Endothelzellmessung in multizentrischen Studien: Verbesserung der Datenqualität durch zentralisierte Bildauswertung

Zusammenfassung

Ziel: Vergleich von Objektivität und Reliabilität der eingebauten manuellen Endothelzelldichtenmessfunktion des Topcon SP-3000P mit einer automatisierten Bildanalyse („Reading centre“) im Kontext multizentrischer Studien.

Patienten und Methoden: Wir konstruierten eine multizentrische Studie mit dem Ziel der Endothelzelldichtebestimmung in der zentralen Kornea. Das Studienprotokoll schrieb die manuelle Markierung von 30 Endothelzellen in dem eingebauten Analyseprogramm vor. Das erste Studienzentrum (Zentrum A) markierte in den Bildern entsprechend immer exakt 30 Zellen. Das andere Studienzentrum (B) hingegen markierte so lange weiter, bis mindestens 30 Zellen in die Analyse eingingen. Beide Studientrentren setzten jeweils ein eigenes Topcon SP-3000P Spiegelmikroskop ein und bewerteten die selben 89 Augen (Patienten und Probanden). Die Bilder aus beiden Zentren wurden zusätzlich eingescannt und automatisiert ausgezählt („Reading centre“). Die Übereinstimmung zwischen den Zentren wurde mittels Pearsonkorrelation und dem Bland-Altman-Verfahren getrennt für das Studienprotokoll und das „Reading centre“ untersucht.

Ergebnisse: Die aus dem Studienprotokoll resultierenden Endothelzelldichtewerte wichen zwischen –65 und 42 % voneinander ab. Zusätzlich zeigte sich eine systematische Abweichung zwischen den beiden Zentren. Das Bestimmtheitsmaß der Korrelation beider Zentren betrug 0,947 für das Studienprotokoll und 0,997 für das „Reading centre“. Hier wichen die ermittelten Endothelzelldichtewerte von von –15 bis 9 % voneinander ab und ein systematischer Unterschied war nicht nachweisbar.

Schlussfolgerung: Das eingebaute Endothelzellprogramm liefert im Kontext von klinischen Studien keine ausreichend objektiven, validen und präzisen Daten zur Endothelzelldichte. Durch abweichende Interpretation des Studienprotokolls wurde sogar ein systematischer Fehler induziert. Speziell in multizentrischen Studien zum Hornhautendothel sollte daher ein spezialisiertes „Reading centre“ eingebunden werden.

Abstract

Purpose: The aim of this study was to assess data quality from unsupervised endothelial cell counting in the multicentric setting.

Patients and Methods: We performed an endothelial cell counting trial with two fictitious trial sites. The trial protocol simply demanded for marking 30 cells for analysis. Analyses were performed with the cell counting tool as built into the Topcon SP-3000P specular microscope. The first centre consequently dotted 30 cells. The other centre continuously dotted more cells until 30 cells were included in the cell counting analysis. Both sites analysed the same 89 eyes of corneal outpatients and heathy volunteers. Both sites used a dedicated Topcon SP-3000P microscope. The image pairs from both sites were eventually printed, scanned and re-evaluated with a programme that evaluated all visible cells (“reading centre”). The agreement between both sites was statistically assessed by means of Pearson’s correlation and Bland-Altman analysis. The same statistical assessments were also performed for the image pairs as analysed in the reading centre.

Results: The determined cell densities as reported by both trial sites differed by –65 % to 42 %. Furthermore, we also observed a systematic deviation between both sites. Consequently, the coefficient of determination from Pearson’s correlation was only 0.947. However, the agreement was as high as 0.997 when the image pairs were analysed in the reading centre. Here the difference between the cell densities of the image pairs ranged from merely –15 % to 9 % with no systematic deviation.

Conclusions: Unsupervised endothelial cell counting does not result in sufficiently objective endothelial cell denstiy estimations. Furthermore, the built-in analysis tools can introduce systematic errors. Both drawbacks can be overcome by a reading centre that evaluates all visible cells on the images. For this reason, we recommend the involvement of a reading centre in multicentric clinical trials on the corneal endothelium.

Schlüsselwörter

Kornea - Hornhautendothel - Spiegelmikroskopie - Bildauswertung - Klinische Studie

Key words

cornea - corneal endothelium - specular microscopy - reading centre - clinical trial

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