Development of an application for providing corneal topography reports based on artificial intelligence / Criação de aplicativo para confecção de laudos de topografia corneana baseado na inteligência artificial

ABSTRACT Purpose: To develop an application (TopEye) in the iOS platform for mobile devices to allow the capture and interpretation of color maps generated by corneal topographers using artificial intelligence. Methods: In the execution, follow-up, and assessment of the project, we used the Scrum methodology and interactive and incremental development process for the project management and agile software development. The ge nerated diagnostic pattern bank consists of 1,172 examples of corneal topography, divided into 275 spherical, 302 symmetrical, 295 asymmetrical, and 300 irregular patterns (keratoconus). For the development of the artificial intelligence of the application, network training was established with 240 images of each pattern type, with a total of 960 patterns (81.91%). The remaining 212 images (18.09%) were used to test the application and will be used for the results. The process is semi-automatic, so the topographic image is captured with a smartphone, the examiner performs the contour of the corneal relief manually, and then the neural network performs the diagnosis. Results: The application diagnosed 201 cases (94.81%) correctly. In 212 images, the algorithm missed the classification of 11 cases (5.19%). The major error that occurred was in distinguishing between symmetrical and asymmetrical classes. In keratoconus screening, the application reached 95.00% sensitivity and 98.68% specificity. Conclusion: The work resulted in obtaining an efficient application to capture topographic images using a smartphone camera and their interpretations through applied artificial intelligence.

RESUMO Objetivo: Desenvolver um aplicativo (TopEye) na plataforma iOS para dispositivos móveis que possibilite a captação e interpretação do mapa de cores gerados por qualquer topógrafo corneano através da inteligência artificial (IA). Metodos: A execução, acompanhamento e avaliação do projeto foi utilizada a metodologia Scrum, processo de desenvolvimento interativo e incremental para gerenciamento de projetos e desenvolvimento ágil de software. O banco de padrões de diagnóstico gerado consiste em 1172 exemplos, divididos em: 275 padrões esféricos, 302 regulares simétricos, 295 regulares assimétricos e 300 irregulares (ceratocone). Para o desenvolvimento da inteligência artificial do aplicativo, foi estabelecido o treinamento da rede com 240 imagens de cada tipo de padrão, totalizando 960 (81,91%) padrões. O restante das imagens, 212 (18,09%), foram utilizadas para testar o aplicativo e usadas para gerar os resultados. O processo é semiautomático, assim a captação da imagem topográfica é realizada com smartphone, o examinador realiza o contorno do relevo corneano manualmente para em seguida a rede neural realizar o diagnóstico. Resultados: O aplicativo diagnosticou 201 (94,81%) imagens corretamente. De um total de 212 imagens, o algoritmo errou a classificação de apenas 11 (5,19%). A principal ocorrência de erro foi na distinção das classes simétrica e assimétrica. No rastreio do ceratocone o aplicativo alcançou 95,00% de sensibilidade e 98,68% especificidade. Conclusão: O trabalho resultou na obtenção de um aplicativo eficiente na captura da imagem topográfica pela câmera do smartphone e na interpretação da mesma através da inteligência artificial aplicada.

Ângulos visuais: Artigo sobre a importância para o Implante de Lentes Intraoculares Multifocais / Visual angles: Article on the importance of Multifocal Intraocular Lenses Implantation

Resumo Objetivos: Medir o ângulo lâmbda (AL) em indivíduos no pré-operatório de facectomias, correlacionando a sua presença com o comprimento axial e o esférico dos olhos. Sugerir condutas para o implante de LIO multifocal de acordo com a presença do ângulo lâmbda. Métodos: Estudo transversal em 128 olhos de 74 indivíduos candidatos à cirurgia de catarata para registrar a equivalente presença do ângulo lâmbda. Resultados: Avaliando o ângulo lâmbda observou-se uma correlação positiva (r= 0,559 / p= 0,000) para o tamanho desse ângulo comparando-se os dois olhos. Não houve correlação entre o tamanho do ângulo lâmbda e o equivalente esférico no olho direito (r= -0,027 / p= 0,840), mas foi verificada correlação positiva para o olho esquerdo (r= 0,313 / p= 0,013). A presença da hipermetropia correlacionou com os comprimentos axiais pequenos, assim como a miopia com os grandes. Observou-se correlação negativa entre o tamanho do ângulo lâmbda e o comprimento axial para os dois olhos, sendo de r= -0,249 para o olho direito (p= 0,042) e r= -0,281 para o olho esquerdo (p= 0,018) Conclusões: Houve correlação entre a presença de ângulo lâmbda maior e comprimentos axiais menores para os dois olhos. Para o equivalente esférico hipermétrope houve correlação com a presença de um ângulo lâmbda maior apenas para o olho esquerdo. Esse trabalho sugere parcimônia nos implantes de LIO multifocal na presença de ângulo lâmbda significativo, baseado na teoria que a presença desse ângulo é reguladora do equilíbrio entre as aberrações da superfície corneana versus cristalineanas.

Abstract Objectives: To measure the labral angle (LA) in individuals in the preoperative period of facectomies, correlating their presence with axial length and spherical equivalent of the eyes. Suggest conduits for the implantation of multifocal IOL according to the presence of the lambda angle. Methods: A cross-sectional study of 128 eyes of 74 individuals who were candidates for cataract surgery to record the presence of the lambda angle. Results: A positive correlation (r = 0.559 / p = 0.000) was observed for the angle of this angle by comparing the two eyes. There was no correlation between the size of the lambda angle and the spherical equivalent in the right eye (r = -0.027 / p = 0.840), but a positive correlation was observed for the left eye (r = 0.313 / p = 0.013). The presence of hyperopia correlated with small axial lengths, as did myopia with large ones. There was a negative correlation between the angle of the tongue and the axial length of the two eyes, with r = -0.249 for the right eye (p = 0.042) and = 0.281 for the left eye (p = 0.018). Conclusions: There was a correlation between the presence of a larger lambda angle and smaller axial lengths for both eyes. For the spherical hypermétrope equivalent, there was a correlation with the presence of a larger blunt angle only for the left eye. This work suggests parsimony in multifocal IOL implants in the presence of a significant lamella angle, based on the theory that the presence of this angle regulates the balance between corneal versus crystaline surface aberrations.

Cyclotorsion measurement in laser refractive surgery / Medida da ciclotorção em cirurgia refrativa a laser

PURPOSE: The aim of this study was to verify the presence of cyclotorsion in eyes that underwent laser refractive surgery. METHODS: This was a comparative observational study, which analyzed the medical records of 61 patients (104 eyes) who underwent laser refractive surgery and compared the axis of astigmatism of the sitting and the supine positions. Regarding the gender, 37.5% were male and 62.5% were female. The age ranged from 20 to 54 years old, with the median of 29 years. The lowest degree of astigmatism was -0.75 cylinder diopters (DC) and the highest was -6.50 DC, with a mean of -3.06 ± 1.16 DC. First, the axis of astigmatism of the seated patient was captured by the Schwind's ORK-CAM. In a second moment, inside the operating room, the axis of astigmatism of the patient in supine position was captured by the laser equipment's own camera (Schwind Amaris®), which was then compared with the previous measure. The incyclotorsion was defined by a minus sign (-) and the excyclotorsion, by a plus sign (+). RESULTS: The maximum excyclotorsion was +7.7 and the maximum incyclotorsion was -11.0 degrees. The mean torsion (excyclo or incyclo) was 2.74 (56.7%), with a standard deviation of 2.30 degrees. There was no statistically significant change (p=0.985) in the axis of astigmatism between patients sitting versus supine. CONCLUSION: There was clinically significant cyclotorsion in 36.5% of the eyes submitted to laser correction.

OBJETIVO: Verificar a presença de ciclotorção em olhos submetidos à cirurgia refrativa a laser. MÉTODOS: Realizou-se um estudo observacional comparativo, feito pela avaliação dos prontuários de 61 indivíduos (104 olhos) submetidos à cirurgia refrativa a laser, para comparar a orientação do astigmatismo ocular na posição sentada e em decúbito dorsal. Foram computados 37,5% de homens com idade variando de 20 a 54 anos, com mediana de 29 anos. O menor grau de astigmatismo avaliado foi de -0,75 e o maior de -6,50, com média de -3,06 ± 1,16 dioptrias cilíndricas (DC). A captação da orientação (eixo) do astigmatismo foi feita no primeiro momento (sentado) pelo aparelho ORK-CAM da empresa Schwind. Em um segundo momento (decúbito dorsal), na sala de cirurgia, o eixo foi captado pela câmera do próprio laser (Schwind Amaris®) para então comparar o eixo nos dois momentos. A inciclotorção foi identificada por um sinal negativo (-) e a exciclotorção por um sinal positivo (+). RESULTADOS: A exciclotorção máxima foi de +7,7 e a inciclotorção máxima de -11,0 graus. A média de torção (exciclo ou inciclo) foi de 2,74 (56,7%), com desvio padrão de 2,30 graus. Não houve variação estatisticamente significativa (p=0,985) no eixo do astigmatismo entre os indivíduos sentados versus decúbito dorsal. CONCLUSÃO: Houve ciclotorção clinicamente significativa em 36,5% dos olhos submetidos à cirurgia refrativa a laser.