Nieuw AI-systeem kan vijftig oogziektes correct diagnostiseren

Een nieuw kunstmatige intelligentie (AI) systeem kan vijftig verschillende oogziektes net zo nauwkeurig diagnostiseren als gespecialiseerde oogartsen. Ook is het systeem in staat te bepalen welke behandeling patiënten het best kunnen krijgen en welke patiënten met prioriteit behandeld moeten worden.

Het systeem is ontwikkeld door DeepMind, onderdeel van Google’s moederbedrijf Alphabet, in samenwerking met het Moorfields Eye Hospital in de Britse hoofdstad Londen. Testen met het systeem leveren veelbelovende resultaten op. Het systeem blijkt in staat vijftig verschillende oogziektes net zo nauwkeurig te kunnen diagnostiseren als gespecialiseerde oogartsen. Google benadrukt dat het om vroege resultaten gaat, maar stelt dat deze wel aantonen dat het systeem in staat is een brede variëteit aan patiënten te diagnostiseren.

Tijdrovend

Bij het diagnostiseren van oogziektes wordt vaak gebruik gemaakt van optische coherentietomografie (OCT), een onderzoeksmethode waarbij dwarsdoorsnedes van het oog worden gemaakt. Deze scans moeten geanalyseerd worden, wat momenteel handmatig wordt gedaan door oogartsen. Dit maakt het uitvoeren van OCT-scans zeer tijdrovend. Tegelijkertijd is de behoefte aan dergelijke scans groot; alleen in het Moorfields Eye Hospital worden per dag al zo’n 1.000 OCT-scans uitgevoerd. 

Het grote aantal uitgevoerde scans en de tijdrovende analyses die hierop moeten worden uitgevoerd leiden ertoe dat tussen de scan en uiteindelijke behandeling van een patiënt relatief veel tijd zit. Dit terwijl patiënten in sommige gevallen juist urgente zorg nodig hebben. DeepMind stelt dat onverwachte complicaties zoals een bloeding aan de achterzijde van het oog er zelfs toe kan leiden dat patiënten hun zicht verliezen. 

Analyse versnellen

Met het AI-systeem dat in samenwerking met het Moorsfield Eye Hospital is ontwikkeld wil DeepMind een oplossing bieden voor dit probleem. Het systeem moet het analyseren van OCT-scans aanzienlijk versnellen door dit proces te automatiseren. Hierbij kan het AI-systeem niet alleen in slechts enkele seconden automatisch afwijkingen op de scans detecteren, maar ook aangeven welke patiënten urgente zorg nodig hebben. Het AI-systeem moet hierdoor helpen de tijd tussen een scan en de uiteindelijke behandeling te verkorten, zodat minder patiënten met zichtverlies worden geconfronteerd. 

Het systeem maakt gebruik van een tweetal neurale netwerken, die zijn gebaseerd op het menselijk brein. Een dergelijk netwerk is opgebouwd uit verschillende lagen van chips die neuronen nabootsen. Iedere laag maakt een analyse van de te analyseren data en geeft zijn resultaten door aan de volgende laag neuronen. Deze laag voert een nieuwe analyse uit op de doorgegeven data en geeft de resultaten van deze analyse weer door naar de volgende laag, waarna dit proces wordt herhaald. Deze werkwijze stelt deep learning-algoritme in staat zelfstandig te leren en steeds slimmer te worden naarmate zij meer gegevens analyseren. 

Twee neurale netwerken

Het AI-systeem van DeepMind maakt gebruik van twee van deze neurale netwerken. Het eerste netwerk wordt door het bedrijf een segmentatienetwerk genoemd. Dit netwerk analyseert een OCT-scan en brengt de verschillende soorten oogweefsel in kaart. Ook zoekt het netwerk naar aanwijzigingen die kunnen duiden op oogziektes, zoals bloedingen en onregelmatigheden in vloeistoffen. Het tweede neurale netwerk wordt ingezet om de bevindingen van het eerste netwerk te classificeren en zowel een uiteindelijke diagnose als aanbeveling voor een behandeling te leveren. 

Deze aanbeveling wordt als een percentage aangeleverd. Dit stelt artsen in staat vast te stellen met welke zekerheid het AI-systeem zijn analyse en uiteindelijke diagnose heeft gemaakt. Dit is volgens DeepMind van kritiek belang, aangezien oogartsen altijd een cruciale rol zullen blijven spelen in het diagnostiseren van oogziektes. Het AI-systeem is dus uitsluitend bedoeld om oogartsen te ondersteunen en niet om artsen te vervangen. 

Ook geschikt voor andere scanners

Het AI-systeem is specifiek getraind op de OCT-scanners die het Moorfields Eye Hospital in gebruik heeft. DeepMind geeft echter aan dat het systeem ook eenvoudig gebruikt kan worden om scans met andere oogscanners te analyseren en op basis hiervan diagnoses te maken. Niet alleen is het AI-systeem hierdoor wereldwijd inzetbaar ongeacht de gebruikte apparatuur, ook kan het systeem in de toekomst gebruikt blijven worden indien OCT-scanners worden vernieuwd of vervangen. 

De technologie kan overigens nog niet in de praktijk worden gebruikt. DeepMind wijst erop dat de technologie eerst klinische getest en gevalideerd zal moeten worden. “We zijn echter vol vertrouwen dat dit systeem op termijn het diagnostiseren, behandelen en managen van oogziektes kan veranderen”, aldus DeepMind. 

Auteur: Wouter Hoeffnagel
Bron: DeepMind
Bron: Nature Medicine
Bron foto: Pixabay / TobiasD