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Enregistrement W4416422806 · doi:10.2196/86380

Automated Optic Disc Tilt Classification in Fundus Photography: Segmentation and Elliptical Ratio Across External Clinical Validation (Preprint)

2025· article· en· W4416422806 sur OpenAlexvenueno aff
Chae Yeon Lim, Jaeryung Kim, Joonhyoung Kim, Chaeyeon Lee, Myung Jin Chung, Sei Yeul Oh, Tae Young Kim, Kyung‐Ah Park

Notice bibliographique

RevueJMIR Formative Research · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueRetinal Imaging and Analysis
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésTilt (camera)SegmentationOptic discFundus (uterus)Optic cup (embryology)GlaucomaOptic diskPixel

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Background Optic disc tilt is a morphological change in myopic eyes that complicates clinical interpretation and artificial intelligence (AI)–based analysis of fundus images. Accurate detection of optic disc tilt is necessary to avoid misinterpretation of disc morphology and enhance diagnostic reliability across different disease types. Objective This study developed and externally validated an end-to-end AI-based pipeline for optic disc segmentation and quantitative tilt classification in color fundus photographs (CFPs), offering an objective alternative to manual segmentation and subjective clinical assessments. Methods We trained a nnU-Net–based optic disc segmentation model on the Standardized Multi-Channel Dataset for Glaucoma (SMDG; n=3103 CFPs) and externally validated it on the Samsung Medical Center (SMC) dataset (n=2448 CFPs from n=1370 patients). Model generalizability was assessed using both a fixed 80:20 random split and 5-fold cross-validation. Tilt was classified using the ratio of the long-axis diameter to the short-axis diameter, with a ratio of ≥1.3 indicating tilt. Segmentation performance was evaluated using the Dice similarity coefficient, intersection over union, and pixel accuracy on the SMDG dataset and using the clinical acceptance rate determined by 2 independent ophthalmologists on the external SMC dataset. Results Using the SMDG dataset, nnU-Net achieved consistently high performance, with mean Dice similarity coefficients of 0.956 (SD 0.042) across 5-fold cross-validation and 0.961 (SD 0.055) for the best-performing single-fold model across 8 datasets. On the SMC dataset, 2 independent expert reviews yielded mean clinical acceptance rates of 98.61% and 98.86% across disease types, with acceptance rates ranging from 81.63% and 93.88% for edema to 99.59% and 99.17% for pallor, respectively. Tilt was detected in 7.5% (186/2448) of images, with rates of 9.7% (118/1215) for normal images, 3.9% (35/894) for glaucoma, 7.8% (19/241) for pallor, and 14.2% (14/98) for edema. Segmentation errors were observed in 1.39% (34/2448) and 1.14% (28/2448) of cases by the 2 reviewers, mainly due to edema-related swelling, peripapillary atrophy, and vessel confusion. Conclusions Our pipeline provides objective and reproducible detection of optic disc tilt in CFPs, with strong generalizability to clinical images. By replacing manual segmentation and subjective assessments, the pipeline supports tilt-aware AI diagnostics and scalable screening for myopia-related conditions, with future refinements needed to address edema-related challenges.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,005
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,012
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,009
Score d'incertitude au seuil0,026

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0050,012
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0020,001
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0020,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,002

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,104
Tête enseignante GPT0,527
Écart entre enseignants0,423 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2025
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