Impactul inteligenței artificiale asupra medicilor oftalmologi

Inteligența artificială (IA) ne-a revoluționat viețile: există avioane fără pilot, vehicule autonome și recunoaștere facială. Studiile recente ne arată că IA se descurcă chiar mai bine ca oamenii cu anumite sarcini, în special în domeniul interpretării imaginilor.

Oftalmologia folosește îndeosebi imagistica și beneficiază de utilizarea inteligenței artificiale pentru a analiza și procesa datele. IA are potențialul de a înlătura eroarea umană, deseori inevitabilă, prin diagnosticare inteligentă.

În continuare vei afla cum pot folosi medicii oftalmologi inteligența artificială pentru a diagnostica patru dintre cele mai frecvente afecțiuni oculare: retinopatie diabetică, glaucom, degenerescența maculară legată de vârstă și cataracta.

Ce este inteligența artificială:

Inteligența artificială (IA) se referă la capacitatea unui program sau a unei mașinării de a interpreta corect datele din mediul extern, de a învăța, și mai apoi de a îndeplini anumite sarcini folosind ce a asimilat anterior.

Altfel spus, un sistem care folosește inteligența artificială imită funcțiile cognitive pe care le asociem cu mintea umană precum planificarea, învățarea, rezolvarea problemelor și chiar creativitate și inteligență socială.

Inteligența artificială poate fi împărțită în următoarele subcategorii:

• Învățare automată
• Învățare profundă
• Învățare automată normală
• Robotică
• Sistem expert
• Prelucrarea limbajului natural

Învățarea automată este procesul folosit în oftalmologie pentru a crea un model IA capabil să diagnosticheze anumite boli.

Cum funcționează inteligența artificială în oftalmologie:

Pentru construirea unui sistem IA sunt necesare informații sub formă de imagini, învățare, validare și mai apoi testare și evaluarea performanțelor, conform articolului Applications of Artificial Intelligence in Ophthalmology. Deci, primul pas este obținerea imaginilor. Iată ce tip de imagistică este folosită pentru inteligența artificială:

• Examen de fund de ochi: arată o imagine mărită a suprafeței retinei; folosit pentru diagnosticarea afecțiunilor retinei;
• Tomografia în coerență optică: arată o imagine în detaliu a straturilor retinei; folosită pentru diagnosticarea afecțiunilor retinei;
• Ecografie oculara: arată o secțiune transversală a ochiului și a orbitei; folosită pentru a evalua starea corpului vitros și a retinei și pentru a identifica tumori;
• Examen cu microscop: oferă o imagine în detaliu a segmentului anterior; folosit pentru a evalua segmentul anterior;
• Testarea câmpului vizual: arată dimensiunea și forma câmpului vizual; folosit pentru a identifica afecțiuni ale modului de procesare a semnalelor vizuale, incluzând retina, nervul optic și creierul.

Utilizarea inteligenței artificiale în oftalmologie

Metodele convenționale de diagnosticare a afecțiunilor oculare se bazează foarte mult pe cunoștințele și experiența medicilor. Astfel, există șanse mari să se producă o eroare umană și să apară un diagnostic greșit.

Integrarea inteligenței artificiale în domeniul oftalmologiei are potențialul să revoluționeze modul actual de diagnosticare și să aibă un impact pozitiv sesizabil asupra pacienților. În plus, poate fi un ajutor apreciat pentru orice medic.

În continuare vom discuta despre cum IA poate ajuta la diagnosticarea a patru din cele mai întâlnite afecțiuni oftalmologice: retinopatie diabetică, glaucom, degenerescența maculară legată de vârstă și cataracta.

Retinopatia diabetică

Aproximativ 415 milioane de oameni au diabet, deci 1 din 11 adulți suferă de această boală. Retinopatia diabetică este o complicație a diabetului care afectează o treime din pacienții diabetici și poate duce la orbirea ireversibilă.

Inteligența artificială poate fi folosită pentru a prezice riscul de a suferi de retinopatie diabetică, dar și progresul bolii. IA folosește învățarea automată pentru a identifica anumite anormalități care ajută la diagnosticarea afecțiunii precum: edem macular, microanevrisme, degenerarea maculei.

IA ajută medicii oftalmologi să pună un diagnostic corect deoarece, după analiza imagisticii, poate evidenția zonele anormale și chiar emite un diagnostic inteligent, care va fi validat de doctor.

Glaucomul

Glaucomul este a treia cea mai frecventă afecțiune a ochilor. Cei care suferă de această boală au simptome precum hipertensiune intraoculară, capul nervului optic deteriorat, leziuni al stratului de fibre nervoase retiniene și pierderea vederii în timp.

IA poate ajuta la diagnosticarea glaucomului prin identificarea unor caracteristici asociate cu boala. Spre exemplu, raportul cupă/disc este folosit pentru a diagnostica glaucomul. IA poate calcula acest raport prin localizarea automată a nervului optic și identificarea discului și cupei optice din imaginile provenite din examenul de fund de ochi.

Raportul cupă/disc mai poate fi aflat și folosind tomografia în coerența optică în domeniul spectral. IA poate analiza imagistica pe care apoi o va compara cu o imagine de referință pentru a oferi un rezultat cu o margine foarte mică de eroare.

Degenerescența maculară legată de vârstă (DM)

DM este cauza principală pentru care oamenii vârstnici își pierd vederea în țările dezvoltate. Prin utilizarea unor algoritmi de învățare automată se pot identifica leziuni provocate de boală și astfel se va îmbunătăți modul de diagnosticare și tratament.

Până acum au fost efectuate studii în care au fost folosite examenul de fund de ochi și tomografia în coerență optică pentru a identifica fluide, drusen, atrofia geografică sau pseudodrusen. Acuratețea a fost de peste 80%.

IA poate prezice și regresia drusen (stadiul anatomic final al DM intermediar) prin folosirea unui model de învățare automată care clasifică simptomele în funcție de etapele afecțiunii.

Cataracta

Cataracta afectează milioane de oameni din întreaga lume iar detectarea și tratarea acesteia în stadiile intermediare poate îmbunătăți considerabil calitatea vieții suferinzilor.

Cercetătorii folosesc un model IA pentru a diagnostica cataracta senilă și chiar cataracta pediatrică. În centrul Zhong Shan Ophthalmic s-a implementat o platformă cloud care ajută medicii oftalmologi să clasifice și descopere cataracta la copii.

O astfel de tehnologie poate fi folosită pentru a îmbunătăți modul de funcționare a clinicilor, în special când este vorba despre o populație numeroasă. IA permite examinarea și mai apoi monitorizarea unui număr mare de persoane care ar putea suferi de afecțiuni oculare.

Cele prezentate mai sus sunt doar o parte a modurilor în care poate fi folosită inteligența artificială în oftalmologie. Odată cu dezvoltarea tehnologiei, aceasta ar putea fi implementată în orice cabinet pentru a ajuta doctorii să pună un diagnostic corect, într-un timp mai scurt.

IA nu trebuie privită ca o amenințare, dacă este supusă unor reguli, atât legale, cât și etice, ar putea revoluționa modul de diagnosticare actual. Astfel, vor avea de câștigat atât pacienții, cât și medicii oftalmologi.