University of Oulu

Glaucoma screening in the Northern Finland Birth Cohort Eye Study

Saved in:
Author: Karvonen, Elina1,2,3
Organizations: 1University of Oulu Graduate School
2University of Oulu, Faculty of Medicine, Medicine, PEDEGO Research Unit (PEDEGO)
3University of Oulu, Faculty of Medicine, Medicine, Medical Research Center Oulu
Format: ebook
Version: published version
Access: open
Online Access: PDF Full Text (PDF, 1.4 MB)
Persistent link: http://urn.fi/urn:isbn:9789526232577
Language: English
Published: Oulu : University of Oulu, 2022
Publish Date: 2022-04-01
Thesis type: Doctoral Dissertation
Defence Note: Academic dissertation to be presented with the assent of the Doctoral Training Committee of Health and Biosciences of the University of Oulu for public defence in the Leena Palotie auditorium (101A) of the Faculty of Medicine (Aapistie 5 A), on 8 April 2022, at 12 noon
Tutor: Docent Ville Saarela
Reviewer: Professor Augusto Azuara-Blanco
Docent Marko Määttä
Opponent: Assistant Professor Mika Harju
Description:

Abstract

Glaucoma is among the leading causes of global visual impairment. However, systematic screening has not been recommended due to the lack of evidence on the effectiveness and cost-effectiveness of screening in preventing permanent visual impairment.

The aim of this thesis was to report the prevalence of open-angle glaucoma (OAG) in the Northern Finland 1966 Birth Cohort (NFBC) and to evaluate the accuracy of the diagnostic tests as potential glaucoma screening tools. The current eye study was conducted in conjuction with the 46-year follow-up of the NFBC.

Following the Finnish evidence-based guideline, retinal nerve fibre layer (RNFL) photographs, optic nerve head (ONH) stereo photographs and visual fields (VF) were evaluated to diagnose glaucoma. In definite glaucoma, at least two out of these three tests were abnormal. To evaluate potential screening tests, definite glaucoma was used as a reference standard. First, structural tests (optical coherence tomography [OCT], scanning laser polarimetry [GDx] and scanning laser ophthalmoscopy [HRT]) were assessed. Secondly, the performance of the structure-function (S-F) report combining VF test points and corresponding OCT RNFL thickness zone was evaluated.

A total of 10 321 cohort members living in Finland were randomised and 3 039 (59% of the eye screening group responded) were included in the study. Definite glaucoma was detected in 1.1% (95% confidence interval 0.8–1.5). OCT, GDx, HRT and combined S-F report performed rather similarly in detecting glaucoma, with area under the receiver operating characteristic curve values of 0.76, 0.75, 0.73 and 0.76, respectively. The sensitivity/specificity for abnormal OCT, GDx and HRT, respectively, was as follows: 53%/95%, 56%/88% and 31%/96%. The S-F report had 51% sensitivity at 95% specificity. A classification tree analysis based on S-F map resulted in a sensitivity of 77% at 90% specificity. The positive predictive value for the S-F map used for screening glaucoma in this population was 12.3 (at 97.5% specificity). A localisation analysis showed that if defective VF points were located in a borderline or abnormal OCT RNFL thickness zone the association with glaucomatous damage was significantly improved.

The prevalence of OAG in this cohort was higher than previously reported in middle-aged populations. Based on this study, screening of glaucoma with OCT, GDx, HRT or S-F analysis cannot be recommended in the middle-aged general population. The accuracy of these imaging methods was relatively low and the number of false positives in screening would be high.

see all

Tiivistelmä

Glaukooma on maailman yleisimpiä pysyvän näkövammaisuuden aiheuttajia. Glaukooman seulontaa ei toistaiseksi kuitenkaan suositella, koska näyttöä seulonnan vaikuttavuudesta ja kustannusvaikuttavuudesta näkövammaisuuden estämiseksi ei ole.

Tämän väitöskirjan tarkoituksena oli kuvata avokulmaglaukooman esiintyvyyttä pohjoissuomalaisessa vuoden 1966 syntymäkohorttiaineistossa ja arvioida diagnostisten testien tarkkuutta glaukooman seulonnassa. Tämä silmätutkimus toteutettiin syntymäkohortin 46-vuotistutkimuksen yhteydessä.

Suomalaisen Käypä Hoito -suosituksen mukaisesti glaukooman diagnoosi perustui hermosäiekuvien, stereopapillakuvien ja näkökenttien arviointiin. Glaukoomadiagnoosin kriteerinä oli poikkeava löydös vähintään kahdessa näistä kolmesta testistä. Kliinisesti todettu glaukooma toimi vertailukohtana arvioitaessa diagnostisten testien tarkkuutta. Silmänpohjan rakennetta mittaavista laitteista arvioitiin OCT:n (optinen koherenssitomografia), GDx:n (pyyhkäisylaserpolarimetria) ja HRT:n (pyyhkäisylaseroftalmoskopia) toimivuutta glaukooman seulontamenetelmänä. Lisäksi arvioitiin näkökenttätutkimuksen ja OCT:n yhdistelmäraporttia seulonnassa.

Yhteensä 10 321 Suomessa asuvaa kohortin jäsentä satunnaistettiin ja silmätutkimukseen otettiin mukaan 3 039 henkilöä (59 % kutsutuista osallistui). Glaukooma todettiin 1,1 %:lla tutkituista (95 %:n luottamusväli 0.8–1.5). OCT, GDx, HRT ja näkökentän sekä OCT:n yhdistelmä löysivät glaukooman varsin samankaltaisin tuloksin. Niiden herkkyyttä ja tarkkuutta kuvaavat AUC-luvut olivat 0,76, 0,75, 0,73 ja 0,76. OCT:n, GDx:n and HRT:n herkkyys/tarkkuus -luvut olivat 53 %/95 %, 56 %/88 % ja 31 %/96 %. Näkökentän ja OCT:n yhdistelmän vastaavat luvut olivat 51 %/95 % ja tähän yhdistelmään pohjautuvan puunoksa-analyysin vastaavat luvut olivat 77 %/90 %. Näkökentän ja OCT:n yhdistelmäanalyysin positiivinen ennustearvo seulottaessa glaukoomaa tässä tutkimusväestössä oli 12,3 kun spesifisyys asetettiin 97,5 %:iin. Tutkimuksessa todettiin, että jos poikkeava näkökentän piste sijaitsee OCT:n sektorilla, jossa hermosäiekerroksen paksuus on alle 5 % normaaliväestön arvoista, löydöksen yhteys glaukoomaan kasvaa tilastollisesti merkitsevästi.

Glaukooman esiintyvyys tässä aineistossa oli suurempi kuin aiemmin on raportoitu keski-ikäisessä väestössä. Tämän tutkimuksen perusteella OCT:n, GDx:n tai HRT:n tai näkökentän ja OCT:n yhdistelmäanalyysin käyttöä ei voida suositella seulontamenetelmäksi keski-ikäisessä normaaliväestössä. Tässä väestössä näiden menetelmien osuvuus seulonnassa oli suhteellisen heikko, ja väärien positiivisten löydösten osuus seulonnassa olisi huomattava.

see all

Osajulkaisut / Original papers

Osajulkaisut eivät sisälly väitöskirjan elektroniseen versioon. / Original papers are not included in the electronic version of the dissertation.

  1. Saarela, V., Karvonen, E., Stoor, K., Hägg, P., Luodonpää, M., Kuoppala, J., Taanila, A., & Tuulonen, A. (2013). The Northern Finland Birth Cohort Eye Study: Design and baseline characteristics. BMC Ophthalmology, 13, 51. https://doi.org/10.1186/1471-2415-13-51

  2. Karvonen, E., Stoor, K., Luodonpää, M., Hägg, P., Kuoppala, J., Lintonen, T., Ohtonen, P., Tuulonen, A., & Saarela, V. (2019). Prevalence of glaucoma in the Northern Finland Birth Cohort Eye Study. Acta Ophthalmologica, 97(2), 200–207. https://doi.org/10.1111/aos.13912

  3. Karvonen, E., Stoor, K., Luodonpää, M., Hägg, P., Lintonen, T., Liinamaa, J., Tuulonen, A., & Saarela, V. (2020). Diagnostic performance of modern imaging instruments in glaucoma screening. The British Journal of Ophthalmology, 104(10), 1399–1405. https://doi.org/10.1136/bjophthalmol-2019-314795

  4. Karvonen, E., Stoor, K., Luodonpää, M., Hägg, P., Leiviskä, I., Liinamaa, J., Tuulonen, A., & Saarela, V. (2021). Combined structure-function analysis in glaucoma screening. The British Journal of Ophthalmology, bjophthalmol-2021-319178. Advance online publication. https://doi.org/10.1136/bjophthalmol-2021-319178

see all

Series: Acta Universitatis Ouluensis. D, Medica
ISSN: 0355-3221
ISSN-E: 1796-2234
ISSN-L: 0355-3221
ISBN: 978-952-62-3257-7
ISBN Print: 978-952-62-3256-0
Issue: 1664
Type of Publication: G5 Doctoral dissertation (articles)
Field of Science: 3125 Otorhinolaryngology, ophthalmology
Subjects:
Funding: The thesis was financially supported by research grants from the Glaukooma Tukisäätiö Lux Foundation, the Instrumentarium Science Foundation, the Eye Foundation, the Sokeain Ystävät Foundation, the Eye and Tissue Bank Foundation, the Finnish Ophthalmological Society, the Siiri Kilpinen Foundation and the Northern Finland Health Care Support Foundation.
Copyright information: © University of Oulu, 2022. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.