Lubelscy naukowcy prowadzą badania wykorzystujące sztuczną inteligencję do rozpoznawania schizofrenii. Będzie to możliwe dzięki skanowaniu siatkówki oka – mówi naszej reporterce dr Adam Kiersztyn z Katedry Inteligencji Obliczeniowej Politechniki Lubelskiej.
Analiza siatkówki oka
– Siatkówka szybciej starzeje się, deformuje u osób chorych – mówi dr Kiersztyn. – Jest to zdiagnozowane, sprawdzone. Dzięki temu możemy łatwiej klasyfikować osoby w oparciu o proste badanie okulistyczne.
– Różnicowaliśmy pacjentów ze schizofrenią i osoby zdrowe – dodaje dr hab. n. med. Paweł Krukow z Zakładu Neuropsychiatrii Klinicznej Uniwersytetu Medycznego w Lublinie. – Badania, które prowadziliśmy razem z zespołem z Politechniki Lubelskiej, dotyczą znalezienia specyficznych cech siatkówki oka, która ma pewne cechy podobne do budowy i funkcjonowania mózgu, które różnicują pacjentów ze schizofrenią i osoby zdrowe. Zauważyliśmy pewną właściwość polegającą na tym, że część warstw siatkówkowych szybciej się starzeje, tzn. szybciej przypominają siatkówkę osób o 10-15 lat starszych. To wpisuje się we współczesną koncepcję schizofrenii jako choroby związanej z przyspieszonym starzeniem się całego organizmu, a szczególnie układu nerwowego. Siatkówka jest bardzo dobrym modelem ogólnych procesów neurochemicznych i neurobiologicznych zachodzących w mózgu.
„Danych było bardzo dużo”
Okazało się, że danych do przeanalizowania było bardzo dużo.
– Pacjentów mieliśmy 60 i 60 osób liczyła nasza grupa kontrolna osób zdrowych – mówi dr inż. Małgorzata Plechawska-Wójcik z Katedry Informatyki Politechniki Lubelskiej. – Metody, z których korzystaliśmy, były to metody klasyfikacji pod nadzorem. W związku z tym musieliśmy mieć wydzieloną grupę, w której wiedzieliśmy, że te osoby są chore, a te zdrowe. W różnych etapach naszej pracy dzieliliśmy osoby, które cierpią na schizofrenię, na dwie grupy – osoby, które chorują już długo i takie, które chorują krócej. W zależności od rodzaju badań, mieliśmy dwie albo trzy grupy osób badanych. Były zastosowane trzy etapy tej analizy. Danych było bardzo dużo, bo oprócz obrazów mieliśmy jeszcze cechy, których było około stu.
Badanie OCT – krótsze i bardziej dostępne
– Zalet badań siatkówkowych jest wiele – podkreśla dr hab. Paweł Krukow. – Po pierwsze ocena strukturalna siatkówki wykonywana z zastosowaniem urządzenia, które nazywa się OCT, jest wielokrotnie tańsza niż np. przeprowadzenie badania rezonansu mózgu. Druga rzecz jest taka, że badanie OCT, czyli badanie, które umożliwia nam pomiary siatkówkowe, jest bardzo krótkie i w zasadzie wymaga dosłownie kilku sekund. Natomiast badanie rezonansem całego mózgu to jest proces dość obciążający. Wielu pacjentów chorych psychicznie z różnych powodów nie może być w ogóle badanych rezonansem z uwagi na to, że jest to jednak badanie dość stresujące, związane z klaustrofobią, bardzo głośne. Natomiast badanie OCT to dosłownie kilka sekund spojrzenia w jednym kierunku i tyle. OCT jest urządzeniem wielkości komputera stacjonarnego, więc tak naprawdę dostępność samego urządzenia jest nieporównywalnie większa niż rezonansu.
– Techniki, które tutaj stosujemy, są owocem wieloletniej pracy nad metodami algorytmicznymi – zaznacza prof. Paweł Karczmarek z Katedry Inteligencji Obliczeniowej Politechniki Lubelskiej. – Co najważniejsze, są przenośne na różnego rodzaju mechanizmy. To nie tylko jest tak, że wpasowujemy je do OCT i wyników badań nad siatkówką, ale również możemy zastosować do wielu innych aplikacji. Warto podkreślić, że w Politechnice Lubelskiej m.in. z Uniwersytetem Medycznym jest obecny realizowany projekt RCMC, czyli Regionalne Centra Medycyny Cyfrowej, w których będziemy dysponować znacznie większą ilością danych na temat pacjentów i będziemy dalej analizować, badać różnego rodzaju przypadki.
Badania prowadzone są we współpracy z amerykańskim ośrodkiem w Rochester. Obecnie na etapie oceny jest bardziej zaawansowany projekt grantowy. Będzie on skoncentrowany na znajdowaniu bardziej precyzyjnych danych siatkówkowych z bogatym obrazem klinicznym schizofrenii.
LilKa / opr. WM
Fot. pexels.com
