Sztuczna inteligencja pomaga w operacjach oczu

31-letnia pacjentka niekwalifikująca się wcześniej do zabiegu odzyskała doskonały wzrok dzięki wspartej przez sztuczną inteligencję operacji LASIK. Jednak technologia SI ma dużo większy potencjał we wspieraniu diagnostyki i chirurgii oka.

Inteligentne algorytmy już na różne sposoby wkraczają do okulistyki. Dzięki zdolności do przetwarzania gigantycznych ilości informacji i analizy obrazów pomagają na przykład we wczesnej diagnostyce różnych chorób oka, w tym najpoważniejszych. Jednak możliwości tej technologii są większe – mogą m.in. odegrać dużą rolę w poprawie wyników operacji prowadzonych na różnych częściach narządu wzroku.

SI i LASIK przywróciły doskonały wzrok 

W londyńskiej Focus Clinics przeprowadzono pierwszą w Europie operację laserowej korekcji wzroku z użyciem wyjątkowej technologii (www.youtube.com). Pacjentką była cierpiąca na krótkowzroczność i astygmatyzm 31-letnia Patrícia Gonçalves, oficjalnie uznana za niedowidzącą. Wada była tak znacząca, że nie kwalifikowała się do leczenia dotychczasowymi metodami. Sytuacja zmieniła się, gdy zdecydowano użyć nowej technologii wykorzystanej wcześniej w Australii i Chinach. 

„Użyto nowego rozwiązania Eyevatar, które umożliwia znacznie lepszą personalizację zabiegu LASIK. Ten system najpierw tworzy «awatara», czyli trójwymiarową, cyfrową replikę oka pacjenta. Potem, korzystając ze znanej np. twórcom gier komputerowych techniki śledzenia promieni, symuluje, jak światło wpada i przechodzi przez oko pacjenta podczas procesu widzenia. Robi to poprzez wysłanie do awatara aż 2000 wirtualnych wiązek światła. Oblicza w ten sposób najlepszą możliwą dla danego pacjenta refrakcję i tak programuje późniejszą pracę lasera, by ją uzyskać. Wymaga to przetworzenia ogromnej ilości danych i zajmuje sztucznej inteligencji około 10 minut. Ale efektem bywa uzyskanie ostrości widzenia nawet na poziomie 20/10, czyli w górnej granicy możliwości ludzkiego oka” – wyjaśnił znany polski okulista prof. Jerzy Szaflik, jeden z pionierów laserowej korekcji wzroku w Polsce i zastosowań sztucznej inteligencji w okulistyce (m.in. współtworzył diagnostyczny system E-jaskra).

Tracisz wzrok? Nie poddawaj się i daj sobie pomóc!

„Dane z badań klinicznych oceniające wyniki 200 zabiegów zaprogramowanych z użyciem systemu Eyevatar wykazały, że wszyscy pacjenci uzyskaliby wartości na poziomie powyżej 20/20, czyli lepsze niż standardowe prawidłowe widzenie. U Patrícii uzyskano na przykład 20/16. Eyevatar wydatnie poszerza też zakres wad, jakie można korygować metodą LASIK. Bacznie obserwuję te doniesienia, bo dotychczasowe wyniki są bardzo obiecujące” – podkreślił specjalista.

Sztuczna inteligencja pokaże wynik leczenia

Inny przykład systemu wspierającego leczenie LASIK to wynalazek opracowany niedawno na University of Rochester. Eksperci z tego ośrodka opracowali program pomagający w operacjach pacjentów po operacji laserowej korekcji wzroku, którzy z wiekiem zapadają na kataraktę. Badacze opracowali obliczeniowe modele oka, które uwzględniają budowę rogówki i sprawdzają, jak wszczepiane do oka soczewki będą sprawdzały się w operowanych oczach.

Jak wyjaśniają, modele dostarczają chirurgom istotnych wskazówek na temat oczekiwanych rezultatów zabiegu. 

„Obecnie, w zasadzie jedynymi danymi przedoperacyjnymi używanymi do doboru soczewki to długość i krzywizna rogówki. Nowa technologia pozwala nam zrekonstruować oko w trzech wymiarach, dając nam pełną topografię rogówki i soczewki, w której implantowana jest soczewka wewnątrzgałkowa. Kiedy mamy wszystkie te trójwymiarowe informacje, jesteśmy w znacznie lepszej pozycji, aby wybrać soczewkę, która da na siatkówce najlepszy obraz” – podkreśla prof. Susana Marcos, współtwórczyni systemu. 

„Kiedy chirurdzy planują operację, bardzo trudno jest im przekazać pacjentom, jak będą widzieć. Obliczeniowy, spersonalizowany model oka mówi, która soczewka najlepiej pasuje do anatomii pacjenta, ale pacjenci chcą zobaczyć to na własne oczy” – wyjaśnia.

Dzięki SI wzrośnie jakość różnorodnych zabiegów

Jak wskazuje m.in. przegląd badań opublikowany przez zespół z chińskiego Uniwersytetu Zhejiang, SI w chirurgii oka może mieć wiele zastosowań. Autorzy opracowania wymieniają m.in. właśnie przewidywanie skutków operacji, klasyfikowanie pacjentów do różnego rodzaju zabiegów i wspieranie prowadzących takie zabiegi chirurgów. Mowa m.in. o zabiegach korekcji wady wzroku, ale także przeszczepów rogówki, leczenia katarakty, zabiegach na siatkówce czy operacji dotyczących okolicy oczu okuloplastycznych. 

Sztuczna inteligencja w medycynie

Rozwojowi sztucznej inteligencji (SI), zdaniem prof. Marcina Moniuszko, rektora Uniwersytetu Medycznego w Białymstoku, towarzyszy szereg nieuzasadnionych lęków. Tymczasem jest ona bliżej nas, niż nam się wydaje: w telefonach, bankowości, algorytmach kierujących mediami społecznościowymi. Jest, oczywiście, i w medycynie.

Jako jeden z przykładów tego typu technologii naukowcy podają opracowany przez zespół z King’s College London system integrowany z robotem do operacji witreoretinalnych (dotyczących ciała szklistego i siatkówki). Dzięki wykorzystaniu mikrokamer sztuczna inteligencja wspiera sterowanie chirurgicznym robotem, zapewniając zwiększoną precyzję zabiegu. 

„Kliniczne zastosowania sztucznej inteligencji w tej dziedzinie zyskują na znaczeniu i mają szansę na dalszy rozwój w przyszłości. Badania prowadzone w tym interdyscyplinarnym obszarze mają ogromny potencjał, aby przyspieszyć postęp w dziedzinie okulistyki, skutecznie odpowiadając na potrzeby licznych pacjentów cierpiących na choroby oczu” – piszą specjaliści w swoim przeglądzie. 

„Mogą one wnieść istotną wartość ekonomiczną do związanych z medycyną gałęzi gospodarki oraz dostarczyć rozwiązania techniczne, które zwiększą skuteczność leczenia chorób oczu, jednocześnie minimalizując ryzyko nawrotów w procesie rehabilitacji” – dodają. 

Pozostaje trzymać kciuki.

Photo by Artur Tumasjan on Unsplash