Зрение имеет первостепенное значение. ИИ горячий. Давайте поговорим о постоянно развивающейся области глазной медицины, офтальмологии, в свете искусственного интеллекта.
Всегда находясь в авангарде новых технологий, офтальмология постоянно ищет новые способы сохранить остроту зрения. Представьте себе идеальное сочетание человеческой интуиции и точности машин для диагностики и лечения заболеваний глаз. Благодаря инновациям искусственного интеллекта (ИИ) в офтальмологии это видение теперь становится реальностью.
Цифровая линза: глубокое погружение искусственного интеллекта в человеческий глаз
«Когда Лина, 68-летняя пенсионерка, пошла на ежегодную проверку зрения, ее ждал сюрприз. Вместо традиционных тестов она несколько секунд смотрела в машину, и за считанные секунды ее врач получил исчерпывающие данные о ее глазах в сочетании с прогнозами, сгенерированными искусственным интеллектом, анализом рисков и предложениями по лечению».
Это не отрывок из научно-фантастического романа; Это ближайшее будущее офтальмологии с мощью диагностических инструментов на основе искусственного интеллекта, которые, как мы говорим, изменяют саму суть офтальмологии.
Инструменты искусственного интеллекта обучаются с использованием обширных наборов данных, содержащих до миллионов изображений. Таким образом, их точность в выявлении таких состояний, как диабетическая ретинопатия, глаукома и возрастная дегенерация желтого пятна, достигает беспрецедентной высоты. Раннее обнаружение, которое раньше зависело от внимательного человеческого наблюдения, распознавания образов и часто сопровождалось риском недосмотра, теперь подкрепляется точностью машин.
Мы живем в эпоху, когда мы можем использовать вычислительную мощь искусственного интеллекта для помощи в диагностике, ведении и даже стратегиях лечения. Речь идет не о замене человеческих возможностей, а о совершенствовании процесса принятия решений, совершенствовании диагностики и объединении информации для получения выводов, основанных на фактических данных. История медицины полна историй о медленной и осторожной адаптации новых идей и технологий, таких как стетоскоп или мытье рук, в ущерб как пациентам, так и врачам, но современная офтальмология создала сильную культуру технологического оптимизма. На протяжении десятилетий офтальмологи внедряли в клиническую практику новейшие и лучшие инструменты визуализации в кратчайшие сроки, принося отличные результаты для пациентов.
Первые приложения искусственного интеллекта появились в 1976 году, когда была разработана программа консультаций по глаукоме на базе CASNET, что ознаменовало ранние этапы машинного обучения в офтальмологии. Сегодня, с появлением алгоритмов глубокого обучения, ИИ не просто обрабатывает изображения, но учится различать закономерности и диагностировать заболевания с впечатляющей точностью. Например, алгоритм глубокого обучения Google Brain научился тонкостям распознавания признаков диабетической ретинопатии на изображениях, что является значительным шагом вперед по сравнению с традиционной обработкой изображений.
Академия искусственного интеллекта
Признавая ключевую роль ИИ, Американская академия офтальмологии предприняла решительные шаги для интеграции и повышения его значимости. В 2019 году была сформирована Целевая группа по искусственному интеллекту для тщательного изучения ситуации с искусственным интеллектом в офтальмологии. Эта целевая группа заложила основу:
1. Исследование передовых технологий искусственного интеллекта и их значимости для диагностики и принятия решений.
2. Выявление проблем и потенциальных проблем при применении искусственного интеллекта в офтальмологии.
3. Разработка руководств для практиков, заинтересованных сторон отрасли, и политики.
Их выводы были новаторскими. ИИ закрепил свое место в медицине, предлагая повышение качества медицинской помощи и лучшую доступность. Реакция Академии была быстрой; они создали Комитет по искусственному интеллекту, чтобы копнуть глубже. Этому комитету, состоящему из таких экспертов, как Дж. Питер Кэмпбелл, доктор медицинских наук, магистр здравоохранения и Майкл Абрамофф, доктор медицинских наук, было поручено руководить Академией через технические аспекты ИИ и его распространение.
Ключевым предприятием стало сотрудничество между Американским колледжем радиологии и Американской академией офтальмологии. Вместе они стремились расширить платформу AI-LABTM Института данных ACR в области офтальмологии. Целью этого партнерства является предоставление офтальмологам практического опыта, реальных наборов данных и платформы для развития искусственного интеллекта в области ухода за глазами.
Ключевые области, в которых ИИ вносит новаторские изменения в офтальмологии, включают:
- Диабетическая ретинопатия (ДР): Скрининги на уровне местных сообществ всегда сталкивались с проблемами наличия адекватных ресурсов. Выделяется применение ИИ в DR, помогающее проводить массовый скрининг с минимальными ресурсами. Абрамов и др. уже в 2016 году продемонстрировали впечатляющую чувствительность 96,8% и специфичность 87,0% при выявлении референтной ДР. Такие продукты, как IDx-DR и EyeArt, получили одобрение FDA, подтверждая компетентность ИИ в диагностике более чем легкой ДР и ДР, угрожающей зрению.
- Возрастная дегенерация желтого пятна (ВМД): способность ИИ обнаруживать референтную ВМД с чувствительностью 93,20%, как продемонстрировали Тинг и др., сигнализирует об обнадеживающем будущем. Более того, сокровищница изображений оптической когерентной томографии (ОКТ), последовательных и подробных, используется в алгоритмах искусственного интеллекта для диагностики ряда заболеваний желтого пятна.
- Ретинопатия недоношенных (РН). Своевременный скрининг является краеугольным камнем лечения РН. Такие инновации, как система глубокого обучения i-ROP, демонстрируют способность ИИ соответствовать консенсусу экспертов или даже превосходить его при диагностике этапов ROP.
- Глаукома: «тихая ослепляющая болезнь» демонстрирует успехи в ее раннем выявлении с помощью искусственного интеллекта. Были обучены алгоритмы для выявления повреждений слоев нервных волокон при глаукоме, ранней потери поля зрения и многого другого.
- Заболевания переднего сегмента: от скрининга катаракты до планирования окулопластической хирургии, ИИ расширяет свое присутствие. Наборы данных с камер Шаймпфлюга теперь помогают обнаружить кератоконус и оценить силу роговицы после рефракционной хирургии.
Дальновидный скачок искусственного интеллекта в офтальмологии: основные события 2023 г.
В 2023 году офтальмология начнет трансформировать ИИ. Джошуа Мали, доктор медицинских наук, предсказал появление аналитических инструментов Retina, и этот год доказал его правоту: искусственный интеллект улучшил как инструменты визуализации, так и их анализ.
Система EyeArt, управляемая искусственным интеллектом, получила одобрение в ЕС, расширив возможности диагностики диабетической ретинопатии, включив в нее возрастную дегенерацию желтого пятна и глаукому. Точность искусственного интеллекта была дополнительно продемонстрирована доктором Дайсуке Нагасато, продемонстрировав его роль в отслеживании прогрессирования пигментного ретинита.
Инновации также стимулируют инвестиции. Eyetelligence, австралийский стартап, специализирующийся на обнаружении заболеваний глаз с помощью искусственного интеллекта, получил значительные инвестиции в размере 12 миллионов долларов, что подчеркивает глобальную уверенность в роли искусственного интеллекта в будущем уходе за глазами. В 2023 году симбиоз искусственного интеллекта и офтальмологии обещает еще больший прогресс.
Будущие задачи искусственного интеллекта в офтальмологии
Хотя обещаний много, проблемы сохраняются. Обеспечение высококачественных изображений, борьба с различиями между наблюдателями, укрепление доверия и устранение технологических серых зон являются одними из ключевых препятствий. Кроме того, как отмечает Всемирная организация здравоохранения, этические последствия внедрения ИИ подчеркивают необходимость бдительности и ответственности.
Будущее офтальмологии выглядит многообещающим: продолжаются исследования по интеграции искусственного интеллекта с хирургическими роботами и персонализированными планами лечения. Поскольку технологии и человеческий опыт объединяются, мы находимся на пороге глазной революции, рисующей более ясную картину для всех. А для бесчисленного количества людей, таких как Лина, этот союз означает более светлое и ясное будущее.
