Studiu: Inteligența artificială poate ”citi” în retină predispoziția la anumite boli / Prin scanarea retinei este posibilă identificarea semnelor timpurii ale unora dintre cele mai răspândite boli: diabet, Parkinson, Alzheimer și bolile cardiovasculare

Ochiul este o „fereastră” către sănătatea întregului organism, fiind capabil să detecteze până la 50 de afecțiuni într-un stadiu incipient, și nu numai cele care afectează ochii, ci chiar și primele semne ale bolii Parkinson cu șapte ani înainte, relatează La Repubblica.

O descoperire făcută posibilă de oftalmologie, un domeniu de cercetare relativ nou care, datorită inteligenței artificiale, poate stimula diagnosticarea timpurie.

Aplicarea inteligenței artificiale în oftalmologie este unul dintre numeroasele subiecte aflate în centrul celui de-al treilea Congres Național al Societății Italiene de Științe Oftalmologice (Siso), care se desfășoară la Roma, cu participarea a 2.800 de specialiști din întreaga Italie, pentru a discuta despre succesele, progresele și problemele medicinei oftalmologice.

În prezent, oftalmologia utilizează din ce în ce mai mult imagistica, imagini extrem de detaliate ale structurilor oculare care pot beneficia de valoarea adăugată a inteligenței artificiale și, în special, de modele sofisticate, cum ar fi învățarea profundă, care sunt excepțional de pricepute în interpretarea imaginilor furnizate de metodele imagistice în scopuri de diagnostic, prognostic și screening.

„În oftalmologie, avem o mare nevoie de aplicații de Inteligență Artificială, deoarece cererea de sănătate este în continuă creștere, iar noi, ca profesioniști din domeniul sănătății, nu putem face față. Nu putem rata marea oportunitate de a ne baza pe algoritmi de inteligență artificială pentru a accelera analiza unei cantități mari de date”, a declarat Paolo Nucci, profesor de oftalmologie la Universitatea de Stat din Milano.

Una dintre cele mai promițătoare aplicații experimentale ale inteligenței artificiale în oftalmologie, care se speră că va fi transpusă în curând în practica clinică, se referă la retinopatia prematurului, sau Rop, o boală gravă a retinei la copiii prematuri și una dintre principalele cauze de orbire infantilă în țările cu venituri medii.

Există programe de depistare pentru diagnosticarea Rop, dar problema este că, până în prezent, diagnosticul poate fi făcut doar de oftalmologii pediatri cu expertiză specifică, care sunt puțini.

Datorită unui studiu recent realizat de o echipă de cercetători internaționali și publicat în The Lancet Digital Health, care a folosit 7.414 imagini ale retinei, această afecțiune poate fi detectată de inteligența artificială prin analiza unei fotografii a fundului de ochi cu aceeași acuratețe ca și de către oftalmologii pediatri cu experiență. Și abia apoi este confirmată de medic, căruia îi sunt adresate doar situațiile suspecte, ușurându-i astfel volumul de muncă.

Datorită diagnosticării mai timpurii, această tehnică poate identifica acei copii cu Rop cu risc de orbire care au nevoie de un tratament mai urgent. De fapt, dacă aceasta este descoperită la timp, poate fi tratată cu lasere sau medicamente speciale.

Dar există și aplicații și mai surprinzătoare ale inteligenței artificiale în oftalmologie; este vorba despre ceea ce se numește ”oculomie”, un termen inventat recent pentru a descrie o nouă disciplină care a apărut datorită progreselor în tehnicile de imagistică în combinație cu inteligența artificială, pentru a studia ochiul ca o „fereastră” asupra sănătății sistemice, adică a întregului organism.

Interesul experților în inteligență artificială și medicină oculară pentru oculomie a început în 2018, odată cu o lucrare publicată în Nature Biomedical Engineering, rezultată în urma colaborării cercetătorilor de la Universitatea Stanford cu o echipă de ingineri de la Google.

„Printr-un algoritm complex de inteligență artificială”, continuă Nucci, „cercetătorii au reușit să identifice și să cuantifice pentru prima dată o serie de factori de risc cardiovascular exclusiv din imagini ale fundului de ochi. Predicția riscului este generată de modelul de inteligență artificială în mod complet automat prin analiza imaginilor anumitor caracteristici anatomice, cum ar fi pupila optică sau calibrul și traseul vaselor de sânge”, explică el.

Cu rezultate incredibile: folosind doar imaginea retinei, acest model a fost capabil să identifice cu precizie probabilitatea de infarct miocardic sau de accident vascular cerebral ischemic la 5 ani. Toate acestea doar analizând fotografii ale fundului de ochi.

Astfel, AI este capabilă să detecteze și să decodifice o mare cantitate de informații despre sănătatea și boala unei persoane prin observarea ochilor acesteia.

Din fotografii sau scanări de rutină ale retinei, este posibil să se dezvăluie semnele timpurii ale unora dintre cele mai răspândite și mai debilitante boli din lume.

Nu doar diabetul și bolile cardiovasculare, ci și accidentele vasculare cerebrale și bolile neurologice legate de vârstă, cum ar fi boala Parkinson și Alzheimer. Oftalmologia poate ajuta la diagnosticarea sau la prezicerea unor afecțiuni de sănătate, uneori cu ani de zile mai devreme, care altfel ar fi fost detectate, permițând astfel adoptarea unui stil de viață adecvat în scop preventiv.

Cercetările efectuate la University College of London, unde a fost creat RETFound, un model de inteligență artificială capabil să diagnosticheze și să prezică riscul de a dezvolta mai multe afecțiuni de sănătate – de la boli oculare la insuficiență cardiacă și până la boala Parkinson – totul pe baza imaginilor retinei oamenilor, indică, de asemenea, această direcție; rezultatele au fost publicate în urmă cu câteva luni în prestigioasa revistă Nature.

Ceea ce face ca acest model să fie inovator este faptul că a fost dezvoltat folosind o metodă cunoscută sub numele de învățare auto-supervizată pe 1,6 milioane de imagini retiniene neetichetate. Cu alte cuvinte, modelul, antrenat într-un mod similar cu ChatGPT, învață cumva cum arată o retină și care sunt toate caracteristicile acesteia prin analizarea a milioane de imagini. Acest lucru constituie baza a ceea ce tehnicienii numesc un „model de bază”, adică unul care poate fi adaptat pentru a evalua mai multe afecțiuni.

Progresul în cercetare avansează atât de rapid încât unele scenarii par a fi cu adevărat science-fiction. Cum ar fi, de exemplu, posibilitatea de a detecta semne de boală nu doar din imaginile retinei, ci chiar din cele ale ochiului exterior.

„Este cu adevărat ultima frontieră”, continuă Limoli. Un model de inteligență artificială poate detecta parametrii furnizați de obicei de analizele de sânge, cum ar fi nivelul de glucoză și lipide din sânge, numărul de celule sanguine, funcția renală și hepatică, precum și o mulțime de alte date dintr-o simplă fotografie externă a ochiului. Precizia acestor estimări este incredibil de mare”, precizează acesta.

Acest studiu a fost realizat de Boris Babenko și alți cercetători americani, în colaborare cu Google, prin antrenarea inteligenței artificiale cu 123.130 de imagini ale 38.398 de pacienți din Los Angeles, California și Atlanta.

Ce înseamnă această cercetare: că, în viitorul apropiat, vom putea să ne verificăm și chiar să ne prezicem starea de sănătate printr-o simplă fotografie a ochilor noștri?

„Inteligența artificială are potențialul de a ne extinde cunoștințele despre ochi și de a revoluționa asistența medicală oftalmologică în ceea ce privește accesibilitatea, calitatea și durabilitatea”, explică Celeste Limoli.