211service.com
Komputery treningowe do walki ze ślepotą
Spośród wszystkich powikłań cukrzycy, niewiele jest tak wyniszczających jak retinopatia cukrzycowa, postępująca choroba oczu, która powoduje niewyraźne widzenie, a u niektórych pacjentów ślepotę. Zanim większość pacjentów rozpozna, że coś jest nie tak, często jest już za późno na skuteczne leczenie. W rezultacie cukrzyca jest główną przyczyną utraty wzroku wśród osób powyżej 20. roku życia. Według National Institutes of Health każdego roku ponad 12 000 nowych przypadków ślepoty jest spowodowanych retinopatią cukrzycową.
Wzrok: Białe kropki na siatkówce pacjenta (u góry) to wczesne oznaki choroby. Na poniższym obrazku te miejsca są identyfikowane automatycznie.
Okulista i naukowiec z Departamentu Energii Oak Ridge National Laboratories w Tennessee są przekonani, że mogą pomóc lekarzom wykryć retinopatię cukrzycową na długo przed tym, jak choroba spustoszy wzrok pacjentów. Ich firma startowa, Automated Medical Diagnostics (AMDx), opracowała oprogramowanie, które może wykrywać wczesne objawy retinopatii cukrzycowej, porównując cyfrowe zdjęcia siatkówki pacjenta z obrazami przedstawiającymi różne etapy cukrzycowej choroby oczu. Założyciele AMDx uważają, że ich technologia umożliwi wszystkim pracownikom służby zdrowia – nawet tym, którzy nie są przeszkoleni w zakresie pielęgnacji oczu – wykonanie skanów siatkówki dowolnego pacjenta, przeniesienie ich przez Internet na serwery AMDx i uzyskanie diagnozy, zanim pacjent opuści gabinet. Staramy się pokazać, że potrafimy być tak dokładni, jak wyszkolony okulista, mówi Ken Tobin, współzałożyciel AMDx i dyrektor działu nauk pomiarowych i inżynierii systemów w Oak Ridge.
Technologia AMDx została zainspirowana systemem, który pierwotnie opracowali naukowcy z Oak Ridge, aby pomóc producentom półprzewodników analizować defekty w chipach komputerowych. Ich oprogramowanie zasadniczo uczy komputery techniki zwanej wyszukiwaniem obrazów w oparciu o zawartość. System może wykonać pojedynczy obraz chipa, a następnie posortować gigantyczne bazy danych innych obrazów, aby znaleźć podobne wzory wizualne – jest to proces, który niektórzy producenci chipów używają obecnie do wykrywania problemów i ulepszania metod produkcji.
W 2005 roku Tobin spotkał Edwarda Chauma, okulisty i profesora Hamilton Eye Institute na Uniwersytecie Tennessee w Memphis. Mniej niż połowa diabetyków jest każdego roku poddawana badaniom przesiewowym pod kątem retinopatii, pomimo faktu, że mówi się im, że potrzebują regularnych badań wzroku, mówi Chaum. Wielu pacjentów nie ma ubezpieczenia zdrowotnego, mówi, lub po prostu nie chcą kłopotów z podróżowaniem do innego specjalisty. Ale Chaum i Tobin zdali sobie sprawę, że gdyby lekarze podstawowej opieki zdrowotnej mogli przeprowadzać podstawowe badania przesiewowe oczu u pacjentów z cukrzycą, mogliby wykryć znacznie więcej przypadków retinopatii niż obecnie wykrywa się.
Siatkówka szczególnie dobrze nadaje się do wyszukiwania obrazów w oparciu o treść, mówi Tobin. W przeciwieństwie do innych rodzajów obrazów medycznych, takich jak skany mózgu i mammogramy, które są bardzo zmienne i wymagają wielu obrazów, aby uzyskać trójwymiarowy efekt, siatkówka jest praktycznie dwuwymiarowa i podobna na różnych zdjęciach. Ułatwia to technologii wykrywanie zmian chorobowych, nieszczelnych naczyń krwionośnych, obrzęków i innych nieprawidłowości siatkówki, które mogą być wczesnymi objawami choroby. Chaum i Tobin spędzili pięć lat, opracowując algorytmy, które potrafią wyodrębnić informacje z obrazów siatkówki i przeanalizować je w bazie danych zawierającej ponad 20 000 zdjęć. AMDx nie stawia diagnoz, ale ostrzega lekarzy przed pacjentami, którzy muszą zostać skierowani do specjalistów w celu dokładniejszych badań, diagnoz i leczenia.
AMDx obecnie testuje swój system w kilku klinikach w Mississippi i Tennessee. Szkolenie lekarzy jest łatwe, mówi Chaum, ponieważ kamery mają funkcje takie jak autofokus i nie wymagają rozszerzenia oczu pacjentów. Zdjęcia są przesyłane przez Internet na serwery AMDx i automatycznie porównywane z obrazami w jego bazie danych. Chaum następnie sprawdza każdy wynik ręcznie – proces, który zajmuje około 90 sekund na przypadek, mówi.
Celem AMDx jest ostateczne przekazanie całego zadania swoim komputerom, ale na razie musi polegać na recenzji Chauma. Dzieje się tak, ponieważ niektórzy ubezpieczyciele – w szczególności Medicare i Medicaid – zwracają lekarzom koszty badań przesiewowych oczu dopiero po zbadaniu wyników przez okulistę. Chaum i Tobin zbierają dane, aby udowodnić organom regulacyjnym i ubezpieczycielom, że ich komputery są tak samo skuteczne w wykrywaniu chorób jak Chaum. Komputery mogą obsługiwać tysiące raportów dziennie. Wąskim gardłem jest to, że się na nich podpisuję, przyznaje Chaum.
Szpitale Veterans Administration i inne instytucje próbowały w ograniczonym zakresie podejmować próby zdalnego diagnozowania chorób oczu. Niektórzy okuliści uważają, że jeśli ten pomysł się przyjmie, będą w stanie wyleczyć znacznie więcej przypadków retinopatii cukrzycowej niż obecnie. Barrett Katz, okulista i profesor w Montefiore Medical Center i Albert Einstein College of Medicine w Bronksie w stanie Nowy Jork, mówi, że jeśli potrafisz nauczyć lekarza rozpoznawania zmian w oku, możesz nauczyć tego komputer. Nie potrzeba okulisty, aby zebrać te obrazy - gdyby ktokolwiek mógł to zrobić, byłby to duży krok naprzód.
Tobin i Chaum polują na kapitał wysokiego ryzyka, aby sfinansować ekspansję AMDx. Mają nadzieję, że obecny nacisk na reformę zdrowia doda im impulsu, ponieważ tocząca się debata zwraca uwagę na potrzebę poprawy efektywności systemu opieki zdrowotnej. Nie chodzi o to, że nie możemy leczyć retinopatii cukrzycowej, mówi Chaum. Chodzi o to, że jesteśmy nieefektywni w sposobie, w jaki to sprawdzamy.