Oamenii de știință de la NIH folosesc inteligența artificială pentru a ascuți imaginile standard ale ochilor

Oamenii de știință de la NIH folosesc inteligența artificială pentru a ascuți imaginile standard ale ochilor

Oamenii de știință de la National Institutes of Health (NIH) au folosit inteligența artificială pentru a transforma un dispozitiv care a transformat fundusul dintr-un ochi în celule ascuțite. Tehnica oferă o rezoluție a imaginii care rivalizează cu cele mai avansate echipamente disponibile și este mai ieftină, mai rapidă și nu necesită echipamente sau expertiză specializate. Strategia are implicații pentru depistarea precoce a bolii și monitorizarea furnizării tratamentului, făcând vizibil ceea ce era cândva invizibil.

„AI pune potențial imagistica de ultimă generație în mâinile clinicilor oftalmologice standard. Este ca un obiectiv de înaltă rezoluție pentru o cameră simplă.” a spus Johnny Tam, Ph.D., un investigator la NIH-National Eye Institute și autor principal al raportului de studiu, care a fost publicatMedicina comunicarii.

Dispozitivele de imagistică cunoscute sub numele de oftalmoscoape sunt adesea folosite pentru a examina retina sensibilă la lumină din partea din spate a ochiului. Un oftalmoscop laser cu scanare este standard în clinicile oftalmologice, dar rezoluția sa poate detecta doar structuri la nivel de țesut - lucruri precum leziunile, vasele de sânge și capul nervului optic. Oftalmoscoapele de ultimă generație cu optică adaptivă — o tehnologie care compensează ușoarele distorsiuni — pot detecta caracteristicile celulare și pot oferi mai multe informații de diagnostic. Cu toate acestea, imagistica cu optică adaptivă este încă în faza experimentală.

TAM și colaboratorii au dezvoltat un sistem AI personalizat pentru a îmbunătăți digital imaginile unui strat de țesut de sub fotoreceptorii sensibili la lumină, cunoscuți sub numele de epiteliu pigmentat retinian (RPE). Primul pas a fost să înveți sistemul să recunoască calitatea imaginii ca fiind slabă, moderată sau bună. Cercetătorii au făcut acest lucru prin alimentarea sistemului cu peste 1.400 de imagini din diferite zone ale retinei, obținute cu ajutorul opticii adaptive oftalmoscopie. Apoi, au alimentat sistemul cu imagini corespunzătoare din aceleași locații retiniene, dar obținute folosind oftalmoscopia standard. Un test de claritate a imaginii a arătat că AI a îmbunătățit claritatea de opt ori.

Sistemul nostru a folosit ceea ce a învățat din evaluarea imaginilor obținute din optica adaptivă pentru a îmbunătăți digital imaginile obținute folosind oftalmoscopia standard. Este important de subliniat că sistemul nu creează nimic din nimic. Caracteristicile pe care le vedem în celulele RPE cu imagini standard sunt pur și simplu neclare. „

Johnny Tam, Ph.D., investigator la Institutul Național de Ochi al NIH

Aceste tehnici implică injectarea unui colorant numit verde indocianină (ICG) în fluxul sanguin pentru a crește contrastul caracteristicilor anatomice. În clinica oftalmologică, ICG este de obicei utilizat pentru a vizualiza vasele de sânge ale ochiului.

„Strategia noastră de imagistică ICG permite ca celulele RPE să fie evaluate rapid și de rutină în clinică”, a spus Joanne Li, Ph.D., primul autor al raportului și inginer biomedical în laboratorul Tams. „Cu AI, imagini de înaltă calitate ale celulelor RPE pot fi obținute în câteva secunde folosind instrumente standard de imagistică clinică.”

Funcția celulelor RPE este de a hrăni și susține fotoreceptorii. O varietate de condiții de strălucire afectează inițial celulele RPE, inclusiv degenerescența maculară legată de vârstă, distrofia maculară vitelliformă și boala Stargardt. Cu toate acestea, celulele RPE nu pot fi vizualizate cu ușurință în clinică. Oftalmoscopia ICG îmbunătățită cu IA aduce imagistica RPE la îndemâna clinicii tipice pentru ochi. ##

Surse: