Диагностика глаукомы на ранней стадии при помощи искусственного интеллекта
Глаукома является ведущей в мире причиной возникновения необратимой слепоты. Она затрагивает более 60 млн человек, и, по прогнозам, это число удвоится к 2040 году по мере старения населения планеты. Потеря зрения при глаукоме вызвана гибелью клеток сетчатки. Однако в начальной стадии заболевания при условии снижения внутриглазного давления такие изменения могут быть обратимыми. Поэтому важным направлением в профилактике глаукомы является ранняя диагностика и выявление пациентов с повышенным риском стремительного прогрессирования заболевания.
Группа ученых из Университетского колледжа Лондона предложила новый метод визуализации апоптотических клеток в сетчатке — DARC (Detection of Apoptosing Retinal Cells — обнаружение апоптотических клеток сетчатки). Метод основывается на внутривенном введении флуоресцентного маркера, который связывается с пораженными клетками. На изображениях сетчатки, полученных с помощью конфокального сканирующего лазерного офтальмоскопа, поврежденные клетки выглядят как белые точки. Данный метод успешно прошел вторую фазу клинических испытаний.
Основными проблемами при анализе результатов DARC являются подсчет количества пораженных клеток, а также прогноз дальнейшего течения заболевания на основе полученных сведений.
Для решения данной нетривиальной задачи во второй фазе клинических испытаний исследователи решили использовать методы, основанные на искусственном интеллекте. Они использовали нейронную сеть для автоматического нахождения и подсчета пораженных клеток. Полученные результаты эксперты сравнили с данными ручного подсчета клеток экспертами. При обнаружении и вычислении апоптотических клеток алгоритм показал 97,0 % точность, 91,1 % чувствительность и 97,1 % специфичность. Результат, полученный нейросетью, оказался точнее, чем у 50 % экспертов, подсчитывающих данные клетки вручную.
Для оценки прогрессирования глаукомы испытуемым была проведена оптическая когерентная томография через 18 месяцев после первоначального исследования. Результаты диагностики сопоставили с исходными данными: у пациентов с прогрессирующей глаукомой количество пораженных клеток, выявленное методом DARC, было выше, чем у больных со стабильно протекающим заболеванием. Предварительные результаты показывают, что у пациентов со стабильной глаукомой количество DARC-положительных клеток не превышало 30. Таким образом, данное число можно считать пороговым при выявлении пациентов с потенциально прогрессирующей глаукомой.
Эта технология коммерциализируется британским стартапом Novai, научными консультантами которого являются авторы исследования. Ученые надеются, что внедрение современных технологий в офтальмологию поможет проводить раннюю диагностику и более эффективное лечение.
