Kunstig intelligens lig med eksperter i at opdage øjensygdomme

Et kunstig intelligens (AI) system, som kan anbefale den korrekte henvisningsbeslutning for mere end 50 øjensygdomme, lige så præcist som eksperter er blevet udviklet af Moorfields Eye Hospital NHS Foundation Trust, DeepMind Health og UCL.

Den banebrydende forskning, udgivet online af Naturmedicin , beskriver, hvordan maskinlæringsteknologi med succes er blevet trænet på tusindvis af historiske de-personaliserede øjenscanninger for at identificere træk ved øjensygdomme og anbefale, hvordan patienter bør henvises til pleje.

Forskere håber, at teknologien en dag kan ændre den måde, fagfolk udfører øjentest på, giver dem mulighed for at opdage tilstande tidligere og prioritere patienter med de mest alvorlige øjensygdomme, før uoprettelige skader sætter ind.

Mere end 285 millioner mennesker verden over lever med en eller anden form for synstab, inklusive mere end to millioner mennesker i Storbritannien. Øjensygdomme er fortsat en af ​​de største årsager til synstab, og mange kan forebygges med tidlig opsporing og behandling.

Dr. Pearse Keane, konsulent oftalmolog ved Moorfields Eye Hospital NHS Foundation Trust og NIHR Clinician Scientist ved UCL Institute of Ophthalmology sagde:"Antallet af øjenscanninger, vi udfører, vokser i et tempo, der er meget hurtigere, end menneskelige eksperter er i stand til at fortolke dem. Der er en risiko for, at dette kan forårsage forsinkelser i diagnosticering og behandling af sygetruende sygdomme, hvilket kan være ødelæggende for patienterne."

"AI-teknologien, vi udvikler, er designet til at prioritere patienter, der har brug for at blive set og behandlet akut af en læge eller øjenplejer. Hvis vi kan diagnosticere og behandle øjensygdomme tidligt, det giver os den bedste chance for at redde folks syn. Med yderligere forskning kan det føre til større sammenhæng og kvalitet i behandlingen af ​​patienter med øjenproblemer i fremtiden."

Studiet, lanceret i 2016, bragte førende NHS øjensundhedsprofessionelle og videnskabsmænd fra National Institute for Health Research (NIHR) og UCL sammen med nogle af Storbritanniens førende teknologer hos DeepMind for at undersøge, om AI-teknologi kunne hjælpe med at forbedre behandlingen af ​​patienter med synstruende sygdomme, såsom aldersrelateret makuladegeneration og diabetisk øjensygdom.

Ved hjælp af to typer neuralt netværk - matematiske systemer til at identificere mønstre i billeder eller data - lærte AI -systemet hurtigt at identificere ti træk ved øjensygdomme fra meget komplekse optiske koherens tomografi (OCT) scanninger. Systemet var derefter i stand til at anbefale en henvisningsbeslutning baseret på de mest påtrængende konstaterede forhold.

For at fastslå, om AI-systemet foretog korrekte henvisninger, klinikere så også de samme OCT-scanninger og traf deres egne henvisningsbeslutninger. Undersøgelsen konkluderede, at AI var i stand til at komme med den rigtige henvisningsanbefaling mere end 94% af tiden, matcher ekspertklinikeres præstation.

AI er udviklet med to unikke funktioner, som maksimerer dens potentielle brug i øjenpleje. For det første, systemet kan give information, der hjælper med at forklare øjenplejere, hvordan det når frem til sine anbefalinger. Denne information omfatter billeder af træk ved øjensygdom, den har identificeret på OCT-scanningen, og graden af ​​tillid, systemet har til sine anbefalinger, i form af en procentdel. Denne funktionalitet er afgørende for at hjælpe klinikere med at undersøge teknologiens anbefalinger og kontrollere dens nøjagtighed, inden de beslutter, hvilken type pleje og behandling en patient modtager.

For det andet AI-systemet kan nemt anvendes på forskellige typer øjenscannere, ikke kun den specifikke model, den blev trænet på. Dette kan markant øge antallet af mennesker, der nyder godt af denne teknologi og fremtidssikre den, så den kan stadig bruges, selvom OCT-scannere opgraderes eller udskiftes over tid.

Det næste trin er, at forskningen gennemgår kliniske forsøg for at udforske, hvordan denne teknologi kan forbedre patientbehandlingen i praksis, og myndighedsgodkendelse, før den kan bruges på hospitaler og andre kliniske miljøer.

Hvis kliniske forsøg har vist, at teknologien kan bruges sikkert og effektivt, Moorfields vil kunne bruge en eventuel, lovligt godkendt produkt gratis, på tværs af alle 30 af deres britiske hospitaler og samfundsklinikker, for en indledende periode på fem år.

Det arbejde, der er gået ind i dette projekt, vil også hjælpe med at accelerere bredere NHS-forskning i mange år fremover. For eksempel, DeepMind har investeret betydelige ressourcer for at rense, kuratere og mærke Moorfields' afidentificerede forskningsdatasæt for at skabe en af ​​de mest avancerede øjenforskningsdatabaser i verden.

Moorfields ejer denne database som et ikke-kommercielt offentligt aktiv, som allerede danner grundlag for ni separate medicinske forskningsundersøgelser. Ud over, Moorfields kan også bruge DeepMinds trænede AI-model til fremtidig ikke-kommerciel forskningsindsats, som kunne hjælpe med at fremme medicinsk forskning endnu mere.

Mustafa Suleyman, Medstifter og leder af Applied AI hos DeepMind Health, sagde:"Vi har oprettet DeepMind Health, fordi vi tror på, at kunstig intelligens kan hjælpe med at løse nogle af samfundets største sundhedsudfordringer, som undgået synstab, som påvirker millioner af mennesker over hele kloden. Disse utroligt spændende resultater tager os et skridt tættere på det mål og kunne, i tide, ændre diagnosen, behandling og behandling af patienter med synstruende øjensygdomme, ikke kun på Moorfields, men rundt om i verden.

Professor Sir Peng Tee Khaw, direktør for NIHR Biomedical Research Center ved Moorfields Eye Hospital NHS Foundation Trust og UCL Institute of Ophthalmology sagde:"Resultaterne af denne banebrydende forskning med DeepMind er meget spændende og viser den potentielle synsbesparende virkning AI kan have for patienterne. Jeg er i ingen tvivl om, at kunstig intelligens har en afgørende rolle at spille i fremtidens sundhedsvæsen, især når det kommer til uddannelse og hjælp til læger, så patienter får gavn af vital behandling tidligere end tidligere kunne have været muligt. Dette viser den transformative forskning, der kan udføres i Storbritannien ved at kombinere verdens førende industri og NIHR/NHS hospital/universitetspartnerskaber."

Matt Hancock, sundheds- og socialsekretær, sagde:"Dette er enormt spændende og præcis den type teknologi, som vil gavne NHS på lang sigt og forbedre patientbehandlingen - det er derfor, vi finansierer over en milliard pund om året i sundhedsforskning som en del af vores langsigtede plan for NHS ."