Wpływ stosowania różnych kamer dna oka i rozdzielczości obrazu na automatyczne pomiary parametrów naczyń siatkówki

Dlaczego zdjęcia oka mogą opowiadać różne historie

Lekarze coraz częściej wykorzystują fotografie tylnej części oka, aby dowiedzieć się o stanie serca i mózgu, ponieważ drobne naczynia krwionośne tam się znajdujące odzwierciedlają to, co dzieje się w reszcie organizmu. Jednak zdjęcia te wykonywane są wieloma różnymi aparatami i przy różnych ustawieniach. W badaniu postawiono proste, lecz kluczowe pytanie: czy te techniczne różnice potajemnie zmieniają wartości, które lekarze i badacze odczytują ze zdjęć oka — na przykład jak szerokie, skręcone lub złożone wydają się naczynia — na tyle, by wpływać na diagnozę i badania?

Patrząc na ciało przez oko

Naczynia krwionośne w siatkówce, światłoczułej warstwie z tyłu oka, można obserwować bezpośrednio i nieinwazyjnie. W ostatniej dekadzie duże badania wykazały, że szerokość, kształt i wzór rozgałęzień tych naczyń wiążą się z nadciśnieniem, cukrzycą, udarem, chorobami serca i nerek oraz niektórymi schorzeniami oczu. Aby przekształcić zdjęcia oka w użyteczne liczby, badacze stosują specjalistyczne programy komputerowe mierzące średnią szerokość naczyń, ich krętość oraz bogactwo rozgałęzień. Te pomiary są coraz częściej używane jako potencjalne wczesne sygnały chorób i markery do śledzenia efektów leczenia.

Jak badanie testowało kamery i ostrość obrazu

Autorzy pracowali na 54 zdjęciach oczu od 27 zdrowych dorosłych, każde wykonane tego samego dnia dwoma popularnymi kamerami dna oka różnych producentów. Wszystkie obrazy przeanalizowano tym samym półautomatycznym oprogramowaniem o nazwie VAMPIRE, które identyfikuje nerw wzrokowy, wyznacza główne tętnice i żyły oraz oblicza szerokość naczyń, tortuosity (jak bardzo naczynia są kręte) oraz miarę „fraktalną” opisującą złożoność sieci rozgałęzień. Najpierw porównano obrazy z obu kamer po przeskalowaniu ich do tej samej wielkości, tak aby różniły się jedynie sprzęt kamery i wbudowane przetwarzanie. Potem, używając zdjęć z jednej kamery, stworzono kilka wersji o stopniowo niższej rozdzielczości, by sprawdzić, jak sama ostrość obrazu wpływa na pomiary.

Co się zmieniło przy zamianie kamer

Nawet gdy badacze zmusili obrazy z obu kamer do posiadania tej samej liczby pikseli, mierzone cechy naczyń nie pokrywały się. Kluczowe wartości, takie jak średnia szerokość tętnic i żył oraz złożoność sieci naczyniowej, były systematycznie, choć umiarkowanie, różne między dwoma urządzeniami. Dla większości parametrów zgodność między kamerami oceniono jako słabą do umiarkowanej, co oznacza, że wartości uzyskane w jednym systemie nie mogą być bezpiecznie traktowane tak, jakby pochodziły z drugiego. Te niewielkie, ale konsekwentne przesunięcia najprawdopodobniej wynikają z różnic w optyce, sensorach i sposobie, w jaki każda kamera przetwarza kolor i kontrast przed zapisaniem obrazu.

Co się stało, gdy obrazy stały się bardziej rozpikselowane

Gdy ten sam oryginalny obraz oka zapisywano w coraz niższej rozdzielczości, oprogramowanie raportowało, że tętnice i żyły stają się szersze, a oba typy naczyń wyglądają na bardziej kręte. Jednocześnie obliczona złożoność sieci naczyniowej spadała, ponieważ drobne odgałęzienia ginęły w rozmyciu. Zmiany te narastały wraz ze spadkiem rozdzielczości. Testy statystyczne wykazały systematyczne i proporcjonalne odchylenia: przy niższej rozdzielczości oprogramowanie kompresowało zakres wartości, co utrudniało dostrzeganie subtelnych różnic między ludźmi oraz powodowało zawyżanie lub zaniżanie pomiarów w zależności od ich wartości wyjściowej. Niektóre podsumowujące wskaźniki, takie jak stosunek szerokości tętnicy do żyły, były mniej podatne na zmiany, lecz ich niezawodność również pogarszała się w miarę zubożenia obrazu.

Dlaczego to ma znaczenie dla pacjentów i badań

Główne przesłanie dla osób niebędących specjalistami jest takie, że liczby raportowane ze zdjęć oka nie są jedynie wyrazem biologii; kształtują je także użyta kamera i ostrość obrazu. Badania łączące zdjęcia z różnych urządzeń lub o różnych rozdzielczościach bez korekcji mogą wyciągać mylące wnioski, a lekarze nie powinni bezkrytycznie porównywać pomiarów wykonanych przy różnych ustawieniach, jakby były identyczne. Autorzy postulują, aby w przyszłości standaryzować obrazowanie dna oka na wysokiej, spójnej rozdzielczości oraz rozwijać metody korygujące różnice między kamerami, tak aby pomiary naczyń siatkówki mogły być wiarygodnymi i porównywalnymi markerami stanu naczyń krwionośnych.

Cytowanie: 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

Słowa kluczowe: obrazowanie siatkówki, kamery dna oka, rozdzielczość obrazu, biomarkery naczyniowe, automatyczna analiza obrazów