Entwicklung einer Open-Source-Software zur automatisierten Pupillometrie-Auswertung

NEUROOPHTHA Lausanne – Die schnelle Pupillenkontraktion als Reaktion auf einen plötzlichen Lichtreiz wird durch einen oligosynaptischen neuronalen Pfad gesteuert, der andere supranukleäre Einflüsse auf die Pupillenbewegung dominiert. Eine pupillometrische Aufzeichnung des Pupillenlichtreflexes zeigt eine starke Änderung der Pupillengrösse vom Ausgangswert bis zur maximalen Verengung. Wird die Pupille jedoch im Dunkeln in der Phase nach einem Lichtreiz oder als Reaktion auf einen anderen Reiz als Licht, wie ein plötzliches Geräusch oder kognitive Aktivität, aufgezeichnet, sind die Änderungen der Pupillengrösse klein und langsam. In solchen Fällen ist die Vorverarbeitung von Pupillenaufzeichnungen besonders wichtig, aber möglicherweise zeitaufwändig, um das Rauschen zu unterdrücken, das durch verschiedene artifizielle und nicht explizit ausgelöste Pupillenbewegungen verursacht wird.

Um den Mangel an automatisierten Werkzeugen für die Analyse des Pupillenlichtreflexes in der Pupillometrie zu beheben, entwickelten die Autoren um Victor Amiot und Mattia Tomasoni vom Jules-Gonin Eye Hospital in Lausanne eine Software für die automatisierte, benutzergesteuerte Analyse pupillometrischer Daten. Zwei Arten von häufig beobachteten Artefakten in Pupillenaufzeichnungen wurden identifiziert. Es wurde eine Software namens PupilMetrics entwickelt, die die Rohdaten der Pupillenmessungen importiert und anzeigt, die beiden Arten von Artefakten erkennt und entfernt und die Ergebnismasse wie die Pupillengrösse, Reaktionszeit, maximale Kontraktionsamplitude und die PIPR (post-illumination pupil response) quantifiziert. Der Code ist Open Source und steht unter der Lizenz GPL-3.0 zur Verfügung. Die Reaktion der rechten Pupille von 29 gesunden Erwachsenen auf neun verschiedene Lichtreize wurde mit einem neuroLight®-Pupillometer (IDMed, Marseille) aufgezeichnet. Die Datenanalyse der insgesamt 261 Pupillenreaktionen wurde manuell und automatisch mit PupilMetrics durchgeführt. Zwischen den Ergebnissen von PupilMetrics und der manuellen Analyse wurde für alle Stimuli eine hohe Übereinstimmung (mittleres R2 = 0,9891 und p < 0,0001) mit einer nahezu 1-zu-1-Korrespondenz (Beta = 0,9940) beobachtet. Die PupilMetrics reduzierte die Gesamtanalysezeit von 30 Stunden auf weniger als eine Stunde.

In der November-Ausgabe 2024 der SCIENTIFIC REPORTS berichten die Autoren über die Software PupilMetrics als zeitsparende Alternative zur manuellen Bearbeitung, die vergleichbare Ergebnisse liefert. Eine solche Software könnte die Standardisierung der Pupillometrie für klinische und Forschungszwecke erleichtern. (bs)

Autoren: Amiot V, Tomasoni M, Minier A, Gisselbaek S, Kawasaki A, Kostic C. Korrespondenz: Corinne Kostic, Retinal Disorder Research Group, Department of Ophthalmology, University of Lausanne, Jules-Gonin Eye Hospital, Fondation Asile des Aveugles, 15 av. de France, 1004, Lausanne, VD, Switzerland. E-Mail: corinne.kostic@fa2.ch Studie: PupilMetrics: a support system for preprocessing of pupillometric data and extraction of outcome measures. Quelle: Sci Rep. 2024 Nov 20;14(1):28775. doi: 10.1038/s41598-024-79920-z. PMID: 39567634; PMCID: PMC11579351. Web: https://www.nature.com/articles/s41598-024-79920-z