'ünde lazer tedavisi gereksinimi izlendi. Tedavi öncesi bazal değerler klinik gruplara göre karşılaştırıldığında, plus grubunda A‑K, V‑K, A‑TI ve V‑TI'nin tamamı preplus grubuna göre anlamlı düzeyde yüksek bulundu. En yüksek bazal değerler, agresif prematüre retinopatisi (A‑ROP) grubunda saptandı. Lazer tedavisi gereken olgularda tedavi öncesi A‑K ve V‑K lazer gerekmeyen olgulara göre daha düşük, V‑TI ise daha yüksek bulundu. Anti‑VEGF tedavisi sonrasında plus grubunda venöz ve arteriyel yanıt, plus hastalığın tanımıyla uyumluydu. V‑K'deki tedavi yanıtı dört izlem döneminin tamamında, A‑TI'deki tedavi yanıtı ise T2‑T0 dışındaki dönemlerde preplus grubuna göre anlamlı düzeyde fazla olduğu izlendi. Hastalığın en şiddetli formu olan A‑ROP grubunda dört parametredeki tedavi yanıtı, izlem dönemlerinin tamamına yakınında A‑ROP bulunmayan olgulara göre anlamlı düzeyde fazla olduğu izlendi. Zon 1 grubunda tedavi yanıtı, izlem dönemlerinin büyük bölümünde Zon 2 grubuna göre anlamlıydı. Evre grupları arasında ise tedaviye yanıt açısından genel olarak anlamlı fark saptanmadı; anlamlı fark yalnızca venöz kalınlıkta, dört izlem döneminin üçünde izlendi. Lazer tedavisi gereken olgularda tedavi yanıtı, lazer gerekmeyen olgulara göre daha düşüktü. Lazer gerekmeyen olgularda arteriyel tortuosite ve venöz kalınlık yanıtları, dört izlem döneminde yapılan sekiz karşılaştırmanın biri dışında anlamlı düzeyde daha fazlaydı. En belirgin fark, T4 döneminde arteriyel kalınlıkta saptandı. Arter ve venlerin tedaviye verdiği yanıt tortuosite ile kalınlık açısından birbirinden farklı izlendi. Plus, A‑ROP ve Zon 1 gruplarında ve lazer gerekmeyen olgularda bu tedavi yanıtı farkı, kalınlıkta venöz yanıt, tortuositede arteriyel yanıt lehine olmak üzere izlem dönemlerinin tamamına yakınında anlamlıydı. Lazer tedavisi gereken olgularda ise yalnızca bir dönemde anlamlı bulundu. Lazer tedavisi gereksinimi, doğum haftası 27 ve altında ve doğum ağırlığı 1000 g altında olan olgularda anlamlı düzeyde daha sıktı. Tekrar enjeksiyon gereken olguların tamamı 20–27 hafta grubunda yer aldı. Zon, evre ve plus grupları ile ek tedavi gereksinimi arasında anlamlı ilişki saptanmadı. Sonuç Prematüre retinopatisinde hastalık şiddeti zon, evre ve plus üzerinden değerlendirilmektedir. Bu çalışmada yapay zeka destekli kantitatif analizle ölçülen damar yanıtının esas olarak plus hastalığın kantitatif karşılığı olduğu, zon ile güçlü, evre ile zayıf ilişki gösterdiği ortaya konmuştur. Anti‑VEGF tedavisine verilen vasküler yanıt, hastalığın en şiddetli formları olan A‑ROP ve Zon 1 olgularında en yüksek düzeyde gözlenmiştir. Bu yanıt arter ve venlerde farklı düzeylerde gerçekleşmiş, kalınlıkta venöz, tortuositede arteriyel yanıt öne çıkmıştır. Tedaviye yeterli yanıt alınamayan ve lazer gereksinimi olan olgularda bu asimetrik yanıtın kaybolması, vasküler direncin erken bir göstergesidir. Yapay zeka destekli kantitatif analiz, tedaviye verilen yanıtı objektif biçimde ölçerek ve ek tedavi gereksinimini erken öngörerek prematüre retinopatisinin klinik karar süreçlerine katkı sağlayabilir.
Özet (Çeviri)
Purpose We aimed to evaluate whether quantitative retinal vascular measurements obtained through an artificial intelligence–assisted analysis of ultra‑widefield fundus images, acquired before and after treatment, can be used to assess disease regression and reactivation in infants treated with anti‑vascular endothelial growth factor (anti‑VEGF) for retinopathy of prematurity (ROP). Materials and Methods This single‑center, retrospective study included 142 eyes of 85 infants who received intravitreal bevacizumab (0.625 mg) between 2020 and 2024, with treatment indicated according to the International Classification of Retinopathy of Prematurity (ICROP) criteria. Ultra‑widefield confocal scanning laser ophthalmoscope images obtained before treatment (T0) and at four post‑treatment follow‑up periods were reviewed. The follow‑up periods were defined as 1–3 days (T1), 4–8 days (T2), 10–20 days (T3), and 21–40 days (T4) after treatment. Vessel segmentation and artery‑vein classification were performed with two deep learning models retrained on an independent calibration set of ROP images. A custom Python‑based semi‑automatic software computed arterial caliber (AC), venous caliber (VC), arterial tortuosity index (ATI), and venous tortuosity index (VTI) across four retinal quadrants in each eye. As continuous variables were not normally distributed on the Shapiro‑Wilk test, all comparisons were performed with non‑parametric tests (Mann‑Whitney U and Wilcoxon signed‑rank). Results The mean gestational age was 27±3 weeks and the mean birth weight was 1051±472 g. During follow‑up, a repeat injection was required in 6.3% and laser treatment in 25.4% of eyes. When baseline values were compared across clinical groups, AC, VC, ATI, and VTI were all higher in the plus group than in the preplus group. The highest baseline values were found in the aggressive retinopathy of prematurity (A‑ROP) group. In eyes that later required laser treatment, baseline AC and VC were lower, and VTI higher, than in eyes that did not. After anti‑VEGF treatment, the venous and arterial response in the plus group was consistent with the definition of plus disease. The treatment response in VC was greater than in the preplus group at all four follow‑up periods, and the response in ATI was greater at all periods except T2‑T0. In the A‑ROP group, which represents the most severe form of the disease, the response across all four parameters was greater than in eyes without A‑ROP at nearly all follow‑up periods. In the Zone 1 group, the response was greater than in the Zone 2 group at most periods. Across stage groups, no overall difference in treatment response was found; a significant difference was seen only in venous caliber, at three of the four follow‑up periods. In eyes that required laser treatment, the treatment response was weaker than in eyes that did not. In eyes that did not require laser, the arterial tortuosity and venous caliber responses were greater at all but one of the eight comparisons across the four follow‑up periods. The most pronounced difference was found in arterial caliber at T4. The arterial and venous responses to treatment differed between tortuosity and caliber. In the plus, A‑ROP, and Zone 1 groups and in eyes that did not require laser, this difference in treatment response was significant at nearly all follow‑up periods, favoring the venous response in caliber and the arterial response in tortuosity. In eyes that required laser treatment, it was significant at only one period. The need for laser treatment was more frequent in eyes with a gestational age of 27 weeks or below and a birth weight under 1000 g. All eyes that required a repeat injection belonged to the 20–27 weeks group. No significant relationship was found between the need for additional treatment and the zone, stage, or plus groups. Conclusion In retinopathy of prematurity, disease severity is assessed through zone, stage, and plus disease. This study shows that the vascular response measured by artificial intelligence–assisted quantitative analysis corresponds mainly to plus disease and is strongly related to zone but weakly related to stage. The vascular response to anti‑VEGF treatment was highest in the most severe forms of the disease, namely A‑ROP and Zone 1. This response differed between arteries and veins, with the venous response predominating in caliber and the arterial response in tortuosity. The loss of this asymmetric response in eyes that responded insufficiently and required laser treatment may serve as an early indicator of vascular resistance. By objectively measuring the vascular response to treatment and identifying eyes that require additional treatment at an early stage, artificial intelligence–assisted quantitative analysis may contribute to clinical decision‑making in retinopathy of prematurity.
Benzer Tezler
- Ovulasyon indüksiyonu tedavisinde folliküler gelişimin ultrasonografik takibi
Başlık çevirisi yok
MERİH BAYRAM
- Elektro-osmozun katkılı ve katkısız portland çimento harçlarına etkisi
Effect of electro-osmosis on portland cement mortars with admixture and non-admixture
FİKRET TÜRKER
- Streptozotosin ile deneysel diabet oluşturulan hayvanlarda bazı kan parametrelerinin incelenmesi
Başlık çevirisi yok
BELKİS ÜNVER
