Połączenie sztucznej inteligencji z obrazowaniem hiperspektralnym może pomóc w wykrywaniu wczesnych objawów chorób siatkówki
Ponad 39 milionów Europejczyków dotykają stany patologiczne siatkówki, takie jak zwyrodnienie plamki żółtej czy choroby oczu związane z cukrzycą. Ze względu na starzenie się społeczeństwa i coraz większą ilość osób chorych na cukrzycę przewiduje się, że liczba ta wzrośnie o 25 % do 2050 r. Wczesna diagnoza i rozpoczęcie leczenia mogą zapobiec nawet 98 % przypadków utraty wzroku spowodowanych cukrzycą.
Krwotoki
Projekt XpeFundus stanowił studium wykonalności nowej technologii obrazowania medycznego, która jest czuła na drobne zmiany w składzie biochemicznym tkanek siatkówki. „W siatkówce i dalszych warstwach jest wiele żył, a cukrzyca wpływa na nie, powodując ich pękanie i prowadząc do krwotoków”, wyjaśnia koordynator projektu Vassilis Papadakis. „Jesteśmy w stanie wykrywać te krwotoki i inne patologie tkanek we wczesnym stadium”. Istniejące metody diagnozowania patologii siatkówki, takie jak optyczna koherentna tomografia (ang. optical coherence tomography, OCT), wykorzystują jasne, białe światło lasera do oświetlania tylnej części gałki ocznej, a analiza wygenerowanych obrazów wymaga specjalistycznego przeszkolenia. Ogranicza to ich wykorzystanie do warunków szpitalnych. Ponadto OCT jest w stanie wykrywać jedynie struktury o grubości powyżej 10 mikrometrów.
Utrata wzroku
Sprzęt do obrazowania opracowany przez Papadakisa i jego zespół w firmie Xpectraltek rozświetla oko za pomocą progresywnych pasm światła szerokości około 15–25 nanometrów. Warstwy te są następnie splatane i analizowane przez sztuczną inteligencję w celu postawienia diagnozy. W wyniku tego powstaje mapa biomolekularna, na której można zwizualizować odchylenia biochemiczne o wielkości zaledwie 2 mikrometrów. Sprzęt przeznaczony jest dla małych klinik i optometrystów, a jego obsługa nie wymaga specjalistycznego przeszkolenia. Badanie pacjentów poza szpitalem umożliwia ich szybszą diagnozę, mówi Papadakis. „Znaczna liczba osób nie wie, że występuje u nich patologia siatkówki, a do czasu wizyty u lekarza mogą stracić 20 % wzroku”, mówi. „Na tym etapie może być już za późno, by odzyskać nawet niewielki procent z tego”.
Przełomowa technologia
Projekt XpeFundus był finansowany w ramach unijnego programu „Horyzont 2020”. „W przypadku start-upów zawsze jest problem z finansowaniem. Gdybyśmy byli wielką firmą, moglibyśmy dokonać tego sami, ale na tym etapie jest to niemożliwe”, zauważa Papadakis. „Finansowanie z UE umożliwiło nam lepsze zbadanie rynku i opracowanie naszego biznesplanu oraz zrozumienia, kim są nasi konkurenci, kogo powinniśmy unikać i do kogo powinniśmy dotrzeć”. Jeszcze w tym roku Papadakis planuje ubiegać się o dofinansowanie w ramach programu „Akcelerator” EIC w celu wprowadzenia wyrobu do obrotu w drodze badań klinicznych. Technologia obrazowania hiperspektralnego stojąca za projektem XpeFundus jest chroniona patentem, a wcześniej była wykorzystywana do badania zabytków kulturowych oraz dostarczania analiz rolniczych, dotyczących np. niedoborów żywieniowych, chorób i poziomu nawodnienia upraw. „Na pomysł wpadłem podczas mojego programu doktorskiego 17 lat temu, gdy chciałem stworzyć coś pożytecznego dla społeczności”, dodaje Papadakis. „Razem z moimi partnerami założyłem firmę Xpectraltek, aby osiągnąć cele, których nie mogłem osiągnąć w warunkach akademickich, wprowadzić na rynek przełomowe i innowacyjne pomysły w postaci produktów, które mogą być naprawdę pomocne dla ludzi”.
Słowa kluczowe
XpeFundus, oko, hiperspektralne, światło, wzrok, cukrzyca, siatkówka, patologia, obraz, gałka oczna
