Original Article
Red-Free Fundus Photograph and Fluoroscein Angiography
Aggreement in Assessing Retinal Nonperfusion Area
Kurniawan Chalid, Iskandar Erwin, Rini Mayang
Department of Ophthalmology, Faculty of Medicine, Padjadjaran University National Eye Center Cicendo Eye Hospital, Bandung, West Java
ABSTRACT
Background: Retinal nonperfusion area assessment in retinal vein occlusion (RVO) patient is valuable to evaluate progression, therapy, and prognosis. Noninvasive method such as red free fundus photograph that has been processed using a speciic program are expected to have correspondence with fundus luorescein angiography (FFA), as the gold standard in assessing nonperfusion area.
Methods: A cross-sectional study. 24 pairs of red free image and FFA were collected from RVO patients at Cicendo Eye Hospital selective consecutively admission from March until August 2013. Red free digital image processing was done by a technician and nonperfusion area was deliminated by a vitreoretina expert. Statistical analysis Wilcoxon signed ranks test was used to compared the nonperfusion area, Spearman correlation test to assessed the correlation coeficient, and the overlapping ratio was used to assessed the morphology suitability between two method.
Results: Nonperfusion area analysis between two method showed no statistical difference (Zw 4.257, p=0.161, Wilcoxon) and have a high correlation(r>0.988, p=0.000, Spearman). Suitability was determined by the ratio of morphology overlap that approaches one (overlapping ratio was 0.89). Conclusion: Red free fundus photograph digital image processing has compatibility with the FFA in assessing nonperfusion area. It’s a noninvasive method, easy, safe, and can be used as an alternative for assessing nonperfusion area of RVO patients.
Keywords: Nonperfusion area, red free fundus photograph, FFA, retinal vein occlusion
Oklusi vena retina merupakan penyakit vaskuler retina terbanyak kedua setelah retinopati diabetik.1-4 Oklusi yang terjadi akan menyebabkan penurunan perfusi yang dapat menginduksi pelepasan vascular endothelial growth factor (VEGF) sehingga terbentuk neovaskularisasi.2-4 Distribusi area nonperfusi pada oklusi vena retina berhubungan erat dengan progresivitas dan derajat beratnya penyakit. Terapi laser fotokoagulasi untuk mengurangi terbentuknya neovaskularisasi retina juga ditujukan pada daerah nonperfusi
retina.Kedua hal ini mendasari perlunya evaluasi area nonperfusi secara periodik.2-4
Standar baku emas untuk mendeteksi area nonperfusi retina adalah angiograi luoresin fundus (fundus luorescein angiography, FFA) yang tampak sebagai daerah hipoluoresein.5,6 Pemeriksaan FFA memiliki kelemahan seperti lebih kompleks, sangat tergantung ketepatan waktu, bersifat invasif, serta risiko efek samping sehingga banyak dicari metode noninvasif untuk menentukan area nonperfusi retina. 5-9
Foto fundus red free menggunakan ilter hijau sering digunakan untuk mendeteksi defek di lapisan serabut saraf retina serta memperjelas pembuluh darah retina.10,11 Penggunaan teknik ini masih terbatas dalam penentuan area nonperfusi karena kontras dan resolusi yang agak rendah.10,11 Pengolahan citra red free menggunakan program khusus dapat menampilkan aspek informasi yang penting sehingga meningkatkan efektivitas dan akurasi mendeteksi area nonperfusi.12,13
Penelitian ini menilai kesesuaian hasil pengolahan citra foto fundus red free dengan pemeriksaan FFA dalam menilai area nonperfusi retina sehingga bila terdapat kesesuaian maka teknik ini dapat menjadi alat bantu alternatif pada pasien oklusi vena retina.
MATERIAL DAN METODE
Dilakukan penelitian potong lintang, data diambil dari penderita oklusi vena retina yang melakukan FFA di RS Mata Cicendo dari Maret hingga Agustus 2013 setelah mendapat persetujuan dari Komite Etik Penelitian. Kriteria inklusi adalah citra digital foto fundus red free dan FFA yang didiagnosis oleh ahli vitreoretina dan penderita termasuk indikasi FFA, kedua citra memiliki kesesuaian area fundus, citra digital FFA menunjukkan area nonperfusi retina, dan citra digital dalam bentuk soft copy dengan format .jpg. Kriteria eksklusi adalah kualitas citra digital yang tidak optimal (kriteria Nussenbalt lebih dari dua) dan area nonperfusi retina tidak dapat dinilai, misalnya akibat perdarahan vitreus. Dilakukan pengambilan foto fundus red
free dan FFA pada hari yang sama oleh seorang
ahli vitreoretina lalu dipilih pasangan sampel yang memenuhi kriteria inklusi. Citra digital red
free diolah oleh seorang teknisi menggunakan Adobe Photoshop untuk lebih memunculkan
area nonperfusi retina dengan mengubah kontras, tingkat kecerahan, atau warna. Penentuan batas area nonperfusi kedua metoda oleh seorang dokter ahli vitreoretina yang kemudian dihitung luasnya masing-masing (satuan piksel) menggunakan program autocad 2012. Kedua citra kemudian ditumpangtindihkan oleh teknisi untuk dihitung rasio overlapping. Hasil perhitungan dianalisis secara statistik.
Hasil yang dicari adalah luas area dan rasio overlapping antara kedua metode. Kedua citra memiliki kesesuaian apabila hasil analisis korelasi diperoleh nilai r yang kuat (r >0,7) sesuai kriteria Guilford dan graik
Bland-Altman mencakup 2 standar deviasi. Rasio overlapping yaitu perbandingan luasnya area
tidak terarsir (hanya terdeteksi oleh salah satu metode) dibandingkan area terarsir (terdeteksi oleh kedua metode) ketika ditumpangtindihkan. Berkesuaian secara morfologi bila mendekati 1.
Area nonperfusi pada hasil pengolahan red
free tampak sebagai area yang lebih kehitaman
dibandingkan sekitarnya sedangkan pada FFA tampak sebagai daerah hipoluoresein. Analisis menggunakan SPSS (versi 11,0 untuk windows). Membandingkan ukuran luas rata-rata area non-perfusi antara dua metode menggunakan t test atau Wilcoxon signed ranks test, koeisien korelasi menggunakan Pearson atau rank Spearman, dan relia bilitas pengukuran menggunakan Bland Altman.
Gambar 1. FFA, foto fundus red-free, dan hasil overlapping: A) Foto
HASIL
Karakteristik sampel penelitian meliputi derajat kejernihan citra dan diagnosis jenis oklusi vena retina. Tabel 1 menunjukkan proporsi derajat kejernihan 0 paling banyak yaitu 28 foto (58,3%) dan diagnosis terbanyak BRVO 16 foto (66,7).
Tabel 1. Karakteristik sampel
Karakteristik Jumlah
Jumlah pasangan citra Derajat kejernihan 0 1 2 Diagnosis BRVO CRVO HRVO 24 28 (58,3%) 12 (25%) 8 (16,6%) 16 (66,7%) 6 (25%) 2 (8,3%)
BRVO: Branch retinal vein occlusion; CRVO: Central retinal vein
occlusion; HRVO: Hemi retinal vein occlusion
Gambar 2. Graik korelasi area nonperfusi retina antara
FFA dan red-free
Data penelitian tidak terdistribusi secara normal (Shapiro-Wilk) sehingga perbandingan luas rata-rata area nonperfusi antar dua metode menggunakan Wilcoxon signed ranks test (tabel 2). Hasilnya pada derajat kepercayaan 95% tidak terdapat perbedaan luas area nonperfusi secara bermakna (p=0,161). Uji korelasi Spearman pada derajat kepercayaan 95% menunjukkan
terdapat korelasi positif yang sangat kuat dengan nilai r=0,988 dan bermakna secara statistik (p=0,000).
Rasio overlapping antara kedua citra adalah 0,89 (tabel 3). Nilai mendekati 1 ini menandakan makin berkesuaian secara morfologi.
Bland-Altman menunjukkan hampir semua data dalam
ruang lingkup dua standar deviasi dari luas area nonperfusi antar dua metode (gambar 2).
DISKUSI
Di seluruh dunia, sekitar 16,4 juta orang dewasa terkena oklusi vena retina dengan perbandingan CRVO 2,5 juta orang dan BRVO 13,9 juta orang.1 Penelitian ini juga menunjukkan bahwa penderita BRVO lebih banyak dibandingkan CRVO maupun HRVO (16 vs 6 vs 2 pasien). Penelitian observasional di RS Mata Cicendo terdapat 62 pasien dengan perbandingan BRVO vs CRVO vs HRVO sebanyak 37 vs 23 vs 2 pasien.14
Area nonperfusi retina pada pemeriksaan foto fundus red free akan tampak sebagai daerah yang lebih kehitaman dibandingkan area sekitarnya. Jika aliran darah retina terganggu oleh penyakit vaskuler retina maka jumlah hemoglobin yang mengalir semakin sedikit dan daerah avaskuler tampak lebih gelap karena lebih banyak cahaya hijau yang terserap oleh pigmen retina.9,15-17 Citra digital red free yang diolah terlebih dahulu dapat meningkatkan efektivitas dan akurasi dalam mendeteksi area nonperfusi retina.12,13
Proses pengolahan red free didasari bahwa area nonperfusi memiliki warna, tekstur, dan kontur yang berbeda dari daerah dengan perfusi yang baik.15,17Adobe Photoshop (Adobe System Incorporated) digunakan untuk mengubah warna
dan kontras red free menggunakan adjustment secara manual. Hal ini bertujuan memudahkan teknisi meningkatkan kualitas citra pada daerah yang lebih spesiik dan memiliki kualitas tampilan berbeda-beda.
Tabel 2. Ukuran luas FFA dan red-free
Luas Area FFA (piksel) Red-free (piksel) Nilai Zw* Keoisien Korelasi rs**
Median Rentang 53,94 1,28 – 227,61 58,44 2,15 – 230,74 4,257 (p=0,161) 0,988 (p=0,000)
*Wlicoxon signed rank test, bermakna bila p<0,005 **Uji korelasi Spearman
Gambar 3. Graik kesesuaian luas area nonperfusi
meng-gunakan Bland-Altman
Hipotesis yang telah diterima menyatakan terdapat kesesuaian antara citra digital red free yang telah diolah dengan FFA sehingga dapat digunakan sebagai alternatif FFA dalam menilai area nonperfusi terutama pada pasien yang mempunyai efek samping terhadap luoresein. Teknik ini diharapkan dapat membantu pengambilan keputusan dalam penentuan terapi laser fotokoagulasi sekaligus sebagai evaluasi periodik untuk menilai progresiitas.
Beberapa hal harus diperhatikan dalam menilai area nonperfusi retina menggunakan foto fundus red free yaitu media refraksi harus jernih sehingga diperoleh foto fundus red
free yang berkualitas baik dan menyertakan
foto fundus warna disamping red free karena terdapat beberapa kelainan patologis seperti perdarahan retina yang dapat mengganggu penilaian. Hal lain adalah red free masih sulit menilai area nonperfusi di perifer retina karena adanya kurvatura retina sehingga gambar yang dihasilkan tidak akan fokus pada daerah perifer.
Keterbatasan penelitian ini adalah masih banyaknya variasi pada metode peningkatan kualitas citra digital foto fundus red free dan tidak otomatisasi karena kualitas citra digital awal berbeda-beda. Penelitian ini dilakukan hanya pada oklusi vena retina dengan kepastian adanya area nonperfusi sehingga akan menghambat generalisasi hasil penelitian.
Sebagai kesimpulan antara citra foto fundus red free dan FFA terdapat kesesuaian dalam mendeteksi area nonperfusi retina pada penderita oklusi vena retina sehingga dapat digunakan sebagai alat bantu alternatif terutama
pada pasien kontraindikasi FFA. Diperlukan penelitian lebih lanjut mengenai efektivitas citra digital foto fundus red free yang telah ditingkatkan kualitas gambarnya dalam mendeteksi area nonperfusi pada kelompok subjek yang lebih besar, pada berbagai penyakit vaskuler retina, dan dilakukan oleh berbagai pemeriksa.
Tabel 3. Rasio overlapping
Ukuran Overlapping FFA ∩ RF (piksel) FFA RF (piksel) Rasio Overlapping Median Rentang 53,94 1,28 – 227,61 58,44 2,15 – 230,74 0,89 0,59 – 0,98 FFA ∩ RF = area perpotongan; FFA ∩ RF = area gabungan; RF = foto fundus red-free
REFERENSI
1. Louri M, Chen E, Looman M, Gallagher M. The burden of disease of retinal vein occlusion: review of the literature. Eye 2011 [diunduh 20 September 2012];1-8
2. Karial N. Retinal vein occlusion: pathophysiology and treatment options. Clinical Ophthalmology 2010 [diunduh 20 September 2012]; 4:809-16
3. American Academy of Ophthalmology. Section 12. Retina and vitreous. 2008-2009 ed. San Fransisco. The Foundation of the American Academy of Ophthalmology. 2008:5:107-131 4. Bhisitkul RB. Vascular endothelial growth factor biology:
clinical implications for ocular treatment. Br J Ophthalmol. 2006 [diunduh 20 September 2012];90:1542-7
5. Boyd BF, Federman JL, Boyd S. Fluorescein angiography. Highlights of ophthalmology retinal and vitreoretinal surgery. Mastering the latest technique. Panama. Highlight Press. 2002. 17-32
6. Johnson R, McDonald H, Ai E, Jumper J, Fu A. Fluorescein Angiography: Basic Principles and Interpretation. Dalam: Ryan SJ. Retina. Edisi 3. China: Mosby. 2001
7. Tam J, Martin JA, Roorda A. Noninvasive visualization and analysis of parafoveal capillaries in humans. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2010;51:1691-8
8. Squirrell D, Dinakaran S, Dhingra S, et al. Oral luorescein angiography with the scanning laser ophthalmoscope in diabetic retinopathy: a case controlled comparison with intravenous luorescein angiography. Eye. 2004;19:411–7 9. Shin YU, Lee BR, Kim S, Lee WJ. A novel noninvasive
detection method for retinal nonperfusion using confocal red free imaging. Ophthalmology. 2012;119:1447-54
10. Saari JM, Summanen P, Kivela T, Saari KM. Sensitivity and speciicity of digital retinal image in grading retinopathy. Acta Ophthalmologica Scandinavia. 2004. 2004;82(2):126-30 11. Sinthanayothin C, Boyce JF, Cook HL, Williamson TH.
Automated localization of the disc, fovea, and retinal blood vessels from digital colour fundus image. Br J Ophthalmol. 1999;83:902-10
12. Gonzales, Refael C, Woods RE. Digital image processing. Conneticut: Prentice Hall. 2002
13. Jain Anil. Fundamental of digital image processing. Conneticut: Prentice Hall. 1989
14. Febiana M, Sovani I, Dahlan MR. Perbandingan peningkatan tajam penglihatan pada pasien BRVO dan CRVO yang
dilakukan terapi injeksi intravitreal anti-VEGF dan kombinasi injeksi intravitreal anti-VEGF dengan laser fotokoagulasi. [Observasional]. Bandung: Universitas Padjadjaran, 2013 15. Jamal I, Akram MU, Tariq A. Retinal image preprocessing:
background and noise segmentation. Telkomnika vol 10 No 3. July 2012.537-44
16. Hann CE, Revie JA, Hewett D, Chase JG, Shaw GM. Screening for diabetic retinopathy using computer vision and physiological markers. J Diabetes Sci Technol. 2009;3(4):819-34
17. Delori FC, Plibsen KP. Spectral relectance of the human ocular fundus. Applied Optics. 1989;28(6):1061-77
