Okulistyka jest jedną z najbardziej dynamicznie rozwijających się dziedzin medycyny. W dobie cyfryzacji i rosnącej roli technologii medycznych, sztuczna inteligencja (AI) staje się jednym z kluczowych motorów zmian w opiece nad zdrowiem, również w obszarze okulistyki i optometrii.
Tradycyjna diagnostyka wzroku, opierająca się często na badaniach obrazowych, doświadczeniu specjalistów i subiektywnej ocenie, może być wspierana przez algorytmy, które analizują ogromne ilości danych w ułamku czasu. Dzięki temu możliwe staje się wcześniejsze wykrywanie chorób, które wcześniej mogły pozostać niezauważone do momentu wystąpienia poważnych objawów. Sztuczna inteligencja w okulistyce to już nie odległa wizja, lecz coraz realniejsze narzędzie diagnostyczne. Dzięki AI możliwe jest bardziej precyzyjne, szybsze i dostępne badanie chorób oczu, a także prognozowanie ich rozwoju.
Na czym polega AI w okulistyce?
Sztuczna inteligencja coraz śmielej wkracza do medycyny i nie chodzi tu o futurystyczne roboty, ale o algorytmy, które potrafią analizować zdjęcia czy wyniki badań szybciej niż człowiek. W najprostszym ujęciu to program komputerowy, który „uczy się” rozpoznawać choroby oczu na podstawie ogromnych zbiorów zdjęć i opisów medycznych. Gdy zobaczy nowe zdjęcie, porównuje je z tym, co już zna, i potrafi podpowiedzieć, czy widzi coś niepokojącego. Działa to podobnie jak doświadczenie lekarza, który po latach praktyki potrafi dostrzec nawet bardzo subtelne zmiany. Różnica polega na tym, że AI potrafi przeanalizować miliony przypadków.
Dlaczego rozwój AI w okulistyce jest tak ważny? Badania, które kiedyś wymagały dużego doświadczenia i czasu, dziś mogą być wspierane przez systemy komputerowe, które nie męczą się, nie gubią szczegółów i potrafią porównywać miliony wyników naraz. I to się już dzieje! „Jednym z najbardziej znaczących postępów AI w medycynie jest jej zastosowanie w diagnostyce obrazowej. Algorytmy uczenia maszynowego są teraz w stanie analizować obrazy medyczne, takie jak tomografie komputerowe, rezonanse magnetyczne i zdjęcia rentgenowskie, z dokładnością porównywalną do najlepszych specjalistów”. [1]
Okulary z AI?
Choć brzmi to jak scenariusz filmu science-fiction, „okulary z AI” hipotetycznie nie są aż tak odległą wizją, jak mogłoby się wydawać. Już teraz powstają urządzenia, które przypominają inteligentne okulary – potrafią tłumaczyć tekst na żywo, rozpoznawać przedmioty czy wspierać osoby niedowidzące poprzez przetwarzanie obrazu w czasie rzeczywistym. Może się jednak wydawać, że to jednak dopiero początek. W przyszłości oprawki wyposażone w sztuczną inteligencję mogłyby stać się osobistym asystentem wzroku. Technologie tego typu już są rozwijane. Jednak dopiero rozwój zaawansowanej AI – takiej, jaka analizuje dziś obrazy w medycynie, może sprawić, że okulary staną się sprzętem pomagającym nie tylko widzieć, ale też rozumieć to, co widzimy. Czy takie okulary trafią w niedalekiej przyszłości do gabinetów optycznych? Możliwe, że tak.
Światowe badania
Już kilka lat temu naukowcy pokazali, że sztuczna inteligencja potrafi wykrywać choroby oczu z ogromną skutecznością. Jednym z najbardziej znanych przykładów jest technologia opisana w czasopiśmie Nature Medicine, w której algorytm analizował zdjęcia siatkówki osób chorujących na cukrzycę i potrafił wykrywać retinopatię cukrzycową z dokładnością porównywalną do lekarzy. To ważne, bo choroby takie jak jaskra czy retinopatia często długo nie dają objawów. Im wcześniej zostaną wykryte, tym większa szansa na uratowanie wzroku.
W jakich jeszcze obszarach okulistyki AI pokazuje obiecujące wyniki? To zmiany plamki związane z AMD – AI analizuje zdjęcia, pomaga w klasyfikacji stadiów choroby i w przewidywaniu progresji. Badania i przeglądy pokazują wysoką dokładność klasyfikacji w zadaniach detekcji AMD[2]. Kolejnym obszarem jest jaskra – AI uczone na obrazach dna oka i OCT wykazują zdolność wykrywania cech sugerujących jaskrę (np. zmiany tarczy nerwu wzrokowego), obiecujące są także algorytmy prognozujące progresję. [3]
Polski wkład w rozwój AI
AI w okulistyce to także polska rzeczywistość. W tym obszarze możemy chwalić się wieloma osiągnięciami. „Okuliści ze Śląskiego Uniwersytetu Medycznego współtworzyli badania, które mogą zmienić diagnostykę chorób oczu. Międzynarodowy zespół opracował model EyeFM, dzięki któremu skuteczność diagnozy wzrosła do ponad 92 procent”. [4] System EyeFM to zaawansowany, multimodalny model AI, który powstał w oparciu o imponujący zbiór 14,5 mln obrazów okulistycznych oraz 400 tys. opisów klinicznych z różnorodnych, międzynarodowych baz danych. „Badanie to stanowi ważny krok w kierunku klinicznej translacji modeli AI, pokazując, że sztuczna inteligencja może realnie wspierać okulistów, zwiększając precyzję i efektywność ich pracy oraz poprawiając wyniki zdrowotne pacjentów” –prof. Adrian Smędowski ze Śląskiego Uniwersytetu Medycznego, cytowany w komunikacie uczelni. [5]
Istnieją także prace nad systemem „e-jaskra”, w którym algorytmy analizują kolorowe zdjęcia dna oka i klasyfikują je jako „zdrowe” lub „chore” – sieć neuronowa została wytrenowana na ponad 2500 zdjęciach pochodzących m.in. z Poradni Jaskrowej Klinicznego Szpitala Okulistycznego i Centrum Mikrochirurgii Oka „Laser”. [6] Z kolei już „od października 2019 roku na terenie województwa wielkopolskiego prowadzony jest Program profilaktyki retinopatii cukrzycowej z wykorzystaniem sztucznej inteligencji. Jest to największy tego typu projekt w Europie”. [7]
Co AI oznacza dla pacjentów i gabinetów okulistycznych i optometrycznych?
Sztuczna inteligencja ma przed sobą ogromny potencjał w okulistyce. Z każdym kolejnym krokiem rozwoju technologii możemy liczyć na jeszcze dokładniejsze narzędzia diagnostyczne, zdolne wychwycić nawet najsubtelniejsze nieprawidłowości. Co to oznacza w praktyce? Dla pacjenta – szybszy dostęp do badań przesiewowych, wcześniejsze wykrywanie chorób grożących utratą wzroku i potencjalnie krótszy czas oczekiwania na skierowanie do okulisty specjalisty. Dla gabinetów – możliwość rozszerzenia oferty, jednak zawsze optometrysta powinien traktować AI jako narzędzie wspomagające – przydatne w przesiewie i monitoringu, lecz wymagające ludzkiej nadzorującej interpretacji w przypadkach niejednoznacznych lub klinicznie istotnych.
[1] https://aiwokulistyce.pl/postep-w-zakresie-ai-w-medycynie-w-ostatnich-latach-oraz-zastosowania-ai-w-okulistyce/
[2] https://www.nature.com/articles/s41746-018-0040-6
[3] https://www.mdpi.com/1422-0067/26/10/4473?
[4] https://pulsmedycyny.pl/medycyna/nauka-i-badania/sztuczna-inteligencja-wspiera-okulistow-badacze-sum-wspolautorami/
[5] https://naukawpolsce.pl/aktualnosci/news%2C109354%2Cnaukowcy-sum-nowy-model-ai-zwieksza-skutecznosc-diagnoz-i-leczenia-w
[6] https://www.sztucznainteligencja.org.pl/gdy-oko-zaczyna-umierac/
[7] https://okulistyka21.pl/edukacja/sztuczna-inteligencja-w-okulistyce/