Oko jako okno chorób przewlekłych
Diagnostyka medyczna dotycząca poważnych chorób przewlekłych, takich jak cukrzyca, otępienie naczyń, nadciśnienie i choroba wieńcowa może być zrewolucjonizowana technikami obrazowania komputerowego, które analizują siatkówkę oka w poszukiwaniu wskazówek zmian w naczyniach krwionośnych. Niewiele osób posiada jednak połączenie wiedzy z zakresu klinicznego, komputerowych szkoleń obrazowych i matematycznego eksperymentowania z modelowaniem, czego wymaga tego proces. Projekt REVAMMAD(odnośnik otworzy się w nowym oknie) finansowany ze środków unijnych w wysokości 3,8 milionów euro przyczynia się do powstania nowego pokolenia interdyscyplinarnych naukowców, którzy posiadają wiedzę kliniczną i umiejętności obrazowania komputerowego w celu poprawy pomiarów i diagnozowania w tej ważnej dziedzinie opieki zdrowotnej. Unaczynienie lub układ naczyń krwionośnych ulega zmianom w trakcie rozwoju wielu chorób przewlekłych. Obserwowanie i pomiar naczyń krwionośnych w siatkówce oka podczas rutynowych badań oka może stanowić unikalne okno dla wielu chorób, nawet tych, które nie są związane z samym okiem. Siatkówka i spojówka to „jedyne dwa obszary ciała, w których można fotografować naczynia krwionośne stosunkowo nieinwazyjnie" - mówi koordynator projektu Andrew Hunter, zastępca Kanclerza ds. Badań i Innowacji na Lincoln University w Wielkiej Brytanii. W tym celu należy połączyć trzy obszary specjalizacji. „Jest to informatyka, w szczególności komputerowa analiza obrazów, matematyczne modelowanie przepływu w naczyniach krwionośnych oraz sposób poruszania się naczyń, a także kliniczne zrozumienie tego, co robią naczynia krwionośne i jakie są ich choroby przewlekłe” - mówi prof. Hunter, ekspert w dziedzinie widzenia komputerowego i nauczania maszynowego. Połączenie wiedzy REVAMMAD zaangażowało około 13 badaczy w ciągu czterech lat. „To bardzo obszerny program pod względem współpracy interdyscyplinarnej” - mówi prof. Hunter. Obejmował warsztaty, wspólne działania, wspólne szkolenia i staże w innej części konsorcjum, zazwyczaj przez kilka miesięcy w Niemczech, Danii, Włoszech, Grecji, Francji lub Wielkiej Brytanii. Niektórzy członkowie zespołu opracowali techniki modelowania i opracowali modele wykorzystujące dane pomiarowe naczyń krwionośnych uzyskane od informatyków. Jednocześnie informatycy poprawili techniki właściwego lokalizowania i pomiaru naczyń krwionośnych przy użyciu komputerowych obrazów i modeli matematycznych opracowanych przez innych. Reszta osób z zespołu sprawdziła poprawę diagnoz klinicznych, używając obrazów komputerowych. Interdyscyplinarny projekt opracował algorytmy poprawiające jakość obrazów siatkówki i rejestrację modelu 3D, który porównuje obrazy tej samej rzeczy wykonane w różnym czasie. Bezpośrednio prowadzi to do postępów w śledzeniu nerwów rogówki i algorytmach do segmentacji obrazów naczyń spojówek, aby ułatwić analizę obrazów. Nowe modele i bazy danych obrazowania Cukrzyca wpływa na strukturę ścian naczyń, co czyni je bardziej sztywnymi. W zaawansowanym stadium powoduje to pęknięcie, powodując krwotoki i mikro-tętniaki, które są pierwszymi etapami retinopatii cukrzycowej. Zespół stworzył nowe modele w celu wykrycia wymiernych zmian naczyń siatkówki z powodu uszkodzenia spowodowanego wysokim poziomem cukru we krwi u chorych na cukrzycę, częstą przyczyną utraty wzroku. Projekt uzupełnił również magazyn danych, który łączy zestawy danych i obliczenia w celu zarządzania obrazami siatkówki. Te bazy danych obrazów mogą być wykorzystane do analizy kształtu i krętości, przy użyciu oprogramowania specjalnie opracowanego w trakcie projektu. Innym rezultatem projektu jest nowa baza danych porównująca obrazy rogówki, które mogą być użyte przez klinicystów do testowania postępu choroby.
