Lubelscy naukowcy we współpracy z badaczami ze Stanów Zjednoczonych sprawdzają, czy w przypadku schiozofrenii możliwe jest postawienie diagnozy za pomocą skanowania… siatkówki oka. Pozwoliłoby to na szybsze rozpoczęcie leczenia i poprawę jakości życia pacjentów.
Schizofrenia jest zaburzeniem psychicznym zaliczanym do grupy psychoz. Według szacunków Światowej Organizacji Zdrowia dotyka ok. 21 milionów ludzi na świecie. W Polsce może być ich ok. milion. Do tej pory nie określono jednoznacznej przyczyny występowania zaburzenia. Nie ma też jednoznacznych sposobów jego diagnozowania. Rozpoznanie opiera się przede wszystkim na rozmowie lekarza z pacjentem i jego rodziną oraz na podstawie obserwacji. Brakuje natomiast badań laboratoryjnych potwierdzających lub wykluczających schizofrenię.
Być może zmieni się to za sprawą naukowców z Politechniki Lubelskiej, Uniwersytetu Medycznego w Lublinie i Katolickiego Uniwersytetu Lubelskiego Jana Pawła II. We współpracy z badaczami University of Rochester (USA) sprawdzają oni, czy możliwe jest postawienie diagnozy za pomocą skanowania siatkówki oka.
Siatkówka jest ściśle powiązana z ośrodkowym układem nerwowym, można powiedzieć, że jest uproszczonym modelem tego, co dzieje się w mózgu – tłumaczy dr. hab. Paweł Karczmarek, kierownik Katedry Inteligencji Obliczeniowej Politechniki Lubelskiej.
Do skanowania używany jest tomograf optyczny wykorzystywany dziś m.in. w kardiologii, dermatologii i okulistyce. Urządzenie pozwala badać strukturę siatkówki warstwa po warstwie, a jej obrazy mają równie wysoką rozdzielczość jak obrazy histologiczne. Trwa to około 1 minuty i jest znacznie krótsze od standardowego badania MRI.
Dane pochodzące z siatkówki mogą być dobrym materiałem na klasyfikowanie pacjentów do grupy osób zdrowych bądź chorych. Dotychczasowe badania potwierdzają istnienie w schizofrenii cieńszych warstw siatkówki. Spowodowane mogą być one jednak także innymi schorzeniami, dlatego tak potrzebna jest wyjątkowo dokładna analiza – zaznacza naukowiec z Politechniki Lubelskiej.
Jego zespół przeprowadził analizę badań 59 pacjentów ze schizofrenią oraz 61 osób zdrowych. Zdjęcia z tomografu optycznego interpretowano za pomocą zaawansowanych algorytmów sztucznej inteligencji. Naukowcy z PL wykorzystali różnorodne modele analizy, które zwiększyły precyzję wykrywania różnic między zdrowymi osobami a pacjentami ze schizofrenią.
Wykorzystaliśmy nowe algorytmy klasyfikacji, służące do agregacji wyników uzyskanych przez wiele klasyfikatorów, czyli np. sieci neuronowych. Zastosowane techniki, tzw. inspirowane kwadraturami numerycznymi rozszerzenia całki Choqueta, mają korzenie w logice rozmytej. Dzięki nim można podnieść miarę dokładności (skuteczności) klasyfikacji nawet o kilka punktów procentowych względem najlepszego z indywidualnych klasyfikatorów. Jest to szczególnie ważne, jeśli dodamy, że bazy, na których można trenować poszczególne modele, są wciąż relatywnie niewielkich rozmiarów i zawierają niewiele próbek z uwagi na trudność w ich pozyskiwaniu, zwłaszcza w przypadku relatywnie rzadkich schorzeń – zwraca uwagę dr hab. Paweł Karczmarek i dodaje: – Okazało się, że połączenie obrazowania siatkówki z technikami głębokiego uczenia opartymi na sieciach neuronowych może istotnie usprawnić diagnostykę schizofrenii.
Wyniki dowodzą, że rzeczywiście cieńsze warstwy siatkówki mogą być biomarkerami schizofrenii. Badania lubelskich naukowców dają nadzieję na szybsze i dokładniejsze diagnozowanie choroby, a co za tym idzie także szybsze rozpoczęcie leczenia i poprawę jakości życia pacjentów.
Naszą ambicją jest działanie na styku badań podstawowych i stosowanych. Te pierwsze realizujemy, tworząc nowe modele uczenia maszynowego. Jednak ich prawdziwa weryfikacja następuje w zastosowaniu do rzeczywistych problemów, których przykładem są badania nad schizofrenią. Nowoczesne technologie obrazowania wspierane przez sztuczną inteligencję mogą zrewolucjonizować diagnostykę nie tylko w okulistyce, ale także w neuropsychiatrii, umożliwiając bardziej precyzyjne monitorowanie schorzeń, takich jak schizofrenia – podkreśla naukowiec z Politechniki Lubelskiej,
Wyniki badań lubelskich naukowców ukazały się na łamach czasopisma „Scientific Reports”.
MK, źródło: PL
Może niech spróbują zajrzeć w oczy niektórym recenzentom w postępowaniach awansowych, to wykryją u nich zakłamanie...