Depistarea afecțiunilor oculare la bebeluși, asistată de inteligența artificială: depistarea timpurie este de importanță crucială

Foto: 123rf

În majoritatea situațiilor, copiii nu au posibilitatea de a-și exprima simptomele; tot ceea ce pot face este să plângă, semnalizând disconfortul pe care îl resimt. Această problemă devine cu atât mai stringentă în momentul în care pacienții sunt bebeluși care suferă de boli congenitale ale ochilor. Acești copii nu pot exprima în cuvinte că ceva nu este în ordine, ceea ce face mult mai dificilă diagnosticarea bolilor de ochi la copii. Acest fapt pune o presiune suplimentară pe părinți și pe medicii pediatrici – aceștia trebuie să se poarte ca niște detectivi, să găsească indicii și să tragă concluzii.

Conform estimărilor realizate de Organizația Mondială a Sănătății, există aproximativ 19 milioane de copii la nivel mondial care suferă de afecțiuni ale vederii. Dacă se intervine din timp, 70–80% dintre aceștia pot beneficia de prevenirea sau tratarea problemelor de care suferă. În acest context, momentul la care intervin diagnosticarea și tratamentul devine esențial pentru viitorul acestor copii.

Majoritatea afecțiunilor oculare apar în primii cinci ani de viată. Diagnosticarea timpurie este vitală pentru acești copii. Din nefericire, lipsa cunoștințelor și conștientizării din partea părinților face ca mulți copii să piardă ocazia perioadei optime de diagnosticare. Proporția de copii care suferă de afecțiuni oculare și care beneficiază de tratament timpuriu reprezintă doar o treime din numărul total. Majoritatea copiilor rămân nediagnosticați mult timp, iar acest lucru le afectează vederea, oportunitățile educaționale și dezvoltarea ulterioară. În țările cu venituri mici și medii, orbirea poate reprezenta o amenințare fatală pentru anumiți copii.

Cum poți fi ajutați acești copii afectați și părinții lor?

O situație gravă

Afecțiunile oculare se manifestă, în principal, prin deteriorarea celor patru aspecte ale vederii. Primul constă din capacitatea de focusare a imaginii, însemnând acuitatea vizuală și capacitatea de distingere a detaliilor. Cel de al doilea este urmărirea obiectelor în mișcare – capacitatea ochilor de a urmări rapid și de a estima poziția obiectelor aflate în mișcare – această proprietate se bazează, în principal, pe funcția mușchilor situați în spatele globului ocular. Cel de-al treilea este reprezentat de capacitatea de a-și fixa privirea fără apariția fenomenelor de tremurare a imaginii sau imagine dublă. Cel de-al patrulea este sistemul nervos, afecțiuni ale acestuia putând apărea din motive de inflamație, traumă, sau creștere tumorală.

În țările și regiunile cu venituri mici, malnutriția și bolile infecțioase reprezintă principalele cauze ale afecțiunilor vizuale la copii. În schimb, în țările dezvoltate, factorii ereditari și perinatali reprezintă cauza principală.

Depistarea afecțiunilor oculare la copii în mod clasic se bazează pe activități practice – medicul atrage atenția copilului prin mișcarea degetului sau a unui obiect și observă reacția copilului pentru stabilirea afecțiunii acestuia.

Există trei probleme la această metodă de examinare. În primul rând, prezența medicului este suficientă, în sine, pentru a atrage atenția copilului și, prin urmare, reprezintă o formă de interferență. În al doilea rând, decizia finală se bazează în întregime pe interpretarea umană, făcând necesar ca medicii să fie profesioniști deosebiți și cu experiență. În al treilea rând, această metodă necesită o colaborare activă între medic și pacient, însă numeroși copii nu pot urma corect instrucțiunile medicului (cum ar fi „Privește colțul din dreapta sus a imaginii”), ceea ce influențează rezultatul final.

În unele țări în curs de dezvoltare, specialiștii în oftalmologie sunt în număr extrem de mic. În țările dezvoltate, pe de altă parte, standardele riguroase impuse înseamnă că medicii oftalmologi obișnuiți nu sunt calificați pentru realizarea de examinări oftalmologice profesionale. În momentul în care pacientul este trimis la un specialist oftalmolog, timpul de așteptare poate fi cuprins între trei luni și jumătate de an.

DIVE: utilizarea inteligenței artificiale (AI) pentru examinarea funcției oculare

În ultimii cinci ani, societatea nou înființată DIVE Medical și institutul de cercetări medicale IIS Aragon din Spania au dezvoltat un nou tip de dispozitiv medical, denumit DIVE (Devices for an Integral Visual Examination – Dispozitive pentru examinare oftalmologică completă), care poate susține examinarea automată, de mare viteză și cu precizie a funcției vizuale chiar și la pacienții necooperanți, cum ar fi copiii și chiar bebelușii. Copiii care suferă de afecțiuni ale vederii privesc lucrurile diferit de cei care nu au astfel de afecțiuni. DIVE apelează la stimuli vizuali proiectați cu minuțiozitate, software personalizat și învățare mecanică în eforturile de depistare și distingere a afecțiunilor vizuale.

Spre deosebire de metoda tradițională în care medicul îndrumă privirea copilului cu un deget sau cu un dispozitiv, DIVE folosește un ecran digital, scoțând din ecuație elementul interferenței umane și având drept rezultat stimularea vizuală mai precisă. În plus, DIVE poate măsura mișcarea oculară, urmărind automat ochii copiilor cu o precizie mai mare decât observația vizuală a reacțiilor acestora, realizată de către un medic.

După adunarea reacțiilor copiilor, cum se poate stabili dacă acestea sunt normale sau nu? Acesta este momentul în care intervine ajutorul oferit de inteligența artificială. DIVE înregistrează performanțele copiilor cu vedere normală și pe cele ale celor care suferă de afecțiuni oftalmologice la diferite vârste. Inteligența artificială analizează aceste date, învață diferențele dintre copiii cu și fără afecțiuni oculare. În momentul în care un copil nou este supus examinării, modelul de învățare mecanică poate oferi o analiză suplimentară a stării de sănătate a copilului.

Inteligență artificială de urmărire (Track AI): crearea de valoare cu inteligență artificială integrată în dispozitiv

Dispozitivul DIVE transmite stimuli vizuali, înregistrează și analizează reacția copilului, apoi folosește inteligența artificială pentru realizarea unei analize. Prin comparație cu examinarea manuală clasică, acesta reprezintă un important pas înainte. Totuși, la fel ca în cazul majorității tehnologiilor medicale standard, dispozitivul DIVE, aflat în fazele incipiente de perfecționare, presupune în continuare ca utilizatorul să meargă la un medic oftalmolog pentru examinare, deoarece dispozitivul se bazează pe interpretarea rezultatelor de către un expert. Folosirea inteligenței artificiale pentru luarea deciziilor permite examinatorilor lipsiți de experiență să interpreteze mai ușor evaluările vizuale și le oferă posibilitatea de a depista copiii cu afecțiuni oculare.

Care este modalitatea prin care examinările oftalmologice pot deveni mai mobile și ușor de utilizat?

Generația următoare a dispozitivului DIVE va include un telefon mobil Huawei P30, echipat cu chipset-ul Kirin 980. Kirin 980 este integrat cu o unitate independentă de prelucrare neurală (NPU), ce asigură prelucrarea solidă prin inteligența artificială oferită de dispozitiv, permițând analizarea locală a datelor, pe un telefon mobil. Întregul model de învățare mecanică al DIVE este construit pe platforma deschisă de inteligență artificială a telefonului mobil HiAI 2.0, de la Huawei. Accesul AI este asigurat pe trei niveluri: chip, dispozitiv și cloud.

Pe lângă P30 și posibilitatea acestuia de a ajuta medicii în demersul de analizare a datelor, Huawei a creat și dispozitivul de afișare MateBook E. Copiii pot privi acest set de verificări DIVE, conceput pentru evaluarea rapidă și precisă a funcției vizuale, pe acest computer-tabletă, iar apoi datele referitoare la privirea acestora vor fi transmise spre analiză către telefonul mobil Huawei P30 al unui medic, care poate confirma dacă există semnele unei afecțiuni de vedere latentă. Acest sistem de examinare oftalmologică pentru DIVE este denumit inteligență artificială de urmărire (Track AI).

Pentru utilizatori, valoarea imensă a funcției Track AI constă în faptul că este instantanee, larg răspândită și privată.

Spre deosebire de operațiunea ce presupune încărcarea datelor în cloud și apoi returnarea rezultatelor din prelucrarea în cloud, HiAI funcționează la nivel local pe dispozitiv, astfel că întregul proces este instantaneu și eficient. Din punct de vedere al utilizatorului, acesta este un proces mai puțin îndelungat. Chiar dacă medicul se află într-un sat izolat, unde nu există internet, sistemul de examinare va funcționa în continuare.

Mai mult decât atât, Track AI reduce costurile aferente examinării pentru pacienți. Această examinare nu durează mai mult de 15 minute, ceea ce micșorează semnificativ timpul de depistare a afecțiunii oftalmologice și permite ca mai mulți copii să fie verificați într-un interval mai scurt de timp.

În același timp, tehnologia de examinare propusă este mult mai ușor de popularizat: dispozitivele Huawei nu necesită acces la cloud; calculele pot fi efectuate direct pe telefon. Această funcție de portabilitate mare crește varietatea scenariilor în care pot fi folosite, ajungând la mai mulți copii, în special din țările aflate în curs de dezvoltare.

Pentru Huawei, confidențialitatea datelor medicale reprezintă una dintre cele mai mari priorități, astfel încât un alt beneficiu al prelucrării datelor la nivel local este acela că se garantează respectarea confidențialității utilizatorilor. Realizarea prelucrării prin intermediul inteligenței artificiale pe un dispozitiv Huawei P30 permite evitarea nevoii de transfer constant al datelor prin rețele de tip wireless. Datele utilizatorilor sunt păstrate în permanență pe dispozitiv, astfel încât examinarea poate fi dusă la bun sfârșit chiar și atunci când acesta nu este conectat la o rețea, iar aceasta reprezintă o garanție efectivă a respectării confidențialității.

Se impune să facem clarificarea că Track AI nu înlocuiește diagnosticarea medicală profesională, ci oferă un instrument de depistare. În activitatea de examinare a grupurilor suspectate că suferă de afecțiuni oftalmologice, se poate realiza verificarea subiecților la care există un risc crescut, permițând medicilor să își concentreze atenția asupra pacienților respectivi. Această funcție nu reduce numai timpul petrecut cu diagnosticarea pacienților, ci reduce și presiunea pe care o resimt medicii specialiști.

În vederea promovării eforturilor de descoperire, tratare și recuperare a cât mai multor copii care suferă de afecțiuni oculare cât mai curând posibil, Huawei a acordat institutului IIS Aragon sprijin tehnic gratuit și finanțare, inclusiv furnizarea de echipamente precum telefoane P30 și MateBook E. Societatea Mondială de Oftalmopediatrie și Strabism (World Society of Paediatric Ophthalmology and Strabismus – WSPOS) a publicat pe Twitter faptul că Huawei și-a dezvoltat expertiza AI împreună cu organisme renumite de cercetare medicală și DIVE Medical, pentru a contribui la protejarea vederii copiilor.

O cale lungă: utilizarea tehnologiei în beneficiul umanității

Prin intermediul Track AI, a fost dezvoltat un dispozitiv care este ușor de utilizat, portabil și accesibil, din punct de vedere al costurilor. Acesta poate depista copiii care suferă de afecțiuni de vedere, astfel ajutând la promovarea sănătății și calității vieții copiilor din întreaga lume. Având în vedere faptul că inteligența artificială învață și se perfecționează în mod constant, creșterea bazei sale de date va face ca învățarea mecanică să devină tot mai precisă, ajungând chiar la diferențierea între medii culturale.

În prezent, cinci instituții medicale din Spania, Vietnam, Mexic, EAU și China au demarat etapa colectării de date referitoare la privire, necesare pentru perfecționarea algoritmului inteligenței artificiale. Prin colectarea continuă a datelor și ajustarea modelului de învățare mecanică, instituțiile de cercetare vor fi capabile să realizeze un model mai precis.

În anul 2017, Huawei a lansat prima unitate de prelucrare neurală integrată de sine-stătătoare în chipset-ul Kirin 970, punând astfel piatra de temelie a inteligenței artificiale la nivel de dispozitiv. În beneficiul utilizatorilor săi, Huawei a modernizat în mod constant tehnologia HiAI și de inteligență artificială la nivel de dispozitiv, lansând cu succes chipset-ul Kirin 980 și platforma HiAI 2.0, care permit realizarea unor aplicații de inteligență artificială uimitoare.

Pentru a permite unui public mai larg să se bucure de confortul oferit de noua tehnologie, Huawei utilizează continuu inteligența artificială în folosul persoanelor defavorizate.

Compania s-a alăturat organizației nonprofit Uniunea Europeană pentru Surzi, precum și corporației Penguin și gigantului în domeniul animației Aardman și au dezvoltat aplicația StorySign. StorySign folosește tehnologia recunoașterii caracterelor optice multi-lingvistice HiAI dezvoltată de Huawei și tehnologia de corectare a testelor înregistrate, astfel încât copiii cu deficiențe auditive să poată vedea interpretarea virtuală în timp real, în limbajul semnelor, a textului ce apare pe dispozitivul lor Android. Aceasta nu numai că va ajuta copiii cu deficiențe auditive să învețe să citească printr-o metodă mai eficientă, ci va permite părinților să învețe limbajul semnelor în mod firesc, rezolvând problema neînțelegerii reciproce între aceștia.

În plus, Huawei dezvoltă aplicația Facing Emotions în colaborare cu Asociația Orbilor din Polonia, folosind tehnologia inteligenței artificiale pentru a ajuta persoanele cu afecțiuni vizuale să „vadă” expresiile interlocutorilor lor. Un dispozitiv Mate 20 Pro purtat pe piept poate înregistra instantaneu expresiile interlocutorului și folosi inteligența artificială pentru analizarea acestora, înainte de a raporta expresiile lor către căștile utilizatorului ce suferă de deficiențe vizuale.

Deși tehnologia poate oferi asistență pentru grupurile defavorizate, în ceea ce privește majoritatea pacienților care suferă de afecțiuni tratabile, depistarea timpurie și prevenirea acestor afecțiuni reprezintă, în continuare, cheia pentru îmbunătățirea calității vieții. Între timp, elementul esențial în creșterea ratei de succes a tratamentului este acordarea unei atenții sporite vederii copiilor și descoperirea problemelor cât mai curând posibil. (P)

Be the first to comment

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*