Automated measurement of the foveal avascular zone in healthy eyes on Heidelberg spectralis optical coherence tomography angiography

Abstract

Purpose

To develop and evaluate an automated method to measure the foveal avascular zone (FAZ) area in healthy eyes on Heidelberg Spectralis Optical Coherence Tomography Angiography (HS-OCTA). This method is referred to as the modified Kanno-Saitama macro (mKSM) which is an evolution of the Kanno-Saitama macro (KSM) approach.

Methods

This cross-sectional study included 29 eyes of 25 healthy volunteers who underwent HS-OCTA at the macular area twice at the same time. Regardless of the quality of the images, all of them were included. Macular data on the superficial vascular plexus, intermediate capillary plexus (ICP) and deep capillary plexus were processed by mKSM. The FAZ area was measured twice automatically using the mKSM and KSM and twice manually by two independent examiners.

Results

From 174 images, KSM could not measure correctly 31% while mKSM could successfully measure all of them. Intrascan intraclass coefficient ranged from 0,948 to 0,993 for manual measurements and was 1 for mKSM method. Despite that the difference between human examiners is smaller than between human examiners and mKSM according to Bland–Altman plots, the scatterplots show a strong correlation between human and automatic measurements. The best results are obtained in ICP.

Conclusions

With mKSM, the automated determination of the FAZ area in HS-OCTA is feasible and less human-dependent. It solves the inability of KSM to measure the FAZ area in suboptimal quality images which are frequent in daily clinical practice. Therefore, the mKSM processing could contribute to our understanding of the three vascular plexuses.

Resumen

Objetivos

Desarrollar y evaluar un método automático de medición del área de la zona avascular foveal (ZAF) en ojos sanos en angiografía por tomografía de coherencia óptica de dominio espectral Heidelberg (HS-OCTA). Este método se denomina Macro Kanno-Saitama modificado (mKSM) el cual es una evolución de la aproximación Macro Kanno-Saitama (KSM).

Métodos

Este estudio transversal incluyó 29 ojos de 25 voluntarios sanos a los que se les realizó dos HS-OCTA de la zona macular en el mismo momento. Se incluyeron todas las imágenes a pesar de su calidad. Los datos de la zona macular del plexo vascular superficieal, plexo capilar intermedio (PCI) y del plexo capilar profundo fueron procesados usando mKSM. El área ZAF se midió dos veces automáticamente usando mKSM y KSM y dos veces manualmente por dos examinadores independientes.

Resultados

De 174 imágenes, KSM no pudo medir correctamente el 31% mientras mKSM pudo medir con éxito todas las imágenes. El coeficiente intraclase intraescaneo varió entre 0,948 y 0,993 para medidas manuales y fue 1 con el método mKSM. Aunque según los gráficos de Bland–Altman la diferencia entre examinadores humanos es menor que entre examinadores humanos y mKSM, los gráficos de dispersión muestran una fuerte correlación entre las medidas realizadas por humanos y las automáticas. Los mejores resultados se obtienen en PCI.

Conclusiones

Usando mKSM, la medida automática del área ZAF en HS-OCTA es factible y menos humano-dependiente. Resuelve la incapacidad de KSM de medir el área ZAF en imágenes de calidad subóptima que son frecuentes en la práctica clínica diaria. Por lo tanto, el procesamiento mKSM podría contribuir a nuestra comprensión de los tres plexos vasculares.