Un sistema di intelligenza artificiale (AI), che può raccomandare la corretta decisione di rinvio per più di 50 malattie degli occhi, con la precisione con cui gli esperti sono stati sviluppati dal Moorfields Eye Hospital NHS Foundation Trust, DeepMind Health e UCL.

La ricerca rivoluzionaria, pubblicato online da Medicina della natura , descrive come la tecnologia di apprendimento automatico è stata addestrata con successo su migliaia di scansioni oculari de-personalizzate storiche per identificare le caratteristiche della malattia dell'occhio e raccomandare come i pazienti dovrebbero essere indirizzati alle cure.

I ricercatori sperano che la tecnologia possa un giorno trasformare il modo in cui i professionisti eseguono esami della vista, consentendo loro di individuare le condizioni in anticipo e dare la priorità ai pazienti con le malattie oculari più gravi prima che si manifestino danni irreversibili.

Più di 285 milioni di persone in tutto il mondo vivono con una qualche forma di perdita della vista, tra cui più di due milioni di persone nel Regno Unito. Le malattie degli occhi rimangono una delle maggiori cause di perdita della vista, e molti possono essere prevenuti con la diagnosi e il trattamento precoci.

Dottor Pearse Keane, consulente oftalmologo presso il Moorfields Eye Hospital NHS Foundation Trust e NIHR Clinician Scientist presso l'UCL Institute of Ophthalmology hanno dichiarato:"Il numero di scansioni oculari che stiamo eseguendo sta crescendo a un ritmo molto più veloce di quanto gli esperti umani siano in grado di interpretarle. C'è un rischio che ciò possa causare ritardi nella diagnosi e nel trattamento delle malattie che mettono a rischio la vista, che può essere devastante per i pazienti".

"La tecnologia AI che stiamo sviluppando è progettata per dare la priorità ai pazienti che devono essere visitati e curati con urgenza da un medico o un oculista. Se possiamo diagnosticare e trattare precocemente le condizioni oculari, ci dà la migliore possibilità di salvare la vista delle persone. Con ulteriori ricerche potrebbe portare a una maggiore coerenza e qualità delle cure per i pazienti con problemi agli occhi in futuro".

Lo studio, lanciato nel 2016, ha riunito i principali professionisti della salute degli occhi del SSN e scienziati del National Institute for Health Research (NIHR) e UCL con alcuni dei migliori tecnologi del Regno Unito presso DeepMind per indagare se la tecnologia AI potrebbe aiutare a migliorare la cura dei pazienti con malattie potenzialmente letali, come la degenerazione maculare senile e la malattia oculare diabetica.

Utilizzando due tipi di rete neurale - sistemi matematici per identificare modelli in immagini o dati - il sistema di intelligenza artificiale ha imparato rapidamente a identificare dieci caratteristiche della malattia dell'occhio da scansioni di tomografia a coerenza ottica (OCT) altamente complesse. Il sistema è stato quindi in grado di raccomandare una decisione di rinvio basata sulle condizioni più urgenti rilevate.

Per stabilire se il sistema di intelligenza artificiale stava effettuando rinvii corretti, i medici hanno anche visualizzato le stesse scansioni OCT e hanno preso le proprie decisioni di riferimento. Lo studio ha concluso che l'intelligenza artificiale è stata in grado di fornire la giusta raccomandazione di riferimento più del 94% delle volte, corrispondenza delle prestazioni di medici esperti.

L'intelligenza artificiale è stata sviluppata con due caratteristiche uniche che massimizzano il suo potenziale utilizzo nella cura degli occhi. in primo luogo, il sistema può fornire informazioni che aiutano a spiegare agli oculisti come arriva alle sue raccomandazioni. Queste informazioni includono immagini delle caratteristiche della malattia degli occhi che ha identificato sulla scansione OCT e il livello di fiducia che il sistema ha nelle sue raccomandazioni, sotto forma di percentuale. Questa funzionalità è fondamentale per aiutare i medici a esaminare le raccomandazioni della tecnologia e verificarne l'accuratezza prima di decidere il tipo di cura e trattamento che un paziente riceve.

In secondo luogo, il sistema AI può essere facilmente applicato a diversi tipi di scanner oculari, non solo il modello specifico su cui è stato addestrato. Ciò potrebbe aumentare significativamente il numero di persone che beneficiano di questa tecnologia e renderla a prova di futuro, quindi può ancora essere utilizzato anche se gli scanner OCT vengono aggiornati o sostituiti nel tempo.

Il prossimo passo è che la ricerca passi attraverso studi clinici per esplorare come questa tecnologia potrebbe migliorare la cura del paziente nella pratica, e l'approvazione normativa prima che possa essere utilizzato negli ospedali e in altri contesti clinici.

Se gli studi clinici hanno successo nel dimostrare che la tecnologia può essere utilizzata in modo sicuro ed efficace, Moorfields potrà utilizzare un eventuale, prodotto approvato dalle normative gratuitamente, in tutti e 30 i loro ospedali e cliniche comunitarie del Regno Unito, per un periodo iniziale di cinque anni.

Il lavoro svolto in questo progetto aiuterà anche ad accelerare la ricerca più ampia del SSN per molti anni a venire. Per esempio, DeepMind ha investito notevoli risorse per pulire, curare ed etichettare il set di dati di ricerca non identificato di Moorfields per creare uno dei database di ricerca oculistica più avanzati al mondo.

Moorfields possiede questo database come bene pubblico non commerciale, che sta già formando la base di nove studi di ricerca medica separati. Inoltre, Moorfields può anche utilizzare il modello di intelligenza artificiale addestrato di DeepMind per futuri sforzi di ricerca non commerciali, che potrebbe aiutare a far progredire ulteriormente la ricerca medica.

Mustafa Suleyman, Co-fondatore e responsabile dell'IA applicata presso DeepMind Health, ha dichiarato:"Abbiamo creato DeepMind Health perché crediamo che l'intelligenza artificiale possa aiutare a risolvere alcune delle più grandi sfide sanitarie della società, come la perdita della vista evitabile, che colpisce milioni di persone in tutto il mondo. Questi risultati incredibilmente entusiasmanti ci avvicinano di un passo a quell'obiettivo e potrebbero, in tempo, trasformare la diagnosi, trattamento e gestione di pazienti con patologie oculari pericolose per la vista, non solo a Moorfields, ma in tutto il mondo.

Professor Sir Peng Tee Khaw, Il direttore del Centro di ricerca biomedica NIHR presso il Moorfields Eye Hospital NHS Foundation Trust e l'UCL Institute of Ophthalmology ha dichiarato:"I risultati di questa ricerca pionieristica con DeepMind sono molto entusiasmanti e dimostrano il potenziale impatto che l'intelligenza artificiale potrebbe avere per i pazienti. non c'è dubbio che l'IA ha un ruolo vitale da svolgere nel futuro dell'assistenza sanitaria, in particolare quando si tratta di formare e aiutare i professionisti medici in modo che i pazienti possano beneficiare di un trattamento vitale prima di quanto sarebbe stato possibile in precedenza. Ciò mostra la ricerca trasformativa che può essere condotta nel Regno Unito combinando l'industria leader mondiale e le partnership ospedale/università NIHR/NHS".

Matt Hancock, Segretaria per la salute e l'assistenza sociale, ha dichiarato:"Questo è estremamente eccitante ed è esattamente il tipo di tecnologia che andrà a beneficio del SSN a lungo termine e migliorerà l'assistenza ai pazienti, ecco perché finanziamo oltre un miliardo di sterline all'anno nella ricerca sanitaria come parte del nostro piano a lungo termine per il NHS ."