Effectiveness and safety of screening for diabetic retinopathy with two nonmYdriatic digital images compared with the seven standard stereoscopic photographic fields

https://doi.org/10.1016/S0008-4182(03)80109-6Get rights and content

Abstract

Background: The use of nonmydriatic cameras, which offer ease of screening and 45° immediate imaging of the fundus, is gaining increasing acceptance for screening programs tailored to diverse conditions. We performed a study to evaluate the effectiveness and safety of screening for diabetic retinopathy with two nonmydriatic camera images compared with the seven standard stereoscopic 30° fields (7SF). We also wished to determine whether safe screening guidelines could be established to identify patients needing referral to an ophthalmologist.

Methods: In this prospective masked cross-sectional study, we evaluated agreement in the assessment of the severity of diabetic retinopathy by means of two 45° images centred on the optic disc and on the macula obtained with the Topcon CRW6 nonmydriatic camera and by means of 7SF photography and ophthalmologic slit-lamp biomicroscopy, both performed with pupil dilation. Between November 2000 and June 2001, 98 adult patients known to have type I or 2 diabetes mellitus who presented for the first time to the diabetic retinopathy clinic of a tertiary care centre in Montreal were enrolled consecutively. Thus, patient recruitment was weighted toward more severe retinopathy to ensure sufficient representation of less frequent but more severe levels. Each patient underwent nonmydriatic fundus photography of both eyes, followed by a complete ophthalmologic examination with pupil dilation by a single retina specialist and 7SF photography of both eyes with pupil dilation. The level of retinopathy was graded independently in each eye from the 7SF photographs according to the Early Treatment Diabetic Retinopathy Study (ETDRS) scale by two graders; an independent retina specialist adjudicated the rare instances of interreader disagreement in a masked fashion. Two months later, two graders independently graded the nonmydriatic images in a blinded fashion according to the ETDRS scale; a third observer adjudicated the rare instances of interreader disagreement. We measured concordance between grading results with the various screening techniques using the weighted and unweighted K statistic. We used sensitivity and specificity indices to determine safe screening guidelines to identify patients needing referral to an ophthalmologist.

Results: There was substantial agreement in the grading of retinopathy with nonmydriatic camera imaging and with 7SF photography, both for all eyes (κ = 0.626 [standard deviation (SD) 0.045]) and for the eye with more severe disease (κ = 0.654 [SD 0.063]). With nonmydriatic camera imaging, screening thresholds for patient referral to an ophthalmologist of very mild retinopathy (ETDRS grade 20), mild retinopathy (ETDRS grade 35) and moderate retinopathy (EDTRS grade 43) had sensitivity values of 97.9%, 97.1% and 53.3% respectively and specificity values of 81.3%, 95.5% and 96.9% respectively. Screening thresholds of very mild or mild retinopathy both correctly identified 100% of eyes with severe nonproliferative or proliferative retinopathy. With a screening threshold of mild retinopathy, screening with the nonmydriatic camera would lead to referral to an ophthalmologist of 37.8% of patients because of detected disease and of an additional 17.3% because of insufficient image quality in at least one eye, for a total of 55.1%. The overall sensitivity and specificity of a two-field nonmydriatic screening strategy with a threshold of mild retinopathy for referral of patients with insufficient image quality in at least one eye are 97.7% and 84.0% respectively.

Interpretation: Our results suggest that two-field nonmydriatic camera imaging is a safe screening strategy that may identify the patients with diabetes most in need of ophthalmologic care.

Résumé

Contexte: L'utilisation de la camera non-mydriatique qui produit des images immédiates de 45° du fond d'oeil est de plus en plus acceptée dans le cadre de programmes de dépistage. Cette étude avait pour objectif d'évaluer l'efficacité et la sécurité de procéder au dépistage de la rétinopathie diabétique à partir de deux champs de 45° de la caméra non-mydriatique comparativement aux sept champs stéréoscopiques standard de caméra 35 mm (7SF) et de déterminer des lignes directrices sécuritaires pour identifier les patients dépistés qui doivent être référés à un ophtalmologiste.

Méthodes: Lors de cette étude clinique comparative, prospective, transversale et masquée, nous avons évalué le niveau de gravité de la rétinopathie diabétique à partir d'une surface limitée du fond d'oeil correspondant à deux champs de caméra non-mydriatique de 45° centrés sur la papille et sur la macula obtenus avec la caméra non-mydriatique et celui déterminé par les photographies 7SF et par l'examen biomicroscopique ° la lampe à fente avec dilatation des pupilles. Entre novembre 2000 et juin 2001, 98 patients adultes reconnus comme ayant le diabéte sucré de type 1 ou 2, qui s'étaient présentés pour la premiére fois à la clinique de rétinopathie diabétique d'un centre de soins tertiaires de Montréal, furent inscrits consécutivement. Le recrutement des patients a partir d'un centre tertiaire a assuré une représentation suffisante des niveaux plus graves et moins fréquents de la maladie. On a procédé à la photographie non-mydriatique du fond d'oeil des deux yeux, suivie d'un examen oculaire complet avec dilatation de la pupille par un seul spécialiste de la rétine ainsi que de la photographie 7SF des deux yeux avec dilatation de la pupille. Le niveau de gravité de la rétinopathie a été determiné à partir des photographies 7SF selon l'échelle de gradation ETDRS (Early Treatment Diabetic Retinopathy Study) par deux lecteurs, à l'aveuglette et avec adjudication des rares cas de dissidence par un specialiste de la rétine. Deux mois aprés, les deux lecteurs ont évalué séparément et à l'aveuglette le degré de sévérité des clichés non-mydriatiques selon l'échelle ETDRS; un troisième observateur s'est prononcé sur les rares instances d'eéart entre les lecteurs. Nous avons mesuré la concordance entre les résultats de la gradation obtenus par les diverses techniques de dépistage à partir des analyses statistiques des κ pondérés et non ponderes. Nous avons utilisé les indices de sensibilité et de specificité pour déterminer les lignes directrices sécuritaires pour l'identification des patients qui doivent être référés en ophtalmologie.

Résultats: Nous avons mesuré une concordance substantielle de l'evaluation de la rétinopathie diabétique à partir des images obtenues avec la caméra non-mydriatique avec celles obtenues par la photographie 7SF pour tous les yeux (κ = 0,626 [écart type (ÉT) 0,045]) de même que pour les yeux les plus gravement touchés (κ = 0,654 [ÉT 0,063]). À partir des images provenant de la caméra non-mydriatique, le choix d'un seuil de référence à l'ophtalmologiste de rétinopathie très légère (gradation ETDRS 20), légère (gradation ETDRS 35) et modérée (gradation ETDRS 43) offre une sensibilite respectivement de 97,9 %, 97,1 % et 53,3 % et une specificite respectivement de 81,3 %, 95,5 % et 96,9 %. Le choix d'un seuil de référence de rétinopathie tres legere ou légère identifie correctement 100 % des yeux avec une rétinopathie non proliférante grave ou proliférante. Avec le choix d'un seuil de référence de rétinopathie legere, 37,8 % des patients sont référés à cause de la présence de la maladie et 17,3 % des patients sont référés a cause d'images de qualite insuffisante dans au moins un ceil. Une sensibilite globale de 97,7 % et une spécificité globale de 84,0 % résultent d'une telle stratégie de dépistage.

Interprétation: Nos résultats indiquent que l'imagerie à partir de deux champs de la camera non-mydriatique offre un procédé de dépistage sécuritaire permettant de reconnaître les patients diabétiques qui ont le plus besoin de soins en ophtalmologie.

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    This article has been peer-reviewed.

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    From the Hôpital Maisonneuve-Rosemont

    École d'optométrie, Université de Montréal, Montreal, Que.

    Currently with the Centre hospitalier universitaire de Nancy, Nancy, France

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