Cercetătorii de la Universitatea din Bonn și cei de la Spitalul Universitar din Bonn au dezvoltat o metodă care ar putea fi folosită pentru a diagnostica ateroscleroza, scrie medicalxpress.com. 

Folosind un software ce are capacitatea de a învăța singur, cercetătorii au putut să identifice modificările vasculare în cazul pacienților cu boală arterială periferică, adeseori chiar într-un stadiu incipient.

Deși aceste stadii incipiente nu cauzează încă simptome, ele sunt deja asociate cu o mortalitate ridicată, arată sursa citată. Algoritmul a folosit fotografii realizate la nivelul unui organ care nu este, în mod normal, asociat cu boala arterială periferică: ochiul. Rezultatele cercetării au fost publicate recent în jurnalul „Scientific Reports”.

Întărirea arterelor afectate, un semnal de alarmă

Arterele și venele din interiorul fundului de ochi pot fi observate și fotografiate prin intermediul pupilei, fără un efort prea mare, de aceea cercetătorii au folosit fotografii ale ochiului pentru a determina dacă apar sau nu modificări la nivelul acestor vase de sânge.

În plus, în viitor ar putea fi posibilă detectarea semnelor precoce ale aterosclerozei (întărirea arterelor) cu ajutorul unei astfel de examinări.

În acest caz, procesele cronice de remodelare a arterelor și venelor a dus la îngustarea vaselor de sânge și la întărirea arterelor afectate. Ateroscleroza este principala cauză a infarctului miocardic și a accidentului vascular cerebral, precum și a bolii arteriale periferice.

Cercetătorii atrag atenția că riscul unui infarct miocardic fatal sau al unui accident vascular cerebral este semnificativ crescut, chiar și în stadiile incipiente ale boli arteriale periferice.

Prin urmare, diagnosticul precoce este foarte important, pentru a putea trata, la timp, acei pacienți afectați de boala arterială periferică.

Astfel, cercetătorii din orașul Bonn, Germania, au pus la cale un proiect interdisciplinar, reunind departamentele de informatică și de oftalmologie.

„Noi am fotografiat 97 de ochi ai unor femei și unor bărbați care sufereau de boală arterială periferică. La mai mult de jumătate dintre acești pacienți, boala era încă într-un stadiu în care nu cauza niciun fel de simptome”, a declarat dr. Maximilian Wintergerst de la University Eye Hospital din Bonn.

În plus, echipa de cercetătoria obținut imagini cu ajutorul camerei foto în cazul fundului de ochi de la 34 de persoane sănătoase din grupul de control – deci fără probleme oculare.

Ce face algoritmul creat de ei? În esență, el acordă o atenție sorită vaselor de sânge mai mari din retină atunci când detectează boala arterială periferică. 

Algoritm care învață singur 

Apoi oamenii de știință au folosit imaginile obținute cu ajutorul camerei foto pentru a alimenta o rețea numită CNN - convolutional neural network. Acesta este de fapt un software care este modelat pe baza creierului uman, în ceea ce privește modul în care funcționează.

Dacă o astfel de rețea CNN este învățată cu ajutorul fotografiilor al cărui conținut este cunoscut computerului, ea poate mai târziu să recunoască acel conținut al fotografiilor necunoscute. Pentru ca acest volum de muncă și de analiză să aibă o precizie mare, cercetătorii au nevoie de mai multe zeci de mii de fotografii care să contribuie la procesul de învățare în cazul algoritmului, însă din păcate, pentru acest studiu nu au fost disponibile atât de multe imagini.

Astfel, cercetătorii au folosit o bază de date cu peste 80.000 de poze, referitoare la o altă boală care atacă vasele de sânge din ochi. În esență, algoritmul învață din aceste zeci de mii de fotografii la ce să fie îndeosebi atent atunci când analizează imaginile.

Rețeaua CNN antrenată în acest mod de învățare a fost capabilă să diagnosticheze cu o acuratețe remarcabilă dacă fotografiile ochilor proveneau de la un pacient cu boală arterială periferică sau dacă proveneau de la o persoană sănătoasă.

„O proporție bună, de 80% dintre toți indivizii afectați a fost corect identificată, dacă luăm în considerare cele 20% de rezultate fals pozitive – asta însemnând acei indivizi sănătoși pe care algoritmul i-a clasificat în mod incorect ca fiind bolnavi. Acest lucru este incredibil, deoarece chiar și în cazul oftalmologilor cu o pregătire vastă, boala arterială periferică nu poate fi detectată pe baza imaginilor captate de la nivelul fundului de ochi”, a explicat prof. dr. Thomas Schultz de la Bonn-Aachen International Center for Information Technology și de la Institute for Computer Science II din cadrul Universității din Bonn.