Auswirkung verschiedener Funduskameras und Bildauflösungen auf automatische Messungen retinaler Gefäßparameter

Warum Augenfotos unterschiedliche Geschichten erzählen können

Ärztinnen und Ärzte nutzen zunehmend Fotografien des Augenhintergrunds, um Erkenntnisse über Herz- und Gehirngesundheit zu gewinnen, weil die dort sichtbaren feinen Blutgefäße das Geschehen im übrigen Körper widerspiegeln. Diese Aufnahmen werden jedoch mit vielen verschiedenen Kameras und Einstellungen gemacht. Diese Studie stellt eine einfache, aber entscheidende Frage: Verändern diese technischen Unterschiede unbemerkt die Zahlen, die Ärztinnen, Ärzte und Forschende aus Augenfotos ablesen — etwa wie breit, gewunden oder komplex die Gefäße erscheinen — in einem Maße, das Diagnosen und Forschungsergebnisse beeinflussen kann?

Den Körper durch das Auge betrachten

Die Gefäße der Netzhaut, der lichtempfindlichen Schicht am Augenhintergrund, sind direkt und nicht invasiv sichtbar. In den letzten zehn Jahren haben große Studien gezeigt, dass Breite, Form und Verzweigungsmuster dieser Gefäße mit Bluthochdruck, Diabetes, Schlaganfall, Herz- und Nierenerkrankungen sowie bestimmten Augenleiden zusammenhängen. Um aus Augenfotos verwertbare Zahlen zu gewinnen, verwenden Forschende spezialisierte Computerprogramme, die die durchschnittliche Gefäßbreite, die Windung der Gefäße und die Dichte der Verzweigung messen. Diese Messgrößen werden zunehmend als potenzielle Frühwarnzeichen für Erkrankungen und als Marker zur Verfolgung von Behandlungseffekten genutzt.

Wie die Studie Kameras und Bildschärfe prüfte

Die Autorinnen und Autoren arbeiteten mit 54 Augenbildern von 27 gesunden Erwachsenen, jeweils am gleichen Tag mit zwei gängigen Funduskameras unterschiedlicher Hersteller aufgenommen. Sie analysierten alle Bilder mit derselben halbautomatischen Software namens VAMPIRE, die den Sehnerv erkennt, die Hauptarterien und -venen findet und Gefäßbreite, Tortuosität (wie gekrümmt die Gefäße sind) sowie eine „fraktale“ Größe berechnet, die die Komplexität des Verzweigungsnetzes erfasst. Zuerst verglichen sie Bilder der beiden Kameras, nachdem sie auf dieselbe Pixelgröße skaliert worden waren, sodass nur die Hardware und die eingebaute Bildverarbeitung der Kameras unterschiedlich blieben. Anschließend erzeugten sie aus Bildern einer einzelnen Kamera mehrere Versionen mit sukzessive geringerer Auflösung, um zu prüfen, wie allein die Bildschärfe die Messungen beeinflusst.

Was sich änderte, als die Kameras gewechselt wurden

Selbst wenn die Forschenden die Bilder beider Kameras auf dieselbe Pixelzahl zwangen, stimmten die gemessenen Gefäßmerkmale nicht überein. Wichtige Werte wie durchschnittliche Arterien- und Venenbreite sowie die Komplexität des Gefäßnetzwerks unterschieden sich systematisch, wenn auch moderat, zwischen den beiden Geräten. Für die meisten dieser Parameter war die Übereinstimmung zwischen den Kameras nur schwach bis mäßig, was bedeutet, dass Werte aus einem System nicht bedenkenlos so behandelt werden können, als stammten sie vom anderen. Diese kleinen, aber konsistenten Verschiebungen sind wahrscheinlich auf Unterschiede in Optik, Sensoren und der Art zurückzuführen, wie jede Kamera Farbe und Kontrast vor dem Speichern des Bildes verarbeitet.

Was passierte, als Bilder gröber wurden

Wenn dasselbe Originalbild bei immer niedrigerer Auflösung gespeichert wurde, meldete die Software, dass Arterien und Venen breiter erschienen und beide Gefäßtypen stärker tortuos wirkten. Gleichzeitig nahm die berechnete Komplexität des Gefäßnetzwerks ab, weil feine Verzweigungen im Weichzeichnen verloren gingen. Diese Effekte wurden mit abnehmender Auflösung größer. Statistische Tests zeigten systematische und proportionale Verzerrungen: Bei niedrigerer Auflösung komprimierte die Software den Wertebereich, wodurch subtile Unterschiede zwischen Personen schwerer erkennbar wurden und Messwerte je nach Ausgangsgröße verzerrt wurden. Einige zusammenfassende Verhältnisse, etwa das Verhältnis von Arterien- zu Venenbreite, waren weniger betroffen, doch auch ihre Zuverlässigkeit verschlechterte sich, je gröber die Bilder wurden.

Warum das für Patientinnen, Patienten und Forschung wichtig ist

Die Kernbotschaft für Nicht‑Spezialisten lautet: Die aus Augenfotografien berichteten Zahlen sind nicht rein biologisch; sie werden auch von der Kamera und der Bildschärfe mitgeprägt. Studien, die Fotos unterschiedlicher Geräte oder Auflösungen ohne Korrektur mischen, können irreführende Schlussfolgerungen liefern, und Ärztinnen und Ärzte sollten Messwerte aus verschiedenen Setups nicht unkritisch miteinander vergleichen. Die Autorinnen und Autoren plädieren dafür, die Netzhautimaging-Methoden künftig auf hohe, einheitliche Auflösung zu standardisieren und Verfahren zu entwickeln, die Unterschiede zwischen Kameras ausgleichen, damit Messungen retinaler Gefäße wirklich verlässliche, vergleichbare Marker der Gefäßgesundheit sein können.

Zitation: Cunnac, P., Boussat, B., Hogg, S. et al. Effect of using different fundus cameras and image resolutions on automatic measurements of retinal vascular parameters. Sci Rep 16, 14366 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44196-y

Schlüsselwörter: retinale Bildgebung, Funduskameras, Bildauflösung, gefäßbezogene Biomarker, automatisierte Bildanalyse