Glaucoma screening in the Northern Finland Birth Cohort Eye Study

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.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