La inteligencia artificial iguala a los expertos clínicos en la detección de enfermedades oculares

Un sistema de inteligencia artificial (AI), que puede recomendar la decisión correcta de referencia para más de 50 enfermedades oculares, con la misma precisión que los expertos ha sido desarrollado por UCL, DeepMind Health y Moorfields Eye Hospital NHS Foundation Trust.

La investigación innovadora, publicada en línea por Nature Medicine, describe cómo la tecnología de aprendizaje automático ha sido entrenada con éxito en miles de escaneos oculares históricos des-personalizados para identificar las características de la enfermedad ocular y recomendar cómo los pacientes deben ser referidos para recibir atención médica.

Los investigadores esperan que la tecnología algún día pueda transformar la forma en que los profesionales llevan a cabo las pruebas oculares, lo que les permite detectar las afecciones previamente y priorizar a los pacientes con las enfermedades oculares más graves antes de que se produzca un daño irreversible.

Más de 285 millones de personas en todo el mundo viven con algún tipo de pérdida de visión, incluidos más de dos millones de personas en el Reino Unido. Las enfermedades oculares siguen siendo una de las principales causas de pérdida de la visión, y muchas se pueden prevenir con detección y tratamiento tempranos.

El Dr. Pearse Keane, científico clínico de NIHR en el UCL Institute of Ophthalmology y oftalmólogo consultor en Moorfields Eye Hospital NHS Foundation Trust señaló: “El número de exámenes oculares que estamos realizando crece a un ritmo mucho más rápido de lo que los expertos humanos pueden interpretar. Existe el riesgo de que esto pueda causar retrasos en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades que amenazan la vista, lo que puede ser devastador para los pacientes “.

“La tecnología de IA que estamos desarrollando está diseñada para priorizar a los pacientes que necesitan ser atendidos urgentemente por un médico o profesional de la salud visual. Si podemos diagnosticar y tratar las afecciones oculares temprano, nos da la mejor oportunidad de salvar la vista de las personas. Con más investigaciones, podría conducir a una mayor consistencia y calidad de la atención para los pacientes con problemas oculares en el futuro “.

El estudio, lanzado en 2016, reunió a destacados profesionales del NHS y científicos de UCL y el National Institute for Health Research (NIHR) con algunos de los mejores tecnólogos del Reino Unido en DeepMind para investigar si la tecnología de IA podría ayudar a mejorar la atención de pacientes con enfermedades que amenazan la vista, como la degeneración macular relacionada con la edad y la enfermedad ocular diabética.

Utilizando dos tipos de redes neuronales (sistemas matemáticos para identificar patrones en imágenes o datos), el sistema de IA aprendió rápidamente a identificar 10 características de la enfermedad ocular a partir de tomografías de coherencia óptica (OCT) altamente complejas. El sistema fue capaz de recomendar una decisión de derivación basada en las condiciones más urgentes detectadas.

Para establecer si el sistema de IA estaba haciendo referencias correctas, los médicos también vieron los mismos escaneos OCT y tomaron sus propias decisiones de referencia. El estudio concluyó que la AI pudo hacer la recomendación de derivación correcta más del 94% del tiempo, igualando el rendimiento de los expertos clínicos.

La IA se ha desarrollado con dos características únicas que maximizan su uso potencial en el cuidado de los ojos. En primer lugar, el sistema puede proporcionar información que ayuda a explicar a los profesionales de la salud visual cómo llega a sus recomendaciones. Esta información incluye imágenes de las características de la enfermedad ocular que ha identificado en la exploración OCT y el nivel de confianza que el sistema tiene en sus recomendaciones, en forma de porcentaje. Esta funcionalidad es crucial para ayudar a los médicos a analizar las recomendaciones de la tecnología y verificar su precisión antes de decidir el tipo de atención y tratamiento que recibe un paciente.

En segundo lugar, el sistema de IA se puede aplicar fácilmente a diferentes tipos de escáner de ojos, no solo al modelo específico en el que se entrenó. Esto podría aumentar significativamente la cantidad de personas que se benefician de esta tecnología y la protegen del futuro, por lo que aún se puede usar incluso cuando los escáneres OCT se actualicen o sustituyan con el tiempo.

El siguiente paso es que la investigación pase por ensayos clínicos para explorar cómo esta tecnología podría mejorar la atención del paciente en la práctica, y la aprobación regulatoria antes de que pueda ser utilizada en hospitales y otros entornos clínicos.

Si los ensayos clínicos son exitosos para demostrar que la tecnología se puede usar de manera segura y efectiva, Moorfields podrá usar un producto eventual aprobado por la reglamentación de forma gratuita en sus 30 hospitales y clínicas comunitarias en el Reino Unido durante un período inicial de cinco años.

El trabajo que se ha dedicado a este proyecto también ayudará a acelerar la investigación más amplia del NHS durante muchos años por venir. Por ejemplo, DeepMind ha invertido importantes recursos para limpiar, seleccionar y etiquetar el conjunto de datos de investigación desidentificado de Moorfields para crear una de las bases de datos de investigación ocular más avanzadas del mundo.

Moorfields posee esta base de datos como activo público no comercial, que ya está formando la base de nueve estudios de investigación médica independientes. Además, Moorfields también puede utilizar el modelo de inteligencia artificial capacitado de DeepMind para futuros esfuerzos de investigación no comerciales, lo que podría ayudar a avanzar aún más en la investigación médica.

Mustafa Suleyman, cofundador y director de la AI aplicada en DeepMind Health, dijo: “Creamos DeepMind Health porque creemos que la inteligencia artificial puede ayudar a resolver algunos de los mayores desafíos de salud de la sociedad, como la pérdida de visión evitable, que afecta a millones de personas en todo el mundo”. Estos resultados increíblemente emocionantes nos acercan un paso más a ese objetivo y, con el tiempo, podrían transformar el diagnóstico, el tratamiento y el manejo de los pacientes con afecciones visuales amenazantes, no solo en Moorfields, sino en todo el mundo “.

El profesor Sir Peng Tee Khaw, director del NIHR Biomedical Research Centre en Moorfields Eye Hospital NHS Foundation Trust y UCL Institute of Ophthalmology dijo: “Los resultados de esta investigación pionera con DeepMind son muy sorprendentes y demuestran el impacto potencial para salvar la vista que la AI podría tener para los pacientes. No tengo ninguna duda de que la AI tiene un papel vital que desempeñar en el futuro de la atención médica, especialmente cuando se trata de capacitar y ayudar a los profesionales médicos para que los pacientes se beneficien de un tratamiento vital antes de lo que anteriormente era posible. Esto muestra la investigación transformadora que puede llevarse a cabo en el Reino Unido combinando la industria líder mundial y las asociaciones hospitalarias / universitarias NIHR / NHS “.

Matt Hancock, Secretario de salud y asistencia social, mencionó: “Esto es tremendamente extraordinario y exactamente el tipo de tecnología que beneficiará al NHS a largo plazo ya que mejorará la atención al paciente, es por eso que financiamos más de mil millones de libras al año en investigación de la salud como parte de nuestro plan a largo plazo para el NHS “.

El estudio fue realizado por investigadores del UCL Institute of Ophthalmology  DeepMind y Moorfields junto con colegas del UCL Institute of Epidemiology & Health Care, UCL Medicine and UCL Life Sciences.

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