WO2022018701A1 - Method and device for the description of a field-of-view image - Google Patents

Method and device for the description of a field-of-view image Download PDF

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WO2022018701A1
WO2022018701A1 PCT/IB2021/056684 IB2021056684W WO2022018701A1 WO 2022018701 A1 WO2022018701 A1 WO 2022018701A1 IB 2021056684 W IB2021056684 W IB 2021056684W WO 2022018701 A1 WO2022018701 A1 WO 2022018701A1
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visual field
matrix
region
field image
level
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Application number
PCT/IB2021/056684
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Spanish (es)
French (fr)
Inventor
Paola Andrea AMAR SEPULVEDA
Patricia AMARIS
Oliver ANTEQUERA
Jorge José MARTÍNEZ RAMÍREZ
Silvia Carolina MORENO TRILLOS
Carlos Andrés OCHOA PERTUZ
Juan Pablo Pestana Nobles
Andrés Felipe QUINTERO PARRA
José Luis RODRÍGUEZ LOCARNO
Reynaldo Villarreal González
Luis José Escaf Jaraba
Original Assignee
Clínica Oftalmológica Del Caribe
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Filing date
Publication date
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B3/00Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
    • A61B3/02Subjective types, i.e. testing apparatus requiring the active assistance of the patient
    • A61B3/024Subjective types, i.e. testing apparatus requiring the active assistance of the patient for determining the visual field, e.g. perimeter types
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16HHEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H50/00ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
    • G16H50/20ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for computer-aided diagnosis, e.g. based on medical expert systems

Definitions

  • the present disclosure relates to methods for describing a visual field image. Particularly with methods for the description of the result of a visual field test delivered by visual campimetry equipment.
  • the visual field is determined by a portion of reality that the eye captures each time it pans around. It is determined by imaginary lines that outline a square or a rectangle, where all the elements contained in each scene that is captured in the direct vision of reality are located.
  • the width of the human visual field covers more or less 180 degrees, and only in a portion of those degrees are images clearly captured.
  • the visual field is measured by campimetry, which can be kinetic, with points of light moving inward until the observer can see them, or static, in which points of light are randomly lit on a white screen, so that the patient must press a button when visualizing the point.
  • campimetry can be kinetic, with points of light moving inward until the observer can see them, or static, in which points of light are randomly lit on a white screen, so that the patient must press a button when visualizing the point.
  • campimetry can be kinetic, with points of light moving inward until the observer can see them, or static, in which points of light are randomly lit on a white screen, so that the patient must press a button when visualizing the point.
  • Humphrey ® automatic visual field analyzer is the Humphrey ® automatic visual field analyzer.
  • the most widely used test patterns refer to 24 or 30 central degrees of vision, although most equipment allows the measurement of the entire visual field.
  • a visual field test is applied, which is also called visual perimetry. This test corresponds to a medical examination used to evaluate changes in the visual field.
  • Visual perimetry allows detecting defects in central and peripheral vision, it is used mainly to diagnose glaucoma, but it can also detect visual loss due to other causes, such as retinal diseases and optic nerve damage due to trauma, stroke or tumors.
  • the interpretation of the visual field test is carried out by an ophthalmology specialist, this interpretation implies the investment of a certain time while the ophthalmologist analyzes the test and provides the patient with a diagnosis.
  • Automated visual field analyzers such as the Humphrey ® Automated Visual Field Analyzer, have statistical databases of normal sensitivity values in different age ranges, which are used to compare with a patient's response.
  • the result of the visual field test is a standardized document that comprises different graphs and indicators that show the patient's visual sensitivity thresholds in different areas of the visual field compared to normal values.
  • a Probabilistic Multi-class Classifier for Structural Health discloses a procedure for identifying glaucomatous visual field loss after applying a standard automated perimetry procedure (SAP).
  • SAP standard automated perimetry procedure
  • 54 individual points are tested, and the threshold value calculated for that point is compared to a database of people with similar vision and
  • the methods used for the identification procedure are very complex and therefore may require a computer with great calculation power and take a long time to provide a result.
  • the document "Interpretation of Automated Perimetry for Glaucoma by Neural NetWork” discloses a method of interpreting automated perimetry for glaucoma through trained neural networks to classify patterns and be able to discriminate between a normal eye and eyes with glaucoma.
  • Methods for classification include expert systems, multivariable statistical classifiers (eg, discriminant analysis), and neural networks.
  • a neural network trained with the Backpropagation method is used to carry out a classification, finding a training of 1500 iterations as sufficient so that the percentage of concordance of the classification results between a human and a neural network of two layers is between 72% and 75%.
  • the methods used for the classification procedure require a large number of iterations to reach an acceptable percentage of agreement, so it can take a long time to reach an optimal percentage, in addition, the methods are very complex and therefore can require a computer with great calculation power and take a long time to give a result.
  • the present invention makes it possible to generate a description of the visual field result at the time the graphic map of the visual field image is entered into the system, reducing the time between performing the test and timely treatment of the patient. In this way, the present invention allows medical care to be provided to a greater number of people.
  • the present disclosure relates to methods for describing a visual field image. Particularly with methods for the description of the result of a visual field test delivered by an automatic visual field analyzer, such as the Humphrey ® perimeter or the Octupus ® perimeter.
  • One of the disclosed visual field image description methods comprises the following steps: a) obtain a graphic probability map of the visual field image, b) define levels of statistical significance, c) generate a first matrix assigning a value numerical value to each element of the matrix according to the levels of statistical significance and the graphical probability map of the visual field image, d) generate a second matrix with a set of numerical values adjacent to each other by applying a method of growth of region (130) with an initial value to the first array; and e) generating a list of classification results by applying a multiclass classification method to the second generated matrix, wherein the list of results describes the visual field image.
  • Another embodiment of the method comprises that in step c), conditions are checked iteratively based on the regions of a graphical probability map of the visual field image with pre-established significance levels to generate the first matrix.
  • step b Another embodiment of the method consists in that in step b), particular ranges are defined for the levels of significance.
  • step d the region growth method executes a series of steps according to a specific similarity criterion.
  • a specific embodiment corresponds to the fact that in step d2) of step d) the similarity criterion corresponds to a determined intensity level of a pixel.
  • Another embodiment of the method comprises a list of particular results that can be obtained in step e).
  • step e) corresponds to the fact that in step e) the applied multiclass classification method is based on the location of the values in the second matrix with respect to a blind spot region, a central fixation, a nasal region and a region paracentral of the graphical probability map of the visual field image.
  • a particular embodiment of the method consists in that in step e) specific conditions are followed based on particular statistical significance levels to generate a list with classification results.
  • Step e) in a specific embodiment, precedes a step f) in which said list of classification results is exported to a peripheral, such as a printer, printing said result.
  • You can also export the results list to a computer readable medium in a digital file that can be sent to a remote computer.
  • the results list can also be exported to a display device like those mentioned above such as a screen or projector.
  • the device for visual field description comprises a specific purpose computing unit and an image acquisition unit connected to the computing unit, where the computing unit is configured to execute the steps of each one. of the methods for visual field description above.
  • FIG. 1 shows a general flow chart of one of the methods disclosed herein.
  • FIG. 2 shows a specific flowchart of one of the methods disclosed herein.
  • FIG. 3 shows a pattern deviation map or pattern deviation probability plot of a visual field test for a left eye.
  • the present disclosure relates to methods for describing a visual field image. Particularly for the description of a visual field image of a campimetry report delivered by a visual campimetry equipment, visual perimetry or a visual field study. Said visual field image is used to assess alterations in the visual field of an individual.
  • visual perimetry equipment also corresponds to a visual perimetry device, perimeter or automated perimeter.
  • a result of a visual field test also corresponds to a visual field study or results report, which is a document delivered by a visual campimetry team and includes a graphic probability map of the visual field image, the latter is described later in this document.
  • the visual campimetry equipment from which the result of a visual field test can come can be a Humphrey ® campimeter or an Octopus ® campimeter, among others, although it should be understood in this disclosure that it is not limited only to these devices, but any other that generates a visual field result.
  • the disclosed methods can take the form of being an entire process or method with a series of steps or being a device that executes the series of steps of said process. or method.
  • the methods and systems may take the form of a computer program product on a computer-readable storage medium, having computer-readable program instructions, for example, a computer program that is incorporated or embedded in said storage medium. storage and subsequently executes each of the stages or steps of the disclosed method.
  • Current methods can take the form of a computer program that runs on the web. Any suitable computer-readable storage media may be used including hard drives, CD-ROMs, optical storage devices or magnetic storage devices and combinations of these.
  • the computer may include or be connected to a storage device, display device and/or a Human Interface Device (HID) such as a mouse, keyboard, it may also include peripherals such as an image acquisition device such as a scanner or a camera, may also be or include a specific or special purpose computing unit programmed to execute the method of this disclosure.
  • a storage device such as a display, keyboard, it may also include peripherals such as an image acquisition device such as a scanner or a camera, may also be or include a specific or special purpose computing unit programmed to execute the method of this disclosure.
  • HID Human Interface Device
  • a display device of the invention includes, without limitation, any device that can be connected to a computing unit and display its output.
  • a display device is selected from among others CRT (Cathode Ray Tube) monitor, flat screen, LCD liquid crystal display (Liquid Crystal Display), active matrix LCD, LCD Passive matrix LCD, LED screens, screen projectors, TV (4KTV, HDTV, Plasma TV, Smart TV), OLED screens (for Organic Light Emitting Diode), AMOLED screens (for Active Matrix Organic Light Emitting Diode), QD quantum dot displays, segment displays, among other devices capable of displaying data to a user, known to those skilled in the art, and combinations of these.
  • CTR Cathode Ray Tube
  • LCD liquid crystal display Liquid Crystal Display
  • active matrix LCD LCD Passive matrix LCD
  • LED screens screen projectors
  • OLED screens for Organic Light Emitting Diode
  • AMOLED screens for Active Matrix Organic Light Emitting Diode
  • an HID device for the acronym in English of Human Interface Device
  • the HID device allows entering initial configuration values of the method such as significance levels, seeds to start the processing of a visual field image, etc.
  • the image acquisition device can include sensors sensitive to the visible spectrum or to other portions of the electromagnetic spectrum, used to capture an image that is in the visual field of the same.
  • the image acquisition device is selected from the group consisting of compact cameras, APS (Advanced Photo System) cameras, SLR (Single Lens Reflex) cameras, digital cameras, TLR ( stands for Twin Lens Reflex), scanners and combinations of these.
  • a storage medium includes, but is not limited to, RAM memory (cache memory, SRAM, DRAM, DDR), ROM memory (Flash, Cache, hard drives, SSD, EPROM, EEPROM, removable ROM (eg SD (miniSD, microSD, etc), MMC (MultiMedia Card), Compact Flash, SMC (Smart Media Card), SDC (Secure Digital Card), MS (but not limited to Memory Stick), CD-ROM, Digital Versatile Disc (DVD) or other optical storage, magnetic cassettes, magnetic tape, storage or any other medium that can be used to store information and that can be accessed by a computing unit or a processing unit. Instructions, data structures, computer program modules are generally embedded in memory registers.
  • data structure is: a text sheet or a spreadsheet or a database.
  • the database can be selected from among others: hierarchical databases, network databases, transactional databases, relational databases, multidimensional databases, object-oriented databases, documentary data, deductive databases, and other databases known to a person of moderate skill in the art.
  • An example of a specific purpose device of the present invention is the one that has programmed the code or algorithm that describes each of the steps of the method sequentially.
  • the disclosed method allows to describe, in natural language, the result of the visual field test in which the following types of visual field defects are described: paracentral scotoma, nasal step, double nasal step, Seidel scotoma, single arcuate scotoma , elevational scotoma, double arcuate scotoma, double scotomas, scotomas located in the upper quadrant of the visual field, scotomas located in the lower quadrant of the visual field, and combinations of these.
  • FIG. 1 shows the general flow diagram of an embodiment of the visual field image description method comprising the following steps: a) obtain a graphic probability map of the visual field image (110), b) define levels of statistical significance, c) generate a first matrix assigning a numerical value to each element of the matrix according to the levels of statistical significance and the graphic probability map of the visual field image (120), d) generate a second matrix with a set of numeric values adjacent to each other by applying a region growth method (130) with an initial value to the first matrix, and e) generating a list with classification results by applying a multiclass classification method (140) to the second generated matrix; where the list of results describes the visual field image.
  • Step e) of generating the list with the classification results precedes a step f) in which said list of classification results is exported to a peripheral, such as a printer, printing said result.
  • a peripheral such as a printer
  • the results list can also be exported to a display device like those mentioned above such as a screen or projector.
  • the graphical probability map of the visual field image corresponds to a pattern deviation map or pattern deviation probability plot or PDPP (for the acronym in English Pattern Deviation Probability Plot).
  • This PDPP is a graph provided by a perimeter and is also known as a visual field test result.
  • Said PDPP corresponds to an image that describes the amount of loss of visual sensitivity and measures how different this value is compared to the value of a normal person of the same age.
  • Computerized perimeters commonly have databases with ranges of normal values for different ages that are used to generate the PDPP, particularly based on the result of a comparison of a measured visual sensitivity value and a reference value for an individual of the population. same age.
  • FIG. 3 shows an example of a visual field test pattern deviation map delivered by a perimeter.
  • Said map comprises two visual test pattern deviation maps, a first map corresponding to a total visual field test pattern deviation map (1) and a second map corresponding to a total visual field test pattern deviation map. pattern visual field (2).
  • the visual field test pattern deviation map further comprises significance levels.
  • both the total visual field examination pattern deviation map (1) and the visual field deviation map (2) comprise several regions of points that make up a pattern of significance and each pattern of significance is related to a level of significance represented in a white area in which they can be grouped up to a quantity of 6 by 7 black points or black pixels and a numerical value in percentages of 5 % and 2% and up to a quantity of 6 by 8 black points or black pixels and a numerical value in percentages of 1% and 0.5%.
  • the significance levels are related to said percentage value, which in turn is related to the significance pattern as indicated in the previous paragraph, as follows: a first significance pattern with 4 black dots in the white area when the significance is less than 5%, a second significance pattern with 16 black dots in the white area when the significance is less than 2%, a third significance pattern with 32 black dots when the significance level is less than 1%, and a fourth significance pattern with 48 black dots or an area of 6 by 8 black pixels when the significance level is less than 0.5%.
  • significance patterns are not limited by the number of points and that they generally represent a density of different points for the number of significance levels used. In other words, for the illustrated example, there are 4 levels of significance related to 4 patterns of significance that have different point or pixel densities between them.
  • the significance levels and their related significance patterns can be configured in the default perimeter, they can be acquired from a server with parameters defined configuration settings, or can be entered by a user.
  • a computer that executes the method can download the values of each of the significance levels from the network, which would allow these significance levels to be adjusted according to a specific geographical region where it is used to improve the results of the description. , given that said value of statistical significance may be associated with an ethnic or population factor.
  • the levels of statistical significance can be defined by a group of experts.
  • a first matrix is used that corresponds to a data array in a computer memory register in which a reading of the model deviation map of the model is stored sequentially. Examination of the visual field according to the patterns of significance, the matrix is useful for comparison operations to be performed on the values stored in it in the subsequent stages to obtain the regions of contiguous points to finally determine a particular value for a list of with classification results that are stored in another memory register. This will be explained in greater detail in each of the subsequent steps, and more specific modalities later.
  • the reading of the model deviation map can be done by means of a peripheral connected to the computer, for example a scanner or a camera, also directly from a file stored or downloaded in a memory register of said computer. .
  • the first matrix is generated by comparing the regions of the deviation map of the visual field test model with the patterns of significance, checking the following conditions: el) if the region of the map probability graph of the visual field image to compare is equal to the significance level, then assign a numerical value in the first matrix according to the significance level and compare another region of the probability graph map of the visual field image, c2) if the region of the graphical probability map of the visual field image to be compared is different from the level of significance, then compare the region of the graphical probability map of the visual field image with another level of significance defined in step b) , c3) if the region of the graphical probability map of the visual field image to be compared is different from all the significance levels defined in step b) e Then assign a default numerical value in the first matrix, where the default numerical value corresponds to the fact that the significance level of the region could not be determined, and c4) the process of step c) is repeated until all the regions are compared.
  • stage d) is executed in which the matrix of adjacent points is obtained, in which the region growth method is applied, which performs the following steps: di) select an element of the first matrix, d2) compare if the value of the selected element meets a similarity criterion with respect to a value of an element next to the selected element in the following way with the sub-steps: d21) if the value of the next element to the selected element meets with the similarity criterion and is not the last of the elements of the first array, then store in the second array the position of the adjacent element and return to step (di); d22) if the value of the element next to the selected element meets the similarity criterion and is the last of the elements of the first array, then store in the second array the position of the next element and finish; d23) if the value of the element next to the selected element does not meet the similarity criterion and is not the last element of the first
  • a multiclass classification is performed from the matrix of adjacent points obtained in step c).
  • Possible outcomes include paracentral scotoma, nasal step, double nasal step, Seidel scotoma, single arcuate scotoma, altitudinal scotoma, double arcuate scotoma, double scotomas, upper quadrant visual field scotomas, lower quadrant visual field scotomas. visual field and combinations of these.
  • the mentioned multiclass classification method is based on the location of the values in the second matrix with respect to a blind spot region, a central fixation, a nasal region and a paracentral region of the deviation map of the exam model. of the visual field.
  • the multiclass classification method of d) generates a list with classification results according to the following conditions: di) if in the second matrix there are at least three contiguous elements with a level of statistical significance less than 5%, at least two contiguous elements with a statistical significance level of less than 1%, which are in a range between 5 and 21 degrees central fixation, and not contiguous to the blind spot region, then enter a paracentral scotoma result in the results list (116); d2) if in the second matrix there are at least three contiguous elements in the second matrix with a statistical significance level of less than 5%, at least two contiguous elements with a statistical significance level of less than 1%, and any of these elements is found in the periphery
  • degrees of central fixation corresponds to a distance measured in degrees from the fixed point to which an individual looks during the course of a visual field test with a field meter.
  • the disclosed method in some embodiments, combines a statistical significance level matrix and a graphical probability map of the visual field image and a region growth method with a second matrix. Due to the use of a region growth method, it makes the description of the field exams more agile. visual, it also allows the method to be run on computers that have reduced computing power.
  • the region growth method is used to obtain a visual field image segmentation of the result of a visual field examination.
  • Said region growth method requires an initial seed point in the region where visual field image processing begins. Then from this seed point the neighboring pixels are calculated, and if they meet a similarity criterion then they are added to a region, using an array to store this value.
  • Said similarity criterion corresponds to whether the pixel intensity is below or above a predetermined threshold corresponding to a particular value of statistical significance. For example, if the pixel intensity is greater than a statistical significance value of 0.5%.
  • the process of calculating neighboring pixels is repeated for each pixel in the region, and the method continues until no more pixels are found that can be added to the region.
  • the regions grow by aggregating pixels similar in value with respect to a probability P that is used to perform the segmentation, and alternatively the method allows a user to select a set of seed points in the image. These seed points will serve as starting points for the region growth process, whereby the final number of regions is equal to or less than the number of seeds sown by the user.
  • the described method for describing a visual field image can be implemented on a web platform. This allows a user to execute the method and obtain the description of a visual field result from anywhere in the world.
  • step e) of generating a list with classification results the following conditions are checked: el) if there are at least three contiguous elements in the second matrix with a statistical significance level of less than 5%, at least two contiguous elements with statistical significance level less than 2%, which are in a range between 5 and 21 degrees from the central fixation, and not contiguous to the blind spot region, then enter a result of paracentral scotoma in the results list, e2) if in the second matrix there are at least three contiguous elements in the second matrix with a statistical significance level of less than 5%, at least two contiguous elements with a statistical significance level of less than 1%, and any of these elements is located on the periphery of the nasal region, then enter a nasal step result in the result list, e4) if there are more than five contiguous elements in the second array s
  • the possible results include: paracentral scotoma, nasal step, double nasal step, Seidel scotoma, single arcuate scotoma, altitudinal scotoma, double arcuate scotoma, double scotomas, scotomas located in the upper quadrant of the visual field, scotomas located in the lower quadrant of the visual field and combinations of these.
  • the disclosed method has a step subsequent to step e) in which a machine-readable document is generated showing the list of results from step e).
  • the device for the description of a visual field image comprises: a specific purpose computing unit; and an image acquisition unit connected to the computing unit, where the computing unit is configured to: a) obtain a graphic probability map of the visual field image with an image acquisition unit connected to a computation and store it in a memory register, b) define levels of statistical significance in the computation unit, c) generate a first matrix assigning a numerical value to each element of the matrix according to the levels of statistical significance and the graphic map of probability and storing it in a memory register, d) generating a second matrix with a set of numerical values adjacent to each other by applying a region growth method (130) with an initial value to the first matrix; and e) generating a list of classification results by applying a multiclass classification method (140) to the second generated matrix, wherein the list of results describes the visual field image.
  • a multiclass classification method 140
  • Step e) of generating the list with the classification results precedes a step f) in which said list of classification results is exported to a peripheral, such as a printer, printing said result.
  • a peripheral such as a printer
  • the results list can also be exported to a display device like those mentioned above such as a screen or projector.
  • a specific flow diagram of one of the methods disclosed herein is shown.
  • the diagram process is carried out at least twice.
  • a scan can be made in the superior hemisphere of the visual field in search of visual field defects, and subsequently, an exploration in the inferior hemisphere of the visual field can be carried out.
  • visual A particular condition is that visual field defects are found in both hemispheres of the visual field, which makes it possible to distinguish double visual field defects, such as arcuate scotoma.
  • a first step (100) you read the PDPP exam result.
  • Step (100) is equivalent to step a) described above.
  • reading the test result corresponds to acquiring it by means of an image acquisition device such as a scanner.
  • step (100) a step (101) is executed in which a conversion of the test result into a numerical matrix is carried out, this corresponds to generating a first matrix assigning a numerical value to each element of the matrix according to the statistical significance levels and the graphical probability map of the visual field image, which is the same as step c) described above.
  • a step (102) is continued in which a search is made for points in the nasal region that meet the condition of having a P ⁇ 5%, that is, a level of statistical significance less than 5%, subsequently a step (103) of growing the nasal region is executed, which corresponds to a step equal to step d) described above.
  • a step (104) is followed in which the condition of whether the nasal region has more than 3 points with P ⁇ 5% or whether the nasal region has more than 2 points with P ⁇ 1% is checked, if said condition is fulfilled, then a step (105) is passed in which a nasal step result is entered as in step d2) of step d).
  • a step (106) the points in the region adjacent to the blind spot with P ⁇ 5% are searched, that is, a level of statistical significance less than 5%, subsequently a step (107) is executed to grow the adjacent region , which corresponds to a stage equal to stage d) described above.
  • a step (108) is followed in which the condition of whether the adjacent region has more than 7 points and the nasal region has more than 1 point is checked, if said condition is fulfilled then a step (109) is passed in in which an arcuate scotoma result is entered as in step d5) of stage d).
  • step (110) is followed in which points are sought in the paracentral region with P ⁇ 5%, that is, a level of statistical significance less than 5%, subsequently it is executed a step (111) of growing the paracentral region, which corresponds to a step equal to step d) described above.
  • step (112) is followed in which the condition of whether the adjacent region is equal to the paracentral region is checked, if said condition is fulfilled then a step (113) is passed in the that a Seidel scotoma result is entered as in step d4) of step d).
  • step (115) is followed in which the condition of whether the paracentral region is greater than 3 points is checked, if said condition is met then a step (116) is passed. in which a paracentral scotoma result is entered as in step d4) of stage di).
  • a step is included in which a group of experts enter the configuration of the initial values of the method that correspond to criteria such as predetermined threshold, probability P, levels of statistical significance , number of pixels in an area that defines a pattern of statistical significance, size of the first matrix, size of the second matrix and seed value.
  • the configuration of the initial values of the method corresponds to a training step that can be executed iteratively before or during the execution of the steps of the disclosed method so that the method can give an interpretation of a visual field image accurately.
  • the disclosed method can be programmed in the specific purpose computing unit using a programming language selected from Java, JavaScript, Perl, PHP and Python C, C++, #C, Python, SQL, Swift, Ruby, Delphi, Visual Basic, D, and other programming languages known to a person of moderate skill. For example, Python.
  • open source libraries such as opencv can be used without being limited to these libraries.
  • the method can be executed from a Web Platform with the Django Framework.
  • the test included measurements in a sample of 212 visual field exams, said sample is composed of male and female individuals between 18 and 90 years of age.
  • Humphrey ® perimeters were used in a 24-2 SITA configuration, these in turn used machine learning with VFT algorithms (for the acronym in English of Value Function Transfer) each of the 212 visual field exams of the test are similar to those shown in FIG: 3.
  • Each sample visual field test was processed by the disclosed method, as follows: First, a graphic probability map of the visual field image of the first visual field test was obtained, then a level of statistical significance was defined as follows: a first level of significance between 5% and 2%, a second level of significance between 2% and 1%, a third significance level between 1% and 0.5% and a significance level of less than 0.5%.
  • a first matrix was generated assigning a numerical value to each element of the matrix according to the levels of statistical significance and the graphic probability map of the visual field image obtained.
  • a second matrix with a set of numerical values adjacent to each other was generated by applying a region growth method with an initial value to the first matrix; and finally, a list with classification results was generated by applying a multiclass classification method to the second generated matrix based on the location of the values in the second matrix with respect to a blind spot region, a central fixation, a nasal region and to a paracentral region of the graphical probability map of the visual field image.
  • the VFT has some defect but the prediction is negative.
  • the precision of the method refers to the ability of the method to interpret a visual field test with some specific defect of those visual fields that do not have a normal visual field result. To calculate the precision of the method, the following mathematical equation was used: Where Acc is the precision of the method. Substituting the values from Table 1 results in a precision of 97.64%.
  • the sensitivity of the method refers to the ability of the method to interpret a visual field test with some specific defect. To calculate the sensitivity of the method, the following mathematical equation was used:
  • Sen is the sensitivity of the method. Replacing the values in Table 1 results in a sensitivity of 98.91%.
  • Method specificity refers to the ability of the test to correctly identify visual field tests without any defects. To calculate the specificity of the method, the following mathematical equation was used:
  • Esp is the specificity of the method. Replacing the values in Table 1 results in a specificity of 96.66%.
  • the test likelihood ratio is defined as the ratio of expected test results in subjects with some (correctly predicted) defects on the visual field test to subjects with normal test.
  • LR+ is the probability index for positive results of the LR+ test. Substituting the values from Table 1 results in a likelihood ratio value for positive LR+ test results of 29.613.
  • the probability index for negative test results represents the ratio between the probability that an incorrect interpretation of the visual field test will occur in subjects with some defect and the probability that the same result will occur in subjects without any defect. in the visual field test.

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Abstract

The present invention relates to methods and a device for the description of a field-of-view image. Specifically, to methods for the description of the result of a field-of-view test provided by an automatic visual field analyser. One of the methods comprises the stages of obtaining a graphic probability map of the visual field image, defining levels of statistical significance, generating a first matrix in accordance with the levels of statistical significance and the probability map, generating a second matrix in accordance with a region growing method, and generating a list of classification results with a multi-class classification method. The device comprises a special-purpose computing unit and an image-acquisition unit connected to the special-purpose computing unit, said computing unit being configured to execute the methods disclosed.

Description

MÉTODO Y DISPOSITIVO PARA DESCRIPCIÓN DE IMAGEN DE CAMPO VISUAL METHOD AND DEVICE FOR VISUAL FIELD IMAGE DESCRIPTION
Campo técnico de la invención Technical field of the invention
La presente divulgación está relacionada con métodos para la descripción de una imagen de campo visual. Particularmente con métodos para la descripción del resultado de un examen de campo visual que entrega un equipo de campimetría visual. The present disclosure relates to methods for describing a visual field image. Particularly with methods for the description of the result of a visual field test delivered by visual campimetry equipment.
Descripción del estado de la técnica Description of the state of the art
El campo visual está determinado por una parcela de la realidad que capta el ojo cada vez que hace una panorámica del entorno. Está determinado por líneas imaginarias que perfilan un cuadrado o un rectángulo, en donde están ubicados todos los elementos contenidos en cada escena que se capta en la visión directa de la realidad. La amplitud del campo visual humano abarca más o menos 180 grados, y solo en una porción de esos grados se captan con nitidez las imágenes. The visual field is determined by a portion of reality that the eye captures each time it pans around. It is determined by imaginary lines that outline a square or a rectangle, where all the elements contained in each scene that is captured in the direct vision of reality are located. The width of the human visual field covers more or less 180 degrees, and only in a portion of those degrees are images clearly captured.
El campo visual se mide mediante la campimetría, que puede ser cinética, con puntos de luz que se mueven hacia dentro hasta que el observador puede verlos, o estática, en la que los puntos de luz se encienden aleatoriamente sobre una pantalla blanca, de manera que el paciente debe apretar un botón cuando visualiza el punto. El equipo más frecuentemente utilizado es el analizador automático de campo visual Humphrey®.The visual field is measured by campimetry, which can be kinetic, with points of light moving inward until the observer can see them, or static, in which points of light are randomly lit on a white screen, so that the patient must press a button when visualizing the point. The most frequently used equipment is the Humphrey ® automatic visual field analyzer.
Los patrones de examen más utilizados refieren a 24 o 30 grados centrales de visión, aunque la mayoría de los equipos permite medir el campo visual completo. Para detectar el glaucoma y otras enfermedades oculares, se aplica una prueba de campo visual que también es llamada perimetría visual, dicha prueba corresponde a un examen médico utilizado para evaluar las alteraciones del campo visual. La perimetría visual permite detectar defectos en la visión central y periférica, se usa principalmente para diagnosticar el glaucoma, pero también puede detectar la pérdida visual por otras causas, como enfermedades de la retina y daño del nervio óptico debido a traumatismos, accidentes cerebro vasculares o tumores. En la práctica la interpretación de la prueba de campo visual la lleva a cabo un especialista en oftalmología, dicha interpretación implica la inversión de un tiempo determinado mientras el oftalmólogo analiza la prueba y le brinda al paciente un diagnóstico. Los analizadores automáticos de campo visual, como el analizador automático de campo visual Humphrey®, tienen bases de datos de datos estadísticos con los valores de sensibilidad normales en diferentes rangos de edad, que se utilizan para comparar con la respuesta de un paciente. El resultado de la prueba de campo visual es un documento estandarizado que comprende diferentes gráficos e indicadores que muestran los umbrales de sensibilidad visual del paciente en diferentes áreas del campo visual en comparación con los valores normales. The most widely used test patterns refer to 24 or 30 central degrees of vision, although most equipment allows the measurement of the entire visual field. To detect glaucoma and other eye diseases, a visual field test is applied, which is also called visual perimetry. This test corresponds to a medical examination used to evaluate changes in the visual field. Visual perimetry allows detecting defects in central and peripheral vision, it is used mainly to diagnose glaucoma, but it can also detect visual loss due to other causes, such as retinal diseases and optic nerve damage due to trauma, stroke or tumors. In practice, the interpretation of the visual field test is carried out by an ophthalmology specialist, this interpretation implies the investment of a certain time while the ophthalmologist analyzes the test and provides the patient with a diagnosis. Automated visual field analyzers, such as the Humphrey ® Automated Visual Field Analyzer, have statistical databases of normal sensitivity values in different age ranges, which are used to compare with a patient's response. The result of the visual field test is a standardized document that comprises different graphs and indicators that show the patient's visual sensitivity thresholds in different areas of the visual field compared to normal values.
En el estado de la técnica, se identifican publicaciones relacionadas la descripción de una imagen de campo visual, como por ejemplo, los documentos,
Figure imgf000004_0001
Figure imgf000004_0002
In the state of the art, publications related to the description of a visual field image are identified, such as, for example, the documents,
Figure imgf000004_0001
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El documento "A Probabilistic Multi-class Classifier for Structural Health ” divulga un procedimiento de identificación de la pérdida de campo visual glaucomatosa después de aplicar un procedimiento automatizado de perimetría estándar (SAP por las siglas en inglés de Standar Automated Perimetry). En dicho procedimiento de identificación en un ejemplo en el que se utiliza un algoritmo de prueba Humphrey® 24-2, se prueban 54 puntos individuales, y el valor de umbral calculado para ese punto se compara con una base de datos de personas con una visión similar y de edad similar. Sin embargo, los métodos que utiliza para el procedimiento de identificación son muy complejos y por tanto pueden requerir de un equipo de cómputo de gran poder de cálculo y requerir mucho tiempo para dar un resultado. The document "A Probabilistic Multi-class Classifier for Structural Health" discloses a procedure for identifying glaucomatous visual field loss after applying a standard automated perimetry procedure (SAP). In said procedure In an example using a Humphrey ® 24-2 testing algorithm, 54 individual points are tested, and the threshold value calculated for that point is compared to a database of people with similar vision and However, the methods used for the identification procedure are very complex and therefore may require a computer with great calculation power and take a long time to provide a result.
De otra parte, el documento “ Interpretation of Automated Perimetry for Glaucoma by Neural NetWork” divulga un método de interpretación de perimetría automatizada para glaucoma mediante redes neuronales entrenadas para clasificar patrones y poder discriminar entre un ojo normal y ojos con glaucoma. Los métodos para clasificación incluyen sistemas expertos, clasificadores estadísticos multi-variable (por ejemplo, análisis discriminante) y redes neuronales. Se emplea en particular una red neuronal entrenada con el método de Backpropagation para realizar una clasificación, encontrando un entrenamiento de 1500 iteraciones como suficiente para que el porcentaje de concordancia de los resultados de clasificación entre un humano y una red neuronal de dos capas esté entre 72% y 75%. Sin embargo, los métodos que utiliza para el procedimiento de clasificación requieren de una gran cantidad de iteraciones para alcanzar un porcentaje de concordancia aceptable por lo que puede requerir de mucho tiempo para alcanzar un porcentaje óptimo, además los métodos son muy complejos y por tanto pueden requerir de un equipo de cómputo de gran poder de cálculo y requerir mucho tiempo para dar un resultado. On the other hand, the document "Interpretation of Automated Perimetry for Glaucoma by Neural NetWork" discloses a method of interpreting automated perimetry for glaucoma through trained neural networks to classify patterns and be able to discriminate between a normal eye and eyes with glaucoma. Methods for classification include expert systems, multivariable statistical classifiers (eg, discriminant analysis), and neural networks. In particular, a neural network trained with the Backpropagation method is used to carry out a classification, finding a training of 1500 iterations as sufficient so that the percentage of concordance of the classification results between a human and a neural network of two layers is between 72% and 75%. However, the methods used for the classification procedure require a large number of iterations to reach an acceptable percentage of agreement, so it can take a long time to reach an optimal percentage, in addition, the methods are very complex and therefore can require a computer with great calculation power and take a long time to give a result.
No obstante, el método divulgado en el documento “ Interpretation of Automated Perimetry for Glaucoma byNeural NetWork ” no divulga que se apliquen métodos multi- clase de crecimiento de región y árbol de decisión aunque si divulga que los métodos para clasificación incluyen sistemas expertos, clasificadores estadísticos multi-variable (como por ejemplo, análisis discriminante) y redes neuronales y que los campos visuales se evalúan buscando agrupación de diferentes cantidades de puntos adyacentes que superan un umbral de sensibilidad determinado para asociarlo a una condición particular. However, the method disclosed in the document "Interpretation of Automated Perimetry for Glaucoma by Neural NetWork" does not disclose that multi-class growth region and decision tree methods are applied, although it does disclose that the methods for classification include expert systems, statistical classifiers multi-variable (such as discriminant analysis) and neural networks and that the visual fields are evaluated looking for the grouping of different amounts of adjacent points that exceed a certain sensitivity threshold to associate it with a particular condition.
En la actualidad es común que pasen varios días antes de que el paciente reciba una descripción del examen del campo visual por falta de disponibilidad de médicos especialistas. El presente invento permite generar una descripción del resultado de campo visual al momento en que se ingrese el mapa gráfico de la imagen de campo visual al sistema, disminuyendo el tiempo entre la realización del examen y el tratamiento oportuno del paciente. De esta manera, el presente invento permite brindar atención médica a un mayor número de personas. Currently, it is common for several days to pass before the patient receives a description of the visual field test due to the lack of availability of medical specialists. The present invention makes it possible to generate a description of the visual field result at the time the graphic map of the visual field image is entered into the system, reducing the time between performing the test and timely treatment of the patient. In this way, the present invention allows medical care to be provided to a greater number of people.
Como es evidente existe la necesidad en el estado de la técnica de tener una descripción de examen visual que sea fiable y ágil, de esta forma es posible suministrar un tratamiento oportuno a un paciente además de permitir la atención médica a un mayor número de personas. Breve descripción de la invención As is evident, there is a need in the state of the art to have a visual examination description that is reliable and agile, in this way it is possible to provide timely treatment to a patient in addition to allowing medical care to a greater number of people. Brief description of the invention
La presente divulgación está relacionada con métodos para la descripción de una imagen de campo visual. Particularmente con métodos para la descripción del resultado de una prueba de campo visual que entrega un analizador automático de campo visual, como por ejemplo el campímetro Humphrey® o el campímetro Octupus®. Uno de los métodos de descripción de una imagen de campo visual divulgados comprende las siguientes etapas: a) obtener un mapa gráfico de probabilidad de la imagen de campo visual, b) definir niveles de significancia estadística, c) generar una primera matriz asignando un valor numérico a cada elemento de la matriz de acuerdo con los niveles de significancia estadística y el mapa gráfico de probabilidad de la imagen de campo visual, d) generar una segunda matriz con un conjunto de valores numéricos adyacentes entre sí al aplicar un método de crecimiento de región (130) con un valor inicial a la primera matriz; y e) generar una lista con unos resultados de clasificación al aplicar un método de clasificación multiclase a la segunda matriz generada, en donde la lista de resultados describe la imagen de campo visual. The present disclosure relates to methods for describing a visual field image. Particularly with methods for the description of the result of a visual field test delivered by an automatic visual field analyzer, such as the Humphrey ® perimeter or the Octupus ® perimeter. One of the disclosed visual field image description methods comprises the following steps: a) obtain a graphic probability map of the visual field image, b) define levels of statistical significance, c) generate a first matrix assigning a value numerical value to each element of the matrix according to the levels of statistical significance and the graphical probability map of the visual field image, d) generate a second matrix with a set of numerical values adjacent to each other by applying a method of growth of region (130) with an initial value to the first array; and e) generating a list of classification results by applying a multiclass classification method to the second generated matrix, wherein the list of results describes the visual field image.
Otra realización del método comprende que en la etapa c), se comprueben de forma iterativa condiciones con base en las regiones de un mapa gráfico de probabilidad de la imagen de campo visual con niveles de significancia prestablecidos para generar la primera matriz. Another embodiment of the method comprises that in step c), conditions are checked iteratively based on the regions of a graphical probability map of the visual field image with pre-established significance levels to generate the first matrix.
Otra realización del método consiste en que en la etapa b), se definen unos rangos particulares para los niveles de significancia. Another embodiment of the method consists in that in step b), particular ranges are defined for the levels of significance.
Otra realización particular del método consiste en que, en la etapa d), el método de crecimiento de región ejecuta una serie de pasos de acuerdo con un criterio de similitud específico. Another particular embodiment of the method consists in that, in step d), the region growth method executes a series of steps according to a specific similarity criterion.
Una realización específica corresponde a que en un paso d2) de la etapa d) el criterio de similitud corresponde a un nivel de intensidad determinado de un pixel. A specific embodiment corresponds to the fact that in step d2) of step d) the similarity criterion corresponds to a determined intensity level of a pixel.
Otra realización del método comprende una lista de resultados particulares que pueden ser obtenidos en la etapa e). Another embodiment of the method comprises a list of particular results that can be obtained in step e).
Otra realización del método corresponde a que en la etapa e) el método de clasificación multiclase aplicado se basa en la ubicación de los valores en la segunda matriz respecto a una región de punto ciego, a una fijación central, a una región nasal y a una región paracentral del mapa gráfico de probabilidad de la imagen de campo visual. Another embodiment of the method corresponds to the fact that in step e) the applied multiclass classification method is based on the location of the values in the second matrix with respect to a blind spot region, a central fixation, a nasal region and a region paracentral of the graphical probability map of the visual field image.
Una realización particular del método consiste en que en la etapa e) se siguen unas condiciones específicas con base a unos niveles de significancia estadística particulares para generar una lista con unos resultados de clasificación. La etapa e) en una modalidad específica, precede a una etapa f) en la cual se exporta dicha lista de resultados de clasificación a un periférico, como una impresora, imprimiendo dicho resultado. También puede exportar la lista de resultados a un medio legible por computador en un archivo digital que puede ser a su vez enviado a un equipo remoto. La lista de resultados también puede ser exportada a un dispositivo de visualización como los mencionados anteriormente tal como una pantalla o un proyector. A particular embodiment of the method consists in that in step e) specific conditions are followed based on particular statistical significance levels to generate a list with classification results. Step e) in a specific embodiment, precedes a step f) in which said list of classification results is exported to a peripheral, such as a printer, printing said result. You can also export the results list to a computer readable medium in a digital file that can be sent to a remote computer. The results list can also be exported to a display device like those mentioned above such as a screen or projector.
Por otra parte, el dispositivo para la descripción de campo visual, comprende una unidad de cómputo de propósito específico y una unidad de adquisición de imagen conectada a la unidad de cómputo, en donde la unidad de cómputo está configurada para ejecutar las etapas de cada uno de los métodos para la descripción de campo visual anteriores.On the other hand, the device for visual field description comprises a specific purpose computing unit and an image acquisition unit connected to the computing unit, where the computing unit is configured to execute the steps of each one. of the methods for visual field description above.
Breve descripción de las figuras Brief description of the figures
La FIG. 1 enseña un diagrama de flujo general de uno de los métodos divulgados en el presente documento. FIG. 1 shows a general flow chart of one of the methods disclosed herein.
La FIG. 2 enseña un diagrama de flujo específico de uno de los métodos divulgado en el presente documento. FIG. 2 shows a specific flowchart of one of the methods disclosed herein.
La FIG. 3 enseña un mapa de desviación del modelo o gráfico de probabilidad de desviación del modelo de un examen de campo visual para un ojo izquierdo. FIG. 3 shows a pattern deviation map or pattern deviation probability plot of a visual field test for a left eye.
Descripción detallada de la invención Detailed description of the invention
La presente divulgación está relacionada con métodos para la descripción de una imagen de campo visual. Particularmente para la descripción de una imagen de campo visual de un reporte de campimetría que entrega un equipo de campimetría visual, perimetría visual o de un estudio de campo visual. Dicha imagen de campo visual es empleada para valorar alteraciones del campo visual de un individuo. The present disclosure relates to methods for describing a visual field image. Particularly for the description of a visual field image of a campimetry report delivered by a visual campimetry equipment, visual perimetry or a visual field study. Said visual field image is used to assess alterations in the visual field of an individual.
Para la comprensión del presente documento, se entenderá que un equipo de campimetría visual, corresponde también a un dispositivo de perimetría visual, campímetro o perímetro automatizado. Un resultado de un examen de campo visual corresponde también a un estudio de campo visual o reporte de resultados que es un documento que entrega un equipo de campimetría visual y que incluye un mapa gráfico de probabilidad de la imagen de campo visual, este último se describe más adelante en este documento. Por otra parte, el equipo de campimetría visual del cual puede provenir el resultado de un examen de campo visual puede ser un campímetro Humphrey® o un campímetro Octopus®, entre otros, aunque se debe entender en la presente divulgación que no se limita únicamente a estos dispositivos, sino cualquier otro que genere un resultado de campo visual. For the understanding of this document, it will be understood that visual perimetry equipment also corresponds to a visual perimetry device, perimeter or automated perimeter. A result of a visual field test also corresponds to a visual field study or results report, which is a document delivered by a visual campimetry team and includes a graphic probability map of the visual field image, the latter is described later in this document. On the other hand, the visual campimetry equipment from which the result of a visual field test can come can be a Humphrey ® campimeter or an Octopus ® campimeter, among others, although it should be understood in this disclosure that it is not limited only to these devices, but any other that generates a visual field result.
Para propósitos de entendimiento de la presente divulgación, una persona medianamente versada en la materia entendería que los métodos divulgados pueden tomar la forma de ser enteramente un proceso o método con una serie de pasos o ser un dispositivo que ejecuta la serie de pasos de dicho proceso o método. Además, los métodos y sistemas pueden tomar la forma de un producto de programa de computadora en un medio de almacenamiento legible por computadora, que tiene instrucciones de programa legibles por computadora, por ejemplo, un programa informático que se incorpora o embebe en dicho medio de almacenamiento y que posteriormente ejecuta cada una de las etapas o pasos del método divulgado. Los métodos actuales pueden tomar la forma de un programa informático que se ejecuta en la web. Se puede utilizar cualquier medio de almacenamiento adecuado que sea legible por computadora incluidos discos duros, CD- ROM, dispositivos de almacenamiento óptico o dispositivos de almacenamiento magnético y combinaciones de estos. For purposes of understanding this disclosure, a person of ordinary skill in the art would understand that the disclosed methods can take the form of being an entire process or method with a series of steps or being a device that executes the series of steps of said process. or method. In addition, the methods and systems may take the form of a computer program product on a computer-readable storage medium, having computer-readable program instructions, for example, a computer program that is incorporated or embedded in said storage medium. storage and subsequently executes each of the stages or steps of the disclosed method. Current methods can take the form of a computer program that runs on the web. Any suitable computer-readable storage media may be used including hard drives, CD-ROMs, optical storage devices or magnetic storage devices and combinations of these.
Ahora bien, la computadora puede incluir o estar conectada a un dispositivo de almacenamiento, dispositivo de visualización y/o un Dispositivo de Interfaz Humana (HID, por las siglas en inglés de Human Interface Device) como mouse, teclado, puede incluir además periféricos como un dispositivo de adquisición de imágenes como un escáner o una cámara, además puede ser o incluir una unidad de cómputo de propósito especial o específico programada para ejecutar el método de esta divulgación. However, the computer may include or be connected to a storage device, display device and/or a Human Interface Device (HID) such as a mouse, keyboard, it may also include peripherals such as an image acquisition device such as a scanner or a camera, may also be or include a specific or special purpose computing unit programmed to execute the method of this disclosure.
Así las cosas, un dispositivo de visualización de la invención incluye, sin limitación cualquier dispositivo que pueda conectarse a una unidad de cómputo y mostrar su salida. Dicho dispositivo de visualización se selecciona entre otros de monitor CRT (por las siglas en inglés de Cathode Ray Tube), pantalla plana, pantalla de cristal líquido LCD (por las siglas en inglés de Liquid Crystal Display), pantalla LCD de matriz activa, pantalla LCD de matriz pasiva, pantallas LED, proyectores de pantallas, TV (4KTV, HDTV, TV de plasma, Smart TV), pantallas OLED (por las siglas en inglés de Organic Light Emitting Diode), pantallas AMOLED (por las siglas en inglés de Active Matrix Organic Light Emitting Diode), pantallas de puntos cuánticos QD (por las siglas en inglés de Quantic Display), pantallas de segmentos, entre otros dispositivos capaces de mostrar datos a un usuario, conocidos por los expertos en la técnica, y combinaciones de estos.Thus, a display device of the invention includes, without limitation, any device that can be connected to a computing unit and display its output. Such a display device is selected from among others CRT (Cathode Ray Tube) monitor, flat screen, LCD liquid crystal display (Liquid Crystal Display), active matrix LCD, LCD Passive matrix LCD, LED screens, screen projectors, TV (4KTV, HDTV, Plasma TV, Smart TV), OLED screens (for Organic Light Emitting Diode), AMOLED screens (for Active Matrix Organic Light Emitting Diode), QD quantum dot displays, segment displays, among other devices capable of displaying data to a user, known to those skilled in the art, and combinations of these.
Por su parte, un dispositivo HID (por las siglas en inglés de Human Interface Device) incluye, sin limitación, teclado, mouse, trackball, touchpad, dispositivo apuntador, joystick, pantalla táctil, entre otros dispositivos capaces de permitir que un usuario ingrese datos en la unidad de cómputo del dispositivo y combinaciones de estos. Por ejemplo, el dispositivo HID permite ingresar valores de configuración inicial del método como niveles de significancia, semillas para iniciar el procesamiento de una imagen de campo visual etc. For its part, an HID device (for the acronym in English of Human Interface Device) includes, without limitation, keyboard, mouse, trackball, touchpad, pointing device, joystick, touch screen, among other devices capable of allowing a user to enter data in the computing unit of the device and combinations of these. For example, the HID device allows entering initial configuration values of the method such as significance levels, seeds to start the processing of a visual field image, etc.
Por otra parte, el dispositivo de adquisición de imágenes puede incluir sensores sensibles al espectro visible o a otras porciones del espectro electromagnético, empleado para capturar una imagen que se encuentra en el campo visual de la misma. El dispositivo de adquisición de imágenes se selecciona del grupo conformado por cámaras compactas, cámaras APS (por las siglas en inglés de Advanced Photo System), cámaras réflex SLR (por las siglas en inglés de Single Lens Reflex), cámaras digitales, cámara TLR (por las siglas en inglés de Twin Lens Reflex), escáneres y combinaciones de estos. On the other hand, the image acquisition device can include sensors sensitive to the visible spectrum or to other portions of the electromagnetic spectrum, used to capture an image that is in the visual field of the same. The image acquisition device is selected from the group consisting of compact cameras, APS (Advanced Photo System) cameras, SLR (Single Lens Reflex) cameras, digital cameras, TLR ( stands for Twin Lens Reflex), scanners and combinations of these.
También, se debe entender en este documento que cuando se hace referencia a un medio de almacenamiento se incluyen, pero no se limita a, memorias RAM (memoria caché, SRAM, DRAM, DDR), memoria ROM (Flash, Caché, discos duros, SSD, EPROM, EEPROM, memorias ROM extraíbles (v.g. SD (miniSD, microSD, etc), MMC (por las siglas en inglés de MultiMedia Card ), Compact Flash, SMC (Smart Media Card), SDC (Secure Digital Card), MS (por las siglas en inglés de Memory Stick), entre otras)), CD- ROM, discos versátiles digitales (DVD por las siglas en inglés de Digital Versatile Disc) u otro almacenamiento óptico, casetes magnéticos, cintas magnéticas, almacenamiento o cualquier otro medio que pueda usarse para almacenar información y a la que se puede acceder por una unidad de cómputo o una unidad de procesamiento. En los registros de memoria generalmente se incorporan instrucciones, estructuras de datos, módulos de programas informáticos. Algunos ejemplos de estructura de datos son: una hoja de texto o una hoja de cálculo o una base de datos. Por su parte, la base de datos se puede seleccionar entre otras de: bases de datos jerárquicas, base de datos de red, bases de datos transaccionales, bases de datos relaciónales, bases de datos multidimensionales, bases de datos orientadas a objetos, bases de datos documentales, bases de datos deductivas y otras bases de datos conocidas por una persona medianamente versada en la materia. Also, it should be understood in this document that when referring to a storage medium, it includes, but is not limited to, RAM memory (cache memory, SRAM, DRAM, DDR), ROM memory (Flash, Cache, hard drives, SSD, EPROM, EEPROM, removable ROM (eg SD (miniSD, microSD, etc), MMC (MultiMedia Card), Compact Flash, SMC (Smart Media Card), SDC (Secure Digital Card), MS (but not limited to Memory Stick), CD-ROM, Digital Versatile Disc (DVD) or other optical storage, magnetic cassettes, magnetic tape, storage or any other medium that can be used to store information and that can be accessed by a computing unit or a processing unit. Instructions, data structures, computer program modules are generally embedded in memory registers. Some examples of data structure are: a text sheet or a spreadsheet or a database. For its part, the database can be selected from among others: hierarchical databases, network databases, transactional databases, relational databases, multidimensional databases, object-oriented databases, documentary data, deductive databases, and other databases known to a person of moderate skill in the art.
También se debe entender en este documento, que se describen realizaciones de los métodos que hacen referencia a diagramas de flujo o ilustraciones de métodos. Se entenderá que cada diagrama de flujo o ilustraciones de métodos, se pueden implementar por computadora como instrucciones del programa. Estas instrucciones de programa de computadora se pueden cargar en una computadora de propósito específico o especial o una unidad de cómputo de propósito específico u otra unidad de procesamiento de datos que sea programable, de modo que las instrucciones que se ejecutan en la computadora u otros datos programables son un medio para implementar funciones especificadas en los diagramas de flujo divulgados. It is also to be understood herein that embodiments of the methods are described with reference to flow charts or method illustrations. It will be understood that each flowchart or method illustrations may be computer implemented as program instructions. These computer program instructions can be loaded into a specific or special purpose computer or special purpose computing unit or other data processing unit that is programmable, so that the instructions that are executed on the computer or other data programmable are a means of implementing functions specified in the disclosed flowcharts.
Un ejemplo de un dispositivo de propósito específico del presente invento, es el que tiene programado el código o algoritmo que describe cada uno de los pasos del método de forma secuencial. An example of a specific purpose device of the present invention is the one that has programmed the code or algorithm that describes each of the steps of the method sequentially.
Ahora bien, el método divulgado permite describir, en lenguaje natural, el resultado del examen de campo visual en el cual se describen los siguientes tipos de defectos del campo visual: escotoma paracentral, escalón nasal, doble escalón nasal, escotoma Seidel, escotoma arqueado único, escotoma altitudinal, doble escotoma arqueado, escotomas dobles, escotomas ubicados en el cuadrante superior del campo visual, escotomas ubicados en el cuadrante inferior del campo visual y combinaciones de estos. Now, the disclosed method allows to describe, in natural language, the result of the visual field test in which the following types of visual field defects are described: paracentral scotoma, nasal step, double nasal step, Seidel scotoma, single arcuate scotoma , elevational scotoma, double arcuate scotoma, double scotomas, scotomas located in the upper quadrant of the visual field, scotomas located in the lower quadrant of the visual field, and combinations of these.
Haciendo referencia a la FIG. 1, se enseña el diagrama de flujo general de una realización del método de descripción de una imagen de campo visual que comprende las siguientes etapas: a) obtener un mapa gráfico de probabilidad de la imagen de campo visual (110), b) definir niveles de significancia estadística, c) generar una primera matriz asignando un valor numérico a cada elemento de la matriz de acuerdo con los niveles de significancia estadística y el mapa gráfico de probabilidad de la imagen de campo visual (120), d) generar una segunda matriz con un conjunto de valores numéricos adyacentes entre sí al aplicar un método de crecimiento de región (130) con un valor inicial a la primera matriz, y e) generar una lista con unos resultados de clasificación al aplicar un método de clasificación multiclase (140) ala segunda matriz generada; en donde la lista de resultados describe la imagen de campo visual. Referring to FIG. 1 shows the general flow diagram of an embodiment of the visual field image description method comprising the following steps: a) obtain a graphic probability map of the visual field image (110), b) define levels of statistical significance, c) generate a first matrix assigning a numerical value to each element of the matrix according to the levels of statistical significance and the graphic probability map of the visual field image (120), d) generate a second matrix with a set of numeric values adjacent to each other by applying a region growth method (130) with an initial value to the first matrix, and e) generating a list with classification results by applying a multiclass classification method (140) to the second generated matrix; where the list of results describes the visual field image.
La etapa e) de generar la lista con los resultados de clasificación, en una modalidad específica, precede a una etapa f) en la cual se exporta dicha lista de resultados de clasificación a un periférico, como una impresora, imprimiendo dicho resultado. También puede exportar la lista de resultados a un medio legible por computador en un archivo digital que puede ser a su vez enviado a un equipo remoto. La lista de resultados también puede ser exportada a un dispositivo de visualización como los mencionados anteriormente tal como una pantalla o un proyector. Step e) of generating the list with the classification results, in a specific embodiment, precedes a step f) in which said list of classification results is exported to a peripheral, such as a printer, printing said result. You can also export the results list to a computer readable medium in a digital file that can be sent to a remote computer. The results list can also be exported to a display device like those mentioned above such as a screen or projector.
Para la comprensión de este documento, el mapa gráfico de probabilidad de la imagen de campo visual corresponde a un mapa de desviación del modelo o gráfico de probabilidad de desviación del modelo o PDPP (por las siglas en inglés de Pattern Deviation Probability Plot). Este PDPP es gráfico que entrega un campímetro y también se conoce como resultado de examen de campo visual. For the understanding of this document, the graphical probability map of the visual field image corresponds to a pattern deviation map or pattern deviation probability plot or PDPP (for the acronym in English Pattern Deviation Probability Plot). This PDPP is a graph provided by a perimeter and is also known as a visual field test result.
Dicho PDPP corresponde a una imagen que describe la cantidad de pérdida de sensibilidad visual y mide qué tan diferente es este valor en comparación con el valor de una persona normal de la misma edad. Los campímetros computarizados comúnmente tienen bases de datos con rangos de valores normales para diferentes edades que se utilizan para generar el PDPP, particularmente se basa en el resultado de una comparación de un valor de sensibilidad visual medido y un valor de referencia para un individuo de la misma edad. Said PDPP corresponds to an image that describes the amount of loss of visual sensitivity and measures how different this value is compared to the value of a normal person of the same age. Computerized perimeters commonly have databases with ranges of normal values for different ages that are used to generate the PDPP, particularly based on the result of a comparison of a measured visual sensitivity value and a reference value for an individual of the population. same age.
Haciendo referencia a la FIG. 3, se enseña un ejemplo de un mapa de desviación del modelo del examen del campo visual que entrega un campímetro. Dicho mapa comprende dos mapas de desviación del modelo del examen visual, un primer mapa que corresponde a un mapa de desviación del modelo del examen del campo visual total (1) y un segundo mapa que corresponde a un mapa de desviación del modelo del examen del campo visual de patrón (2). El mapa de desviación del modelo del examen del campo visual comprende además niveles de significancia. Referring to FIG. 3 shows an example of a visual field test pattern deviation map delivered by a perimeter. Said map comprises two visual test pattern deviation maps, a first map corresponding to a total visual field test pattern deviation map (1) and a second map corresponding to a total visual field test pattern deviation map. pattern visual field (2). The visual field test pattern deviation map further comprises significance levels.
En el ejemplo, tanto el mapa de desviación del modelo de examen de campo visual total (1) como el mapa de desviación de campo visual (2) comprenden varias regiones de puntos que conforman un patrón de significancia y cada patrón de significancia está relacionado con un nivel de significancia representado en un área blanca en la que se pueden agrupar hasta una cantidad de 6 por 7 puntos negros o pixeles negros y un valor numérico en porcentajes de 5% y 2% y hasta una cantidad de 6 por 8 puntos negros o pixeles negros y un valor numérico en porcentajes de 1% y 0,5%. In the example, both the total visual field examination pattern deviation map (1) and the visual field deviation map (2) comprise several regions of points that make up a pattern of significance and each pattern of significance is related to a level of significance represented in a white area in which they can be grouped up to a quantity of 6 by 7 black points or black pixels and a numerical value in percentages of 5 % and 2% and up to a quantity of 6 by 8 black points or black pixels and a numerical value in percentages of 1% and 0.5%.
En el ejemplo particular al que hace referencia la FIG. 3 los niveles de significancia se relacionan con dicho valor porcentual que a su vez está relacionado con el patrón de significancia como se indicó en el párrafo anterior, de la siguiente manera: un primer patrón de significancia con 4 puntos negros en el área blanca cuando la significancia es menor al 5%, un segundo patrón de significancia con 16 puntos negros en el área blanca cuando la significancia es menor al 2%, un tercer patrón de significancia con 32 puntos negros cuando el nivel de significancia es menor al 1 % y un cuarto patrón de significancia con 48 puntos negros o un área de 6 por 8 pixeles negros cuando el nivel de significancia es menor al 0,5%. In the particular example referred to in FIG. 3 the significance levels are related to said percentage value, which in turn is related to the significance pattern as indicated in the previous paragraph, as follows: a first significance pattern with 4 black dots in the white area when the significance is less than 5%, a second significance pattern with 16 black dots in the white area when the significance is less than 2%, a third significance pattern with 32 black dots when the significance level is less than 1%, and a fourth significance pattern with 48 black dots or an area of 6 by 8 black pixels when the significance level is less than 0.5%.
Una persona medianamente versada en la materia entendería que los patrones de significancia no están limitados por el número de puntos y que estos representan de forma general una densidad de puntos diferentes para la cantidad de niveles de significancia usados. Es decir para el ejemplo ilustrado existen 4 niveles de significancia relacionado con 4 patrones de significancia que tienen densidades de puntos o pixeles diferentes entre ellos. A person of moderate skill in the art would understand that the significance patterns are not limited by the number of points and that they generally represent a density of different points for the number of significance levels used. In other words, for the illustrated example, there are 4 levels of significance related to 4 patterns of significance that have different point or pixel densities between them.
En la etapa b) del método, en la cual se definen los niveles de significancia descritos en el párrafo anterior, los niveles de significancia y sus patrones de significancia relacionados pueden estar configurados en el campímetro por defecto, pueden ser adquiridos desde un servidor con parámetros de configuración definidos, o pueden ser ingresados por un usuario. Por ejemplo un computador que ejecuta el método puede descargar los valores de cada uno de los niveles de significancia desde la red lo que permitiría ajustar dichos niveles de significancia de acuerdo a una región geográfica determinada donde se utilice para mejorar los resultados de la descripción, esto, dado que dicho valor de significancia estadística puede estar asociado a un factor étnico o poblacional. En otra realización de la etapa b) del método, los niveles de significancia estadística pueden ser definidos por un grupo de expertos. En la etapa c) del método de la presente divulgación, se emplea una primera matriz que corresponde a un arreglo de datos en un registro de memoria de una computadora en la que se almacena de una forma secuencial una lectura del mapa de desviación del modelo del examen del campo visual de acuerdo a los patrones de significancia, la matriz es útil para que se realicen operaciones de comparación a los valores en ella almacenados en las etapas subsiguientes para obtener las regiones de puntos contiguos para finalmente determinar un valor particular para una lista de con unos resultados de clasificación que se almacenan en otro registro de memoria. Esto se explicará con un mejor detalle en cada una de las etapas posteriores, y modalidades más específicas más adelante. In step b) of the method, in which the significance levels described in the previous paragraph are defined, the significance levels and their related significance patterns can be configured in the default perimeter, they can be acquired from a server with parameters defined configuration settings, or can be entered by a user. For example, a computer that executes the method can download the values of each of the significance levels from the network, which would allow these significance levels to be adjusted according to a specific geographical region where it is used to improve the results of the description. , given that said value of statistical significance may be associated with an ethnic or population factor. In another embodiment of step b) of the method, the levels of statistical significance can be defined by a group of experts. In step c) of the method of the present disclosure, a first matrix is used that corresponds to a data array in a computer memory register in which a reading of the model deviation map of the model is stored sequentially. examination of the visual field according to the patterns of significance, the matrix is useful for comparison operations to be performed on the values stored in it in the subsequent stages to obtain the regions of contiguous points to finally determine a particular value for a list of with classification results that are stored in another memory register. This will be explained in greater detail in each of the subsequent steps, and more specific modalities later.
En un ejemplo particular del método, la lectura del mapa de deviación del modelo se puede hacer mediante un periférico conectado a la computadora, por ejemplo un escáner o una cámara, también directamente de un archivo almacenado o descargado en un registro de memoria de dicha computadora. In a particular example of the method, the reading of the model deviation map can be done by means of a peripheral connected to the computer, for example a scanner or a camera, also directly from a file stored or downloaded in a memory register of said computer. .
En una realización específica del método, en la etapa c), se genera la primera matriz comparando las regiones del mapa de desviación del modelo del examen del campo visual con los patrones de significancia, comprobando las siguientes condiciones: el) si la región del mapa gráfico de probabilidad de la imagen de campo visual a comparar es igual al nivel de significancia entonces asignar un valor numérico en la primera matriz de acuerdo al nivel de significancia y comparar otra región del mapa gráfico de probabilidad de la imagen de campo visual, c2) si la región del mapa gráfico de probabilidad de la imagen de campo visual a comparar es diferente al nivel de significancia entonces volver a comparar la región del mapa gráfico de probabilidad de la imagen de campo visual con otro nivel de significancia definido en la etapa b), c3) si la región del mapa gráfico de probabilidad de la imagen de campo visual a comparar es diferente todos los niveles de significancia definidos en la etapa b) entonces asignar un valor numérico predeterminado en la primera matriz, donde el valor numérico predeterminado corresponde a que no se pudo determinar el nivel de significancia de la región, y c4) se repite el proceso de la etapa c) hasta que se comparen todas las regiones del mapa de desviación del modelo, generando así la primera matriz. Alternativamente luego de la etapa c), se ejecuta una etapa d) en la que se obtiene la matriz de puntos adyacentes, en la cual se aplica el método de crecimiento de regiones que realiza los siguientes pasos: di) seleccionar un elemento de la primera matriz, d2) comparar si el valor del elemento seleccionado cumple con un criterio de similitud respecto a un valor de un elemento contiguo al elemento seleccionado de la siguiente manera con los sub-pasos: d21) si el valor del elemento contiguo al elemento seleccionado cumple con el criterio de similitud y no es el último de los elementos de la primera matriz, entonces almacenar en la segunda matriz, la posición del elemento contiguo y volver al paso (di); d22) si el valor del elemento contiguo al elemento seleccionado cumple con el criterio de similitud y es el último de los elementos de la primera matriz, entonces almacenar en la segunda matriz, la posición del elemento contiguo y terminar; d23) si el valor del elemento contiguo al elemento seleccionado no cumple con el criterio de similitud y no es el último de los elementos de la primera matriz, entonces comparar con otro elemento contiguo al elemento seleccionado y volver al paso d2); y d24) si el valor del elemento contiguo al elemento seleccionado no cumple con el criterio de similitud y es el último de los elementos de la primera matriz, entonces terminar. In a specific embodiment of the method, in step c), the first matrix is generated by comparing the regions of the deviation map of the visual field test model with the patterns of significance, checking the following conditions: el) if the region of the map probability graph of the visual field image to compare is equal to the significance level, then assign a numerical value in the first matrix according to the significance level and compare another region of the probability graph map of the visual field image, c2) if the region of the graphical probability map of the visual field image to be compared is different from the level of significance, then compare the region of the graphical probability map of the visual field image with another level of significance defined in step b) , c3) if the region of the graphical probability map of the visual field image to be compared is different from all the significance levels defined in step b) e Then assign a default numerical value in the first matrix, where the default numerical value corresponds to the fact that the significance level of the region could not be determined, and c4) the process of step c) is repeated until all the regions are compared. of the pattern deviation map, thus generating the first matrix. Alternatively, after stage c), a stage d) is executed in which the matrix of adjacent points is obtained, in which the region growth method is applied, which performs the following steps: di) select an element of the first matrix, d2) compare if the value of the selected element meets a similarity criterion with respect to a value of an element next to the selected element in the following way with the sub-steps: d21) if the value of the next element to the selected element meets with the similarity criterion and is not the last of the elements of the first array, then store in the second array the position of the adjacent element and return to step (di); d22) if the value of the element next to the selected element meets the similarity criterion and is the last of the elements of the first array, then store in the second array the position of the next element and finish; d23) if the value of the element next to the selected element does not meet the similarity criterion and is not the last element of the first array, then compare with another element next to the selected element and go back to step d2); and d24) if the value of the element next to the selected element does not meet the similarity criterion and is the last of the elements of the first array, then terminate.
En una etapa e) del método, de forma subsiguiente a la etapa c), se realiza una clasificación multiclase a partir de la matriz de puntos adyacentes obtenida en la etapa c). Entre los resultados posibles se encuentran escotoma paracentral, escalón nasal, doble escalón nasal, escotoma Seidel, escotoma arqueado único, escotoma altitudinal, doble escotoma arqueado, escotomas dobles, escotomas ubicados en el cuadrante superior del campo visual, escotomas ubicados en el cuadrante inferior del campo visual y combinaciones de estos. In a step e) of the method, subsequent to step c), a multiclass classification is performed from the matrix of adjacent points obtained in step c). Possible outcomes include paracentral scotoma, nasal step, double nasal step, Seidel scotoma, single arcuate scotoma, altitudinal scotoma, double arcuate scotoma, double scotomas, upper quadrant visual field scotomas, lower quadrant visual field scotomas. visual field and combinations of these.
De forma general el método de clasificación multiclase mencionado se basa en la ubicación de los valores en la segunda matriz respecto a una región de punto ciego, a una fijación central, a una región nasal y a una región paracentral del mapa de desviación del modelo del examen del campo visual. Opcionalmente, en una realización particular del método, el método de clasificación multiclase de d) genera una lista con unos resultados de clasificación según las siguientes condiciones: di) si en la segunda matriz hay al menos tres elementos contiguos con nivel de significancia estadística menor al 5%, al menos dos elementos contiguos con nivel de significancia estadística menor al 1%, que se encuentren en un rango entre 5 y 21 grados de la fijación central, y no contiguo a la región de punto ciego, entonces ingresar un resultado de escotoma paracentral en la lista de resultados (116); d2) si en la segunda matriz hay al menos tres elementos contiguos en la segunda matriz con nivel de significancia estadística menor al 5%, al menos dos elementos contiguos con nivel de significancia estadística menor al 1%, y cualquiera de estos elementos se encuentra en la periferia de la región nasal, entonces ingresar un resultado de escalón nasal en la lista de resultados (105); d3) si en la segunda matriz hay más de cinco elementos contiguos en la segunda matriz, entonces ingresar un resultado de gran escalón nasal en la lista de resultados; d4) si en la segunda matriz hay al menos tres elementos contiguos con nivel de significancia estadística menor al 5%, al menos dos elementos contiguos con nivel de significancia estadística menor al 1%, contiguos a la región de punto ciego, y ninguno de los elementos contiguos que se extienden hasta la periferia de la región nasal, entonces ingresar un resultado de escotoma Seidel en la lista de resultados (114); d5) si en la segunda matriz hay al menos siete elementos contiguos a la región de punto ciego, cada uno con un nivel de significancia estadística menor al 1%, tres elementos contiguos que forman un escalón nasal en un mismo hemicampo visual, entonces ingresar un resultado de escotoma arqueado único en la lista de resultados (109); y cuando todos los puntos en el mismo hemicampo visual sobre el meridiano horizontal tienen un nivel de significancia estadística menor al 1%, entonces ingresar un resultado de escotoma altitudinal en la lista de resultados; en donde el hemicampo visual corresponde a la zona superior o inferior de la segunda matriz. In general, the mentioned multiclass classification method is based on the location of the values in the second matrix with respect to a blind spot region, a central fixation, a nasal region and a paracentral region of the deviation map of the exam model. of the visual field. Optionally, in a particular embodiment of the method, the multiclass classification method of d) generates a list with classification results according to the following conditions: di) if in the second matrix there are at least three contiguous elements with a level of statistical significance less than 5%, at least two contiguous elements with a statistical significance level of less than 1%, which are in a range between 5 and 21 degrees central fixation, and not contiguous to the blind spot region, then enter a paracentral scotoma result in the results list (116); d2) if in the second matrix there are at least three contiguous elements in the second matrix with a statistical significance level of less than 5%, at least two contiguous elements with a statistical significance level of less than 1%, and any of these elements is found in the periphery of the nasal region, then enter a nasal step result in the result list (105); d3) if in the second array there are more than five contiguous elements in the second array, then enter a large nasal step result in the result list; d4) if in the second matrix there are at least three contiguous elements with a statistical significance level of less than 5%, at least two contiguous elements with a statistical significance level of less than 1%, contiguous to the blind spot region, and none of the contiguous elements extending to the periphery of the nasal region, then enter a Seidel scotoma result in the result list (114); d5) if in the second matrix there are at least seven elements contiguous to the blind spot region, each with a statistical significance level of less than 1%, three contiguous elements that form a nasal step in the same visual hemifield, then enter a single arcuate scotoma result in the results list (109); and when all points in the same visual hemifield on the horizontal meridian have a statistical significance level of less than 1%, then enter an altitudinal scotoma result in the results list; where the visual hemifield corresponds to the upper or lower zone of the second matrix.
Para la compresión del presente documento se debe entender que cuando se hace referencia a los grados de fijación central corresponde a una distancia medida en grados desde el punto fijo al cual mira un individuo durante el transcurso de un examen de campimetría visual con un campímetro. For the understanding of this document, it should be understood that when referring to the degrees of central fixation, it corresponds to a distance measured in degrees from the fixed point to which an individual looks during the course of a visual field test with a field meter.
El método divulgado, en algunas modalidades combina una matriz de niveles de significancia estadística y un mapa gráfico de probabilidad de la imagen de campo visual y un método de crecimiento de región con una segunda matriz. Debido al uso de un método de crecimiento de región hace más ágil la descripción de los exámenes de campo visual, también permite que el método sea ejecutado en computadoras que tienen una capacidad reducida de cálculo. The disclosed method, in some embodiments, combines a statistical significance level matrix and a graphical probability map of the visual field image and a region growth method with a second matrix. Due to the use of a region growth method, it makes the description of the field exams more agile. visual, it also allows the method to be run on computers that have reduced computing power.
El método de crecimiento de región sirve para obtener una segmentación de la imagen de campo visual del resultado de un examen de campo visual. Dicho método de crecimiento de región requiere de un punto de semilla inicial en la región donde se inicia el procesamiento de la imagen de campo visual. Luego a partir de este punto de semilla se calculan los pixeles vecinos, y si cumplen con un criterio de similitud entonces se agregan a una región, empleando una matriz para almacenar este valor. Dicho criterio de similitud corresponde a si la intensidad de pixel se encuentra por debajo o por encima de un umbral predeterminado que corresponde a un valor particular de significancia estadística. Por ejemplo, si la intensidad del pixel es superior a un valor de significancia estadística de 0.5%. El proceso de calcular los pixeles vecinos se repite para cada pixel en la región, y el método continúa hasta que no se encuentren más pixeles que se puedan agregar a la región. The region growth method is used to obtain a visual field image segmentation of the result of a visual field examination. Said region growth method requires an initial seed point in the region where visual field image processing begins. Then from this seed point the neighboring pixels are calculated, and if they meet a similarity criterion then they are added to a region, using an array to store this value. Said similarity criterion corresponds to whether the pixel intensity is below or above a predetermined threshold corresponding to a particular value of statistical significance. For example, if the pixel intensity is greater than a statistical significance value of 0.5%. The process of calculating neighboring pixels is repeated for each pixel in the region, and the method continues until no more pixels are found that can be added to the region.
Opcionalmente, en este método, las regiones crecen mediante agregación de pixeles similares en valor respecto a una probabilidad P que se utiliza para realizar la segmentación y alternativamente el método permite que un usuario seleccione un conjunto de puntos semilla en la imagen. Estos puntos semillas servirán como puntos de comienzo del proceso de crecimiento de las regiones, con lo cual, el número final de regiones es igual o menor al número de semillas sembradas por el usuario. Optionally, in this method, the regions grow by aggregating pixels similar in value with respect to a probability P that is used to perform the segmentation, and alternatively the method allows a user to select a set of seed points in the image. These seed points will serve as starting points for the region growth process, whereby the final number of regions is equal to or less than the number of seeds sown by the user.
Para realizar la agregación de pixeles en el proceso de crecimiento de regiones se hace de acuerdo con el criterio de similitud explicado anteriormente. Sin embargo, otros criterios de similitud pueden ser la diferencia entre el valor del pixel a agregar y el valor de la semilla, o el valor medio de la región ya formada, sea menor que un umbral predeterminado, de forma análoga a como se explicó anteriormente. To carry out the pixel aggregation in the region growth process, it is done according to the similarity criterion explained above. However, other similarity criteria can be the difference between the value of the pixel to be added and the value of the seed, or the average value of the region already formed, being less than a predetermined threshold, analogously as explained above. .
Opcionalmente, el método para la descripción de una imagen de campo visual que se describe se puede implementar en una plataforma web. Lo anterior permite que un usuario pueda ejecutar el método y obtener la descripción de un resultado de campo visual desde cualquier parte del mundo. Optionally, the described method for describing a visual field image can be implemented on a web platform. This allows a user to execute the method and obtain the description of a visual field result from anywhere in the world.
Dicha descripción del examen de campo visual reporte puede generarse de forma asistida por un operador, o sin la intervención de un operador, es decir de forma automática. En una realización del método divulgado, en la etapa e) de generar una lista con unos resultados de clasificación se comprueban las siguientes condiciones: el) si en la segunda matriz hay al menos tres elementos contiguos con nivel de significancia estadística menor al 5%, al menos dos elementos contiguos con nivel de significancia estadística menor al 2%, que se encuentren en un rango entre 5 y 21 grados de la fijación central, y no contiguo a la región de punto ciego, entonces ingresar un resultado de escotoma paracentral en la lista de resultados, e2) si en la segunda matriz hay al menos tres elementos contiguos en la segunda matriz con nivel de significancia estadística menor al 5%, al menos dos elementos contiguos con nivel de significancia estadística menor al 1%, y cualquiera de estos elementos se encuentra en la periferia de la región nasal, entonces ingresar un resultado de escalón nasal en la lista de resultados, e4) si en la segunda matriz hay más de cinco elementos contiguos en la segunda matriz, entonces ingresar un resultado de gran escalón nasal en la lista de resultados, e5) si en la segunda matriz hay al menos tres elementos contiguos con nivel de significancia estadística menor al 5%, al menos dos elementos contiguos con nivel de significancia estadística menor al 1%, contiguos a la región de punto ciego, y ninguno de los elementos contiguos que se extienden hasta la periferia de la región nasal, entonces ingresar un resultado de escotoma Seidel en la lista de resultados, e6) si en la segunda matriz hay al menos siete elementos contiguos a la región de punto ciego, cada uno con un nivel de significancia estadística menor al 1%, tres elementos contiguos que forman un escalón nasal en un mismo hemicampo visual, entonces ingresar un resultado de escotoma arqueado único en la lista de resultados; y e7) cuando todos los puntos en el mismo hemicampo visual sobre el meridiano horizontal tienen un nivel de significancia estadística menor al 1%, entonces ingresar un resultado de escotoma altitudinal en la lista de resultados, en donde el hemicampo visual corresponde a una zona de la segunda matriz. Said description of the visual field test report can be generated assisted by an operator, or without the intervention of an operator, that is, automatically. In an embodiment of the disclosed method, in step e) of generating a list with classification results, the following conditions are checked: el) if there are at least three contiguous elements in the second matrix with a statistical significance level of less than 5%, at least two contiguous elements with statistical significance level less than 2%, which are in a range between 5 and 21 degrees from the central fixation, and not contiguous to the blind spot region, then enter a result of paracentral scotoma in the results list, e2) if in the second matrix there are at least three contiguous elements in the second matrix with a statistical significance level of less than 5%, at least two contiguous elements with a statistical significance level of less than 1%, and any of these elements is located on the periphery of the nasal region, then enter a nasal step result in the result list, e4) if there are more than five contiguous elements in the second array s in the second matrix, then enter a large nasal step result in the result list, e5) if in the second matrix there are at least three contiguous elements with statistical significance level less than 5%, at least two contiguous elements with level of statistical significance less than 1%, contiguous to the blind spot region, and none of the contiguous elements extending to the periphery of the nasal region, then enter a Seidel scotoma result in the results list, e6) if in the second matrix there are at least seven elements contiguous to the blind spot region, each with a statistical significance level of less than 1%, three contiguous elements that form a nasal step in the same visual hemifield, then enter a result of arcuate scotoma unique in the results list; and e7) when all points in the same visual hemifield on the horizontal meridian have a statistical significance level of less than 1%, then enter an altitudinal scotoma result in the results list, where the visual hemifield corresponds to a zone of the second array.
En otras realizaciones del método divulgado entre los resultados posibles se encuentran: escotoma paracentral, escalón nasal, doble escalón nasal, escotoma Seidel, escotoma arqueado único, escotoma altitudinal, doble escotoma arqueado, escotomas dobles, escotomas ubicados en el cuadrante superior del campo visual, escotomas ubicados en el cuadrante inferior del campo visual y combinaciones de estos. In other embodiments of the disclosed method, the possible results include: paracentral scotoma, nasal step, double nasal step, Seidel scotoma, single arcuate scotoma, altitudinal scotoma, double arcuate scotoma, double scotomas, scotomas located in the upper quadrant of the visual field, scotomas located in the lower quadrant of the visual field and combinations of these.
Opcionalmente, el método divulgado tiene una etapa posterior a la etapa e) en la que se genera un documento legible por computador en el que se muestra la lista de resultados de la etapa e). De otra parte el dispositivo para la descripción de una imagen de campo visual, comprende: una unidad de cómputo de propósito específico; y una unidad de adquisición de imágenes conectado a la unidad de cómputo, en donde la unidad de cómputo está configurada para: a) obtener un mapa gráfico de probabilidad de la imagen de campo visual con una unidad de adquisición de imágenes conectada a una unidad de cómputo y almacenarla en un registro de memoria, b) definir niveles de significancia estadística en la unidad de cómputo, c) generar una primera matriz asignando un valor numérico a cada elemento de la matriz de acuerdo con los niveles de significancia estadística y el mapa gráfico de probabilidad y almacenarla en un registro de memoria, d) generar una segunda matriz con un conjunto de valores numéricos adyacentes entre sí al aplicar un método de crecimiento de región (130) con un valor inicial a la primera matriz; y e) generar una lista con unos resultados de clasificación al aplicar un método de clasificación multiclase (140) a la segunda matriz generada, en donde la lista de resultados describe la imagen de campo visual. Optionally, the disclosed method has a step subsequent to step e) in which a machine-readable document is generated showing the list of results from step e). On the other hand, the device for the description of a visual field image comprises: a specific purpose computing unit; and an image acquisition unit connected to the computing unit, where the computing unit is configured to: a) obtain a graphic probability map of the visual field image with an image acquisition unit connected to a computation and store it in a memory register, b) define levels of statistical significance in the computation unit, c) generate a first matrix assigning a numerical value to each element of the matrix according to the levels of statistical significance and the graphic map of probability and storing it in a memory register, d) generating a second matrix with a set of numerical values adjacent to each other by applying a region growth method (130) with an initial value to the first matrix; and e) generating a list of classification results by applying a multiclass classification method (140) to the second generated matrix, wherein the list of results describes the visual field image.
La etapa e) de generar la lista con los resultados de clasificación, en una modalidad específica, precede a una etapa f) en la cual se exporta dicha lista de resultados de clasificación a un periférico, como una impresora, imprimiendo dicho resultado. También puede exportar la lista de resultados a un medio legible por computador en un archivo digital que puede ser a su vez enviado a un equipo remoto. La lista de resultados también puede ser exportada a un dispositivo de visualización como los mencionados anteriormente tal como una pantalla o un proyector. Step e) of generating the list with the classification results, in a specific embodiment, precedes a step f) in which said list of classification results is exported to a peripheral, such as a printer, printing said result. You can also export the results list to a computer readable medium in a digital file that can be sent to a remote computer. The results list can also be exported to a display device like those mentioned above such as a screen or projector.
Haciendo referencia a la FIG. 2, se enseña un diagrama de flujo específico de uno de los métodos divulgado en el presente documento. El proceso del diagrama se lleva a cabo al menos dos veces. En un ejemplo de ejecución del método, de forma general, en una primera secuencia de exploración se puede hacer un barrido en el hemisferio superior del campo visual en busca de defectos de campo visual, y posteriormente, hacer una exploración en el hemisferio inferior del campo visual. Una condición particular es que se encuentren defectos de campo visual en los dos hemisferios del campo visual, lo que hace posible que se distingan defectos de campo visual dobles, como por ejemplo, escotoma arqueado. En un primer paso (100) de leer el resultado del examen PDPP. El paso (100) es equivalente a la etapa a) descrita anteriormente. En una modalidad particular, leer el resultado del examen corresponde a adquirir por medio de un dispositivo de adquisición de imágenes como un escáner. Referring to FIG. 2, a specific flow diagram of one of the methods disclosed herein is shown. The diagram process is carried out at least twice. In an example of execution of the method, in general, in a first exploration sequence, a scan can be made in the superior hemisphere of the visual field in search of visual field defects, and subsequently, an exploration in the inferior hemisphere of the visual field can be carried out. visual. A particular condition is that visual field defects are found in both hemispheres of the visual field, which makes it possible to distinguish double visual field defects, such as arcuate scotoma. In a first step (100) you read the PDPP exam result. Step (100) is equivalent to step a) described above. In a particular embodiment, reading the test result corresponds to acquiring it by means of an image acquisition device such as a scanner.
Posterior al paso (100) se ejecuta un paso (101) en el cual se realiza una conversión del resultado del examen en una matriz numérica, esto corresponde a generar una primera matriz asignando un valor numérico a cada elemento de la matriz de acuerdo con los niveles de significancia estadística y el mapa gráfico de probabilidad de la imagen de campo visual, lo cual es igual a la etapa c) descrita anteriormente. After step (100) a step (101) is executed in which a conversion of the test result into a numerical matrix is carried out, this corresponds to generating a first matrix assigning a numerical value to each element of the matrix according to the statistical significance levels and the graphical probability map of the visual field image, which is the same as step c) described above.
Después del paso (101) se continúa con un paso (102) en el cual se realiza una búsqueda de puntos en la región nasal que cumplen con la condición de tener una P<5%, es decir, un nivel de significancia estadística menor al 5%, subsecuentemente se ejecuta un paso (103) de crecer la región nasal, que corresponde a una etapa igual a la etapa d) descrita anteriormente. Después se sique a un paso (104) en el que se comprueba la condición de si la región nasal tiene más de 3 puntos con P<5% o si la región nasal tiene más de 2 puntos con P<1%, si dicha condición se cumple entonces se pasa a un paso (105) en el que se ingresa un resultado de escalón nasal al igual que sucede en el paso d2) de la etapa d). After step (101), a step (102) is continued in which a search is made for points in the nasal region that meet the condition of having a P<5%, that is, a level of statistical significance less than 5%, subsequently a step (103) of growing the nasal region is executed, which corresponds to a step equal to step d) described above. Afterwards, a step (104) is followed in which the condition of whether the nasal region has more than 3 points with P<5% or whether the nasal region has more than 2 points with P<1% is checked, if said condition is fulfilled, then a step (105) is passed in which a nasal step result is entered as in step d2) of step d).
Luego en un paso (106) se buscan los puntos en la región adyacente al punto ciego con P<5%, es decir, un nivel de significancia estadística menor al 5%, subsecuentemente se ejecuta un paso (107) de crecer la región adyacente, que corresponde a una etapa igual a la etapa d) descrita anteriormente. Después se sique a un paso (108) en el que se comprueba la condición de si la región adyacente tiene más de 7 puntos y la región nasal más de 1 punto, si dicha condición se cumple entonces se pasa a un paso (109) en el que se ingresa un resultado de escotoma arqueado al igual que sucede en el paso d5) de la etapa d). Then in a step (106) the points in the region adjacent to the blind spot with P<5% are searched, that is, a level of statistical significance less than 5%, subsequently a step (107) is executed to grow the adjacent region , which corresponds to a stage equal to stage d) described above. Afterwards, a step (108) is followed in which the condition of whether the adjacent region has more than 7 points and the nasal region has more than 1 point is checked, if said condition is fulfilled then a step (109) is passed in in which an arcuate scotoma result is entered as in step d5) of stage d).
De lo contrario, si no se cumple la condición se sigue a un paso (110) en el que se buscan puntos en la región paracentral con P<5%, es decir, un nivel de significancia estadística menor al 5%, subsecuentemente se ejecuta un paso (111) de crecer la región paracentral, que corresponde a una etapa igual a la etapa d) descrita anteriormente. Después se sique a un paso (112) en el que se comprueba la condición de si la región adyacente es igual a la región paracentral, si dicha condición se cumple entonces se pasa a un paso (113) en el que se ingresa un resultado de escotoma Seidel al igual que sucede en el paso d4) de la etapa d). Otherwise, if the condition is not met, a step (110) is followed in which points are sought in the paracentral region with P<5%, that is, a level of statistical significance less than 5%, subsequently it is executed a step (111) of growing the paracentral region, which corresponds to a step equal to step d) described above. Afterwards, a step (112) is followed in which the condition of whether the adjacent region is equal to the paracentral region is checked, if said condition is fulfilled then a step (113) is passed in the that a Seidel scotoma result is entered as in step d4) of step d).
De lo contrario, si no se cumple la condición se sigue a un paso (115) en el que se comprueba la condición de si la región paracentral es mayor a 3 puntos, si dicha condición se cumple entonces se pasa a un paso (116) en el que se ingresa un resultado de escotoma paracentral al igual que sucede en el paso d4) de la etapa di). Otherwise, if the condition is not met, a step (115) is followed in which the condition of whether the paracentral region is greater than 3 points is checked, if said condition is met then a step (116) is passed. in which a paracentral scotoma result is entered as in step d4) of stage di).
El siguiente es el pseudocódigo particular que hace el procedimiento del método de crecimiento de región:
Figure imgf000020_0001
En una realización particular del método para la descripción de una imagen de campo visual se incluye un paso en el cual un grupo de expertos ingresan la configuración de los valores iniciales del método que corresponden a criterios como umbral predeterminado, probabilidad P, niveles de significancia estadística, número de pixeles en un área que define un patrón de significancia estadística, tamaño de la primera matriz, tamaño de la segunda matriz y valor de semilla.
The following is the particular pseudocode that does the region growth method procedure:
Figure imgf000020_0001
In a particular embodiment of the method for the description of a visual field image, a step is included in which a group of experts enter the configuration of the initial values of the method that correspond to criteria such as predetermined threshold, probability P, levels of statistical significance , number of pixels in an area that defines a pattern of statistical significance, size of the first matrix, size of the second matrix and seed value.
La configuración de los valores iniciales del método corresponde a una etapa de entrenamiento que se puede ejecutar de forma iterativa antes o durante la ejecución de las etapas del método divulgado para que el método pueda dar una interpretación de una imagen de campo visual de forma precisa. The configuration of the initial values of the method corresponds to a training step that can be executed iteratively before or during the execution of the steps of the disclosed method so that the method can give an interpretation of a visual field image accurately.
El método divulgado puede ser programado en la unidad de cómputo de propósito específico empleado un lenguaje de programación que se selecciona de Java, JavaScript, Perl, PHP y Phyton C, C++, #C, Python, SQL, Swift, Ruby, Delphi, Visual Basic, D, y otros lenguajes de programación conocidos por una persona medianamente versada en la materia. Por ejemplo, Python. The disclosed method can be programmed in the specific purpose computing unit using a programming language selected from Java, JavaScript, Perl, PHP and Python C, C++, #C, Python, SQL, Swift, Ruby, Delphi, Visual Basic, D, and other programming languages known to a person of moderate skill. For example, Python.
Por otro lado, para el procesamiento de las imágenes de campo visual se puede hacer uso de librerías de código abierto como opencv sin estar limitado a estas librerías. On the other hand, for the processing of visual field images, open source libraries such as opencv can be used without being limited to these libraries.
Asimismo, el método puede ser ejecutado desde una Plataforma Web con el Framework Django. Likewise, the method can be executed from a Web Platform with the Django Framework.
Los inventores pusieron a prueba el método divulgado para obtener sus valores de precisión, sensibilidad, especificidad, probabilidad relación y ROC / AUC. The inventors tested the disclosed method for its accuracy, sensitivity, specificity, likelihood ratio, and ROC/AUC values.
La prueba comprendió mediciones en una muestra de 212 exámenes de campo visual, dicha muestra está compuesta por individuos hombres y mujeres entre 18 y 90 años de edad. Para la prueba se emplearon campímetros Humphrey® en una configuración 24-2 SITA, estos a su vez utilizaban machine learning con algoritmos VFT (por las siglas en inglés de Valué Function Transfer) cada uno de los 212 exámenes de campo visual de la prueba son similares a las que se muestran en la FIG: 3. Cada examen de campo visual de muestra fue procesado por el método divulgado, de la siguiente manera: Primero, se obtuvo un mapa gráfico de probabilidad de la imagen de campo visual del primer examen de campo visual, posteriormente se definió un niveles de significancia estadística así: un primer nivel de significancia entre 5% y 2%, un segundo nivel de significancia entre 2% y 1%, un tercer nivel de significancia entre 1% y 0,5% y un nivel de significancia menor a 0,5%. The test included measurements in a sample of 212 visual field exams, said sample is composed of male and female individuals between 18 and 90 years of age. For the test, Humphrey ® perimeters were used in a 24-2 SITA configuration, these in turn used machine learning with VFT algorithms (for the acronym in English of Value Function Transfer) each of the 212 visual field exams of the test are similar to those shown in FIG: 3. Each sample visual field test was processed by the disclosed method, as follows: First, a graphic probability map of the visual field image of the first visual field test was obtained, then a level of statistical significance was defined as follows: a first level of significance between 5% and 2%, a second level of significance between 2% and 1%, a third significance level between 1% and 0.5% and a significance level of less than 0.5%.
Con esto se generó una primera matriz asignando un valor numérico a cada elemento de la matriz de acuerdo con los niveles de significancia estadística y el mapa gráfico de probabilidad de la imagen de campo visual obtenido. With this, a first matrix was generated assigning a numerical value to each element of the matrix according to the levels of statistical significance and the graphic probability map of the visual field image obtained.
Posteriormente se generó una segunda matriz con un conjunto de valores numéricos adyacentes entre sí al aplicar un método de crecimiento de región con un valor inicial a la primera matriz; y por último se generó una lista con unos resultados de clasificación al aplicar un método de clasificación multiclase a la segunda matriz generada basado en la ubicación de los valores en la segunda matriz respecto a una región de punto ciego, a una fijación central, a una región nasal y a una región paracentral del mapa gráfico de probabilidad de la imagen de campo visual. Subsequently, a second matrix with a set of numerical values adjacent to each other was generated by applying a region growth method with an initial value to the first matrix; and finally, a list with classification results was generated by applying a multiclass classification method to the second generated matrix based on the location of the values in the second matrix with respect to a blind spot region, a central fixation, a nasal region and to a paracentral region of the graphical probability map of the visual field image.
Al final de la prueba se obtiene una lista de resultados describe cada una de la imágenes de campo visual de la muestra con diversas clasificaciones descritas entre las cuales se encontraron escotoma paracentral, escalón nasal, escotoma Seidel, escotoma arqueado único, escotoma altitudinal, escotoma arqueado doble y combinaciones de estas. At the end of the test, a list of results is obtained describing each of the visual field images of the sample with various classifications described, among which paracentral scotoma, nasal step, Seidel scotoma, single arcuate scotoma, altitude scotoma, arcuate scotoma were found. double and combinations of these.
Para evaluar el método divulgado, los inventores realizaron las siguientes mediciones de acuerdo con la matriz de confusión de la Tabla 1 a continuación. To evaluate the disclosed method, the inventors made the following measurements according to the confusion matrix in Table 1 below.
Tabla 1. Matriz de confusión, resultados de la prueba
Figure imgf000022_0001
Table 1. Confusion matrix, test results.
Figure imgf000022_0001
En la tabla TP corresponde a Verdadero positivo: el VFT (de las siglas en inglés de Visual Field Test) o examen de campo visual tiene algún defecto y la predicción es positiva.In the TP table it corresponds to True positive: the VFT (from the acronym in English for Visual Field Test) or visual field test has some defect and the prediction is positive.
En la tabla FP corresponde a Falso positivo: el VFT no tiene ningún defecto (Normal) pero la predicción es positiva. En la tabla TN corresponde a Verdadero negativo: el VFT no tiene ningún defecto (Normal) y la predicción es negativa. In the FP table it corresponds to False positive: the VFT has no defect (Normal) but the prediction is positive. In the table TN corresponds to True negative: the VFT has no defects (Normal) and the prediction is negative.
En la tabla FN corresponde a Falso negativo: el VFT tiene algún defecto pero la predicción es negativa. La precisión del método se refiere a la capacidad del método para interpretar una prueba de campo visual con algún defecto específico de esos campos visuales que no tienen un resultado de campo visual normal. Para el cálculo de la precisión del método se empleó la siguiente ecuación matemática:
Figure imgf000023_0001
Donde Acc es la precisión del método. Reemplazando los valores de la Tabla 1 da como resultado una precisión de 97.64%.
In the table FN corresponds to False negative: the VFT has some defect but the prediction is negative. The precision of the method refers to the ability of the method to interpret a visual field test with some specific defect of those visual fields that do not have a normal visual field result. To calculate the precision of the method, the following mathematical equation was used:
Figure imgf000023_0001
Where Acc is the precision of the method. Substituting the values from Table 1 results in a precision of 97.64%.
La sensibilidad del método se refiere a la capacidad del método para interpretar una prueba de campo visual con algún defecto específico. Para el cálculo de la sensibilidad del método se empleó la siguiente ecuación matemática:
Figure imgf000023_0002
The sensitivity of the method refers to the ability of the method to interpret a visual field test with some specific defect. To calculate the sensitivity of the method, the following mathematical equation was used:
Figure imgf000023_0002
Donde Sen es la sensibilidad del método. Reemplazando los valores de la Tabla 1 da como resultado una sensibilidad de 98.91%. where Sen is the sensitivity of the method. Replacing the values in Table 1 results in a sensitivity of 98.91%.
La especificidad del método se refiere a la capacidad de la prueba para identificar correctamente exámenes de campo visual sin ningún defecto. Para el cálculo de la especificidad del método se empleó la siguiente ecuación matemática:
Figure imgf000023_0003
Method specificity refers to the ability of the test to correctly identify visual field tests without any defects. To calculate the specificity of the method, the following mathematical equation was used:
Figure imgf000023_0003
Donde Esp es la especificidad del método. Reemplazando los valores de la Tabla 1 da como resultado una especificidad del 96,66%. El índice de probabilidad de la prueba se define como la relación entre los resultados de las pruebas esperadas en sujetos con algunos defectos (predichos correctamente) en la prueba de campo visual y los sujetos con prueba normal. Where Esp is the specificity of the method. Replacing the values in Table 1 results in a specificity of 96.66%. The test likelihood ratio is defined as the ratio of expected test results in subjects with some (correctly predicted) defects on the visual field test to subjects with normal test.
El índice de probabilidad para resultados positivos de la prueba (LR+) indica cuánto más probable es que el resultado positivo ocurra en una prueba para sujetos con un defecto específico en la prueba (predicho correctamente) en comparación con aquellos que han sido mal identificados por el modelo. Para el cálculo del índice de probabilidad para resultados positivos de la prueba LR+ del método se empleó la siguiente ecuación matemática:
Figure imgf000024_0001
The odds ratio for positive test results (LR+) indicates how much more likely it is that a positive test result will occur for subjects with a specific test defect (correctly predicted) compared to those who have been misidentified by the test. model. To calculate the probability index for positive results of the LR+ test of the method, the following mathematical equation was used:
Figure imgf000024_0001
Donde LR+ es el índice de probabilidad para resultados positivos de la prueba LR+. Reemplazando los valores de la Tabla 1 resulta en un valor de índice de probabilidad para resultados positivos de la prueba LR+ de 29.613. Where LR+ is the probability index for positive results of the LR+ test. Substituting the values from Table 1 results in a likelihood ratio value for positive LR+ test results of 29.613.
El índice de probabilidad para resultados negativos de la prueba (LR-) representa la razón entre la probabilidad de que ocurra una interpretación incorrecta del examen de campo visual en sujetos con algún defecto y la probabilidad de que ocurra el mismo resultado en sujetos sin ningún defecto en el examen de campo visual. Para el cálculo del índice de probabilidad para resultados negativos de la prueba LR- del método se empleó la siguiente ecuación matemática:
Figure imgf000024_0002
The probability index for negative test results (LR-) represents the ratio between the probability that an incorrect interpretation of the visual field test will occur in subjects with some defect and the probability that the same result will occur in subjects without any defect. in the visual field test. To calculate the probability index for negative results of the LR-test of the method, the following mathematical equation was used:
Figure imgf000024_0002
Donde LR- es el índice de probabilidad para resultados negativos de la prueba LR-. Reemplazando los valores de la Tabla 1 resulta en un valor de 0.0112. Where LR- is the probability index for negative results of the LR- test. Substituting the values from Table 1 results in a value of 0.0112.
La presente invención no se halla limitada a las modalidades descritas e ilustradas, pues como será evidente para una persona versada en el arte, existen variaciones y modificaciones posibles que no se apartan del espíritu de la invención, el cual solo se encuentra definido por las siguientes reivindicaciones. The present invention is not limited to the modalities described and illustrated, since as will be evident to a person versed in the art, there are possible variations and modifications that do not deviate from the spirit of the invention, which is only defined by the following claims.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Un método de descripción de una imagen de campo visual, que comprende las siguientes etapas: a) obtener un mapa gráfico de probabilidad de la imagen de campo visual1. A method of describing a visual field image, comprising the following steps: a) obtain a graphic probability map of the visual field image
(110); b) definir niveles de significancia estadística; c) generar una primera matriz asignando un valor numérico a cada elemento de la matriz de acuerdo con los niveles de significancia estadística y el mapa gráfico de probabilidad de la imagen de campo visual (120); d) generar una segunda matriz con un conjunto de valores numéricos adyacentes entre sí al aplicar un método de crecimiento de región (130) con un valor inicial a la primera matriz; y e) generar una lista con unos resultados de clasificación al aplicar un método de clasificación multiclase (140) a la segunda matriz generada; en donde la lista de resultados describe la imagen de campo visual. (110); b) define levels of statistical significance; c) generating a first matrix assigning a numerical value to each element of the matrix according to the levels of statistical significance and the graphical probability map of the visual field image (120); d) generating a second matrix with a set of mutually adjacent numerical values by applying a region growth method (130) with an initial value to the first matrix; and e) generating a list with classification results by applying a multiclass classification method (140) to the second generated matrix; where the list of results describes the visual field image.
2. El método de la Reivindicación 1, en donde en la etapa c) la generación de la primera matriz se realiza comparando regiones del mapa gráfico de probabilidad de la imagen de campo visual que corresponden a un grupo de puntos que equivalen a un nivel de significancia estadística con cada uno de los niveles de significancia estadística definidos en la etapa b) de acuerdo a las siguientes condiciones: el) si la región del mapa gráfico de probabilidad de la imagen de campo visual a comparar es igual al nivel de significancia entonces asignar un valor numérico en la primera matriz de acuerdo al nivel de significancia y comparar otra región del mapa gráfico de probabilidad de la imagen de campo visual; c2) si la región del mapa gráfico de probabilidad de la imagen de campo visual a comparar es diferente al nivel de significancia entonces volver a comparar la región del mapa gráfico de probabilidad de la imagen de campo visual con otro nivel de significancia definido en la etapa b); c3) si la región del mapa gráfico de probabilidad de la imagen de campo visual a comparar es diferente de todos los niveles de significancia definidos en la etapa b) entonces asignar un valor numérico predeterminado en la primera matriz, donde el valor numérico predeterminado corresponde a que no se pudo determinar el nivel de significancia de la región; y c4) repetir la comparación de regiones hasta que se comparen todas las regiones del mapa gráfico de probabilidad de la imagen de campo visual. 2. The method of Claim 1, wherein in step c) the generation of the first matrix is performed by comparing regions of the graphic probability map of the visual field image that correspond to a group of points that are equivalent to a level of statistical significance with each of the statistical significance levels defined in step b) according to the following conditions: el) if the region of the graphic probability map of the visual field image to be compared is equal to the level of significance then assign a numerical value in the first matrix according to the level of significance and compare another region of the graphical probability map of the visual field image; c2) if the region of the graphical probability map of the visual field image to be compared is different from the level of significance, then compare the region of the graphical probability map of the visual field image with another level of significance defined in step b); c3) if the region of the graphical probability map of the visual field image to be compared is different from all the significance levels defined in step b) then assign a predetermined numerical value in the first matrix, where the value default numeric corresponds to that the significance level of the region could not be determined; and c4) repeating the region comparison until all regions of the graphical probability map of the visual field image are compared.
3. El método de la Reivindicación 2, en donde en la etapa b) los niveles de significancia son: un primer nivel de significancia entre 5% y 2%, un segundo nivel de significancia entre 2% y 1%, un tercer nivel de significancia entre 1% y 0,5% y un nivel de significancia menor a 0,5%. 3. The method of Claim 2, wherein in step b) the levels of significance are: a first level of significance between 5% and 2%, a second level of significance between 2% and 1%, a third level of significance between 1% and 0.5% and a significance level of less than 0.5%.
4. El método de la Reivindicación 1, en donde en la etapa d) el método de crecimiento de región (130) realiza los siguientes pasos: di) seleccionar un elemento de la primera matriz; d2) comparar si el valor del elemento seleccionado cumple con un criterio de similitud respecto a un valor de un elemento contiguo al elemento seleccionado; d21) si el valor del elemento contiguo al elemento seleccionado cumple con el criterio de similitud y no es el último de los elementos de la primera matriz, entonces almacenar en la segunda matriz, la posición del elemento contiguo y volver al paso (di); d22) si el valor del elemento contiguo al elemento seleccionado cumple con el criterio de similitud y es el último de los elementos de la primera matriz, entonces almacenar en la segunda matriz, la posición del elemento contiguo y terminar; d23) si el valor del elemento contiguo al elemento seleccionado no cumple con el criterio de similitud y no es el último de los elementos de la primera matriz, entonces comparar con otro elemento contiguo al elemento seleccionado y volver al paso d2); y d24) si el valor del elemento contiguo al elemento seleccionado no cumple con el criterio de similitud y es el último de los elementos de la primera matriz, entonces terminar. 5. El método de la Reivindicación 4, en donde en el paso d2) el criterio de similitud corresponde a un nivel de intensidad de un pixel. 4. The method of Claim 1, wherein in step d) the region growth method (130) performs the following steps: di) selecting an element from the first array; d2) compare whether the value of the selected element meets a similarity criterion with respect to a value of an element contiguous to the selected element; d21) if the value of the element next to the selected element meets the similarity criterion and is not the last of the elements of the first array, then store in the second array the position of the next element and return to step (di); d22) if the value of the element next to the selected element meets the similarity criterion and is the last of the elements of the first array, then store in the second array the position of the next element and finish; d23) if the value of the element next to the selected element does not meet the similarity criterion and is not the last element of the first array, then compare with another element next to the selected element and go back to step d2); and d24) if the value of the element next to the selected element does not meet the similarity criterion and is the last of the elements of the first array, then terminate. 5. The method of Claim 4, wherein in step d2) the similarity criterion corresponds to an intensity level of one pixel.
6. El método de la Reivindicación 1, en donde en la etapa e) la lista tiene unos resultados que se seleccionan del grupo conformado por escotoma paracentral, escalón nasal, escotoma seidel, escotoma arqueado único, escotoma altitudinal, escotoma arqueado doble y combinaciones de estos. 6. The method of Claim 1, wherein in step e) the list has results that are selected from the group consisting of paracentral scotoma, nasal step, seidel scotoma, single arcuate scotoma, altitudinal scotoma, double arcuate scotoma and combinations of these.
7. El método de la Reivindicación 1, en donde en la etapa e) el método de clasificación multiclase (140) aplicado se basa en la ubicación de los valores en la segunda matriz respecto a una región de punto ciego, a una fijación central, a una región nasal y a una región paracentral del mapa gráfico de probabilidad de la imagen de campo visual. 7. The method of Claim 1, wherein in step e) the multiclass classification method (140) applied is based on the location of the values in the second matrix with respect to a blind spot region, to a central fixation, to a nasal region and to a paracentral region of the graphical probability map of the visual field image.
8. El método de la Reivindicación 1, en donde la etapa e) de generar una lista con unos resultados de clasificación sigue las siguientes condiciones: el) si en la segunda matriz hay al menos tres elementos contiguos con nivel de significancia estadística menor al 5%, al menos dos elementos contiguos con nivel de significancia estadística menor al 2%, que se encuentren en un rango entre 5 y 21 grados de la fijación central, y no contiguo a la región de punto ciego, entonces ingresar un resultado de escotoma paracentral en la lista de resultados; e2) si en la segunda matriz hay al menos tres elementos contiguos en la segunda matriz con nivel de significancia estadística menor al 5%, al menos dos elementos contiguos con nivel de significancia estadística menor al 1%, y cualquiera de estos elementos se encuentra en la periferia de la región nasal, entonces ingresar un resultado de escalón nasal en la lista de resultados; e4) si en la segunda matriz hay más de cinco elementos contiguos en la segunda matriz, entonces ingresar un resultado de gran escalón nasal en la lista de resultados; e5) si en la segunda matriz hay al menos tres elementos contiguos con nivel de significancia estadística menor al 5%, al menos dos elementos contiguos con nivel de significancia estadística menor al 1%, contiguos a la región de punto ciego, y ninguno de los elementos contiguos que se extienden hasta la periferia de la región nasal, entonces ingresar un resultado de escotoma seidel en la lista de resultados; e6) si en la segunda matriz hay al menos siete elementos contiguos a la región de punto ciego, cada uno con un nivel de significancia estadística menor al 1%, tres elementos contiguos que forman un escalón nasal en un mismo hemicampo visual, entonces ingresar un resultado de escotoma arqueado único en la lista de resultados; y e7) cuando todos los puntos en el mismo hemicampo visual sobre el meridiano horizontal tienen un nivel de significancia estadística menor al 1%, entonces ingresar un resultado de escotoma altitudinal en la lista de resultados; en donde el hemicampo visual corresponde a una zona de la segunda matriz. 8. The method of Claim 1, wherein step e) of generating a list with classification results follows the following conditions: el) if in the second matrix there are at least three contiguous elements with a statistical significance level of less than 5 %, at least two contiguous elements with statistical significance level less than 2%, that are in a range between 5 and 21 degrees from the central fixation, and not contiguous to the blind spot region, then enter a result of paracentral scotoma in the results list; e2) if in the second matrix there are at least three contiguous elements in the second matrix with a statistical significance level of less than 5%, at least two contiguous elements with a statistical significance level of less than 1%, and any of these elements is found in the periphery of the nasal region, then enter a nasal step result in the results list; e4) if in the second array there are more than five contiguous elements in the second array, then enter a large nasal step result in the result list; e5) if in the second matrix there are at least three contiguous elements with a statistical significance level of less than 5%, at least two contiguous elements with a statistical significance level of less than 1%, contiguous to the blind spot region, and none of contiguous elements that extend to the periphery of the nasal region, then enter a result of seidel scotoma in the results list; e6) if in the second matrix there are at least seven elements contiguous to the blind spot region, each with a statistical significance level of less than 1%, three contiguous elements that form a nasal step in the same visual hemifield, then enter a single arcuate scotoma result in results list; and e7) when all points in the same visual hemifield on the horizontal meridian have a statistical significance level of less than 1%, then enter an altitudinal scotoma result in the results list; where the visual hemifield corresponds to an area of the second matrix.
9. Un dispositivo para la descripción de una imagen de campo visual, que comprende: una unidad de cómputo de propósito específico; y una unidad de adquisición de imágenes conectado a la unidad de cómputo; en donde la unidad de cómputo está configurada para: a) obtener un mapa gráfico de probabilidad de la imagen de campo visual con una unidad de adquisición de imágenes conectada a una unidad de cómputo y almacenarla en un registro de memoria; b) definir niveles de significancia estadística en la unidad de cómputo; c) generar una primera matriz asignando un valor numérico a cada elemento de la matriz de acuerdo con los niveles de significancia estadística y el mapa gráfico de probabilidad y almacenarla en un registro de memoria; d) generar una segunda matriz con un conjunto de valores numéricos adyacentes entre sí al aplicar un método de crecimiento de región (130) con un valor inicial a la primera matriz; y e) generar una lista con unos resultados de clasificación al aplicar un método de clasificación multiclase (140) a la segunda matriz generada; en donde la lista de resultados describe la imagen de campo visual. 9. A visual field image description device, comprising: a specific purpose computing unit; and an image acquisition unit connected to the computing unit; wherein the computing unit is configured to: a) obtain a graphic probability map of the visual field image with an image acquisition unit connected to a computing unit and store it in a memory register; b) define levels of statistical significance in the computation unit; c) generating a first matrix assigning a numerical value to each element of the matrix according to the levels of statistical significance and the graphical probability map and storing it in a memory register; d) generating a second matrix with a set of mutually adjacent numerical values by applying a region growth method (130) with an initial value to the first matrix; and e) generating a list with classification results by applying a multiclass classification method (140) to the second generated matrix; where the list of results describes the visual field image.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040054358A1 (en) * 2002-03-28 2004-03-18 Cox Ian G. System and method for predictive ophthalmic correction
WO2011106783A2 (en) * 2010-02-26 2011-09-01 Cornell University Retina prosthesis
CN103458772B (en) * 2011-04-07 2017-10-31 香港中文大学 Retinal images analysis method and device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040054358A1 (en) * 2002-03-28 2004-03-18 Cox Ian G. System and method for predictive ophthalmic correction
WO2011106783A2 (en) * 2010-02-26 2011-09-01 Cornell University Retina prosthesis
CN103458772B (en) * 2011-04-07 2017-10-31 香港中文大学 Retinal images analysis method and device

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HEIJL ANDERS, PATELLA VINCENT MICHAEL, CHONG LUKE X., IWASE AIKO, LEUNG CHRISTOPHER K., TUULONEN ANJA, LEE GARY C., CALLAN THOMAS,: "A New SITA Perimetric Threshold Testing Algorithm: Construction and a Multicenter Clinical Study", AMERICAN JOURNAL OF OPHTHALMOLOGY, ELSEVIER, AMSTERDAM, NL, vol. 198, 1 February 2019 (2019-02-01), AMSTERDAM, NL , pages 154 - 165, XP055906487, ISSN: 0002-9394, DOI: 10.1016/j.ajo.2018.10.010 *
LYDIA GLORY PRIYADHARSHINI M; ANITHA J.: "A Region Growing method of Optic Disc segmentation in retinal images", 2014 INTERNATIONAL CONFERENCE ON ELECTRONICS AND COMMUNICATION SYSTEMS (ICECS), IEEE, 13 February 2014 (2014-02-13), pages 1 - 5, XP032638429, DOI: 10.1109/ECS.2014.6892618 *
RAJA C, VINODHKUMAR DR N: "An Efficient Segmentation Of Optic Disc Using Convolution Neural Network For Glaucoma Detection In Retinal Images", EUROPEAN JOURNAL OF MOLECULAR & CLINICAL MEDICINE ISSN, 1 January 2020 (2020-01-01), pages 2515 - 8260, XP055906491, ISSN: 2515-8260, Retrieved from the Internet <URL:https://ejmcm.com/article_3793.html> [retrieved on 20220329] *

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