Contribución al análisis de registros de electrorretinografía multifocal para detección precoz de glaucoma
- Autores: Juan Manuel Miguel Jiménez
- Directores de la Tesis: Roman Blanco Velasco (dir. tes.), Luciano Boquete Vázquez (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Alcalá ( España ) en 2013
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Pedro de la Villa Polo (presid.), Rafael Barea Navarro (secret.), Carlos Amos Usanos (voc.), Jaime Tejedor Fraile (voc.), Javier Navallas Irujo (voc.)
- Materias:
- Enlaces
- Resumen
- español
La neuropatía óptica glaucomatosa es una de las enfermedades oftalmológicas crónicas que más prevalecen, afectando al 5% de la población mundial entre 40 y 60 años, llegando a causar ceguera irreversible en el paciente. Este es el motivo por el que se prioriza la detección precoz de la enfermedad mediante métodos de diagnosis sensibles y objetivos. Las técnicas actuales utilizadas en la clínica, muestran el estado retiniano del paciente de forma global, subjetiva, y estudiada visualmente por el facultativo (tonometría, perimetría automatizada, etc.), por lo que no muestran indicios glaucomatosos sobre la retina en fases iniciales de la enfermedad. Algunas de estas técnicas, como la campimetría, proporcionan resultados subjetivos que dependen de la percepción del propio paciente. Las tres características que tradicionalmente definían la presencia de glaucoma en un sujeto eran: una presión intraocular aumentada, cambios en la papila óptica y defectos en el campo visual. Más recientemente, se ha demostrado que puede haber una pérdida importante de células ganglionares de la retina y fibras nerviosas ópticas, antes de que aparezcan signos de pérdida funcional en la prueba de campo visual convencional. Otros estudios han revelado que aunque una presión intraocular elevada es uno de los principales factores de riesgo para el glaucoma, no todos los ojos glaucomatosos muestran tener una presión elevada. Algunos sujetos también pueden tolerar una presión intraocular mayor antes de que se produzca la pérdida de fibras nerviosas por glaucoma. Por lo tanto, la presencia de una presión intraocular elevada por sí sola no es suficiente para el diagnóstico de glaucoma. El electrorretinograma multifocal (mfERG) es una técnica novedosa que puede proporcionar información objetiva de la retina y un mapa de sensibilidades de la misma, con una resolución topográfica elevada. Sin embargo, mediante la utilización de los parámetros que actualmente se estudian con la técnica multifocal, amplitudes y latencias de la respuesta retiniana, no es posible discriminar la respuesta de las capas internas de la retina, especialmente involucradas en el proceso del glaucoma. En esta tesis se estudian las señales procedentes de registros mfERG, utilizando diversas técnicas matemáticas hasta ahora no aplicadas en este campo clínico. Estas técnicas son el análisis morfológico avanzado de las señales y la transformada wavelet, incluyendo su versión continua, discreta y de paquetes wavelet. Mediante el análisis morfológico es posible extraer un conjunto numeroso de parámetros sobre las señales mfERG, que permita una mejor caracterización de la respuesta retiniana, para luego clasificarlas como sanas o glaucomatosas con ayuda de una red neuronal. Por otra parte, la aplicación de la transformada wavelet a estos registros mfERG nos permite obtener una serie de marcadores de presencia de glaucoma, ante cambios frecuenciales sutiles en estadios precoces. En todos los casos, los valores de sensibilidad y especificidad que se obtienen son superiores a los conseguidos con las técnicas tradicionales utilizadas en el entorno clínico.
- English
Glaucomatous optic neuropathy is one of the most prevalent chronic eye diseases, affecting 5 % of the world population between 40 and 60 years, and causing irreversible blindness in the patient. This is the reason that prioritizes early detection of the disease by means of sensitive and objective diagnostic methods. Current techniques used in clinic are subjective and globally show the status of the patient’s retina. Visual examination by the physician (tonometry, automated perimetry, etc.) is often carried out, so it does not show signs of glaucomatous retina in early stages of the disease. Some of these techniques, such as perimetry, provide results that depend on the subjective perception of the patient.
The three characteristics that traditionally defined the presence of glaucoma in a subject were: increased intraocular pressure, changes in the optic disc and visual field defects. More recently, it has been shown that there can be a significant loss of retinal ganglion cells and optic nerve fibers, before any signs of functional loss appear in the conventional visual campimetry test. Other studies have shown that although elevated intraocular pressure is one of the main risk factors for glaucoma, glaucomatous eyes not always have shown a high pressure. Some subjects also can tolerate a higher intraocular pressure before the loss of nerve fibers by glaucoma occurs. Therefore, the presence of elevated intraocular pressure alone is not sufficient for the diagnosis of glaucoma.
The multifocal electroretinogram (mfERG) is a novel technique that can provide objective information and a sensitivity map of the retina, with a high topographic resolution. However, by using the parameters that are currently being studied with the multifocal technique, i.e., amplitudes and latencies of the retinal response, it is not possible to discriminate the response of the inner layers of the retina, especially involved in the glaucoma process. In this thesis, signals from mfERG records are studied, using various mathematical techniques not applied so far in this clinical field. These techniques are the advanced morphological analysis of signals and the wavelet transform, including its continuous, discrete and wavelet packet versions. Through the morphological analysis it is possible to extract a large set of parameters from mfERG signals, which allows a better characterization of the retinal response, and then classify them as healthy or glaucomatous using a neural network. Moreover, the application of the wavelet transform to these mfERG records allows us to obtain a set of markers for glaucoma, in the presence of subtle frequency changes in early stages. In all of the cases, the sensitivity and specificity values obtained are higher than those obtained with the traditional techniques used in the clinical setting
- español
