קוצר ראייה, המכונה גם קוצר ראייה, נמצא במגמת עלייה, במיוחד בקרב ילדים.
מומחים צופים כי עד שנת 2050, קוצר ראייה ישפיע על כ-50% מאוכלוסיית העולם. חוקרים מאמינים כי עלייה במה שמכונה "עבודה ליד" -; כאשר אנו מקיימים אינטראקציה עם עצמים קרובים כמו טלפונים ומסכים -; אשם חלקית.
עבור אנשים רבים, המאבק לראות חפצים רחוקים הוא בעיה המנוהלת בקלות באמצעות משקפיים או אנשי קשר, אך עבור אחרים זה מתפתח למצב חמור בהרבה שנקרא מקולופתיה קוצר ראייה.
צוות חוקרים בבית הספר למחשוב ואינטליגנציה מוגברת באוניברסיטת אריזונה, מפתח כלי אבחון חדשים המשתמשים בכוחה של בינה מלאכותית, או AI, כדי לסנן בצורה יעילה יותר למחלה זו. לאחרונה הם פרסמו את תוצאות עבודתם בכתב העת המחקרי הנבדק על ידי עמיתים JAMA רפואת עיניים.
מקולופתיה קוצר ראייה מתרחשת כאשר החלק בעין שעוזר לנו לראות ישר קדימה בפרטים חדים נמתח וניזוק. עם הזמן, צורת העין מתארכת -; יותר כמו כדורגל ופחות כמו כדור. כאשר זה קורה, הראייה מעוותת.
מצב חמור זה הוא הגורם העיקרי לאובדן ראייה חמור או עיוורון. בשנת 2015, מקולופתיה קוצר ראייה גרמה לליקוי ראייה ב-10 מיליון אנשים. אלא אם כן דברים ישתנו, יותר מ-55 מיליון אנשים צפויים לאובדן ראייה וכ-18 מיליון אנשים ברחבי העולם יהיו עיוורים בשל המחלה עד 2050.
מכיוון שמקולופתיה קוצר ראייה היא בלתי הפיכה, מומחים רוצים להתערב מוקדם. לתפוס את המצב בהקדם האפשרי יכול לשפר את התוצאות הבריאותיות, מטרה דחופה במיוחד כאשר ילדים מודאגים. רופאי עיניים יכולים לרשום עדשות מגע מיוחדות או טיפות עיניים שמאטות את התקדמות המחלה.
יאלין וואנג, פרופסור למדעי המחשב והנדסה בבתי ספר פולטון, אומר שחידושים בטכנולוגיה יכולים לספק פתרונות חשובים.
AI פותחת מהפכה הממנפת ידע גלובלי לשיפור דיוק האבחון, במיוחד בשלב המוקדם ביותר של המחלה. ההתקדמות הללו יצמצמו עלויות רפואיות וישפרו את איכות החיים של חברות שלמות".
יאלין וואנג, פרופסור למדעי המחשב והנדסה בבתי ספר פולטון
אתגר לראות דברים בצורה חדשה
כמענה לצורך זה, ה-Medical Image Computing and Computer Assisted Intervention, או MICCAI, Society פרסמה אתגר בשנת 2023. הארגון המקצועי המבקש להניע חדשנות במחקר ביו-רפואי ביקש ממומחים לשפר מערכות סינון בעזרת מחשב לתמונות רשתית.
נכון לעכשיו, מאקולופתיה קוצרנית מאובחנת באמצעות סריקות טומוגרפיה קוהרנטיות אופטית המשתמשות באור מוחזר כדי ליצור תמונות של החלק האחורי של העין. סריקות אלו נבדקות לעתים קרובות באופן ידני על ידי רופא עיניים, תהליך שלוקח זמן שיכול לדרוש ניסיון מיוחד.
וואנג וצוותו במעבדת מערכות גיאומטריה ענו לשיחה. החוקרים היו אחד הזוכים באתגר MICCAI.
לחלק הראשון של העבודה, וואנג וצוותו -; הכוללת דוקטורנט להנדסת מחשבים Wenhui Zhu וכן נוירולוג וחבר סגל נלווה בבתי ספר פולטון, ד"ר אונה דומיטרסקו -; התייחס לסיווג של מקולופתיה קוצר ראייה. למחלה חמישה סיווגים המתארים את חומרתה. קביעת הרמה הנכונה מסייעת לרופאי עיניים לספק פתרונות מותאמים ויעילים יותר למטופל.
החוקרים של Fulton Schools יצרו אלגוריתמים חדשים של AI בשם NN-MobileNet. קבוצות ההוראות הללו שתוכנות מחשב עוקבות אחריהן כדי לבצע את עבודתן נועדו לסייע לתוכנה לסרוק ביעילות רבה יותר תמונות רשתית ולחזות את הסיווג הנכון של המקולופתיה הקוצרית.
לאחר מכן, הצוות הפנה את תשומת ליבו למאמצים בקהילה המדעית להשתמש בסוג של AI הנקרא רשתות עצביות עמוקות כדי לחזות את המקבילה הכדורית בסריקות רשתית. המקבילה הכדורית היא אומדן של שגיאת השבירה של העין שרופאים צריכים כאשר רושמים משקפיים או מגע. ברשתות עצביות עמוקות, חוקרים משימות מחשבים לנתח סטים עצומים של נתונים ומיישמים אלגוריתמים המונעים בינה מלאכותית כדי להסיק מסקנות מועילות.
עם מדידה מדויקת יותר של המקבילה הכדורית, הרופאים יכולים להמליץ על טיפול מדויק יותר. אז, וואנג והצוות שוב פיתחו אלגוריתמים חדשים שהתמקדו באיכות וברלוונטיות של הנתונים. המודל החדש שלהם לניתוח תמונה ברשתית השיג תוצאות יוצאות דופן תוך מזעור כמות כוח המחשוב הדרושה. תוצאות מחקר זה פורסמו גם ב-JAMA Ophthalmology.
לבסוף, וואנג שיתף פעולה עם צוותים מנצחים אחרים מאתגר MICCAI במאמר מחקר שלישי, שפורסם ב-JAMA Ophthalmology בספטמבר, שהציג את התוצאות שנאספו. החוקרים מאוניברסיטאות ברחבי העולם הפכו את ממצאי האתגר שלהם לזמינים כדי לעורר התקדמות ותגליות נוספות באבחון מוקדם ויעיל של מקולופתיה קוצר ראייה ושיפור תוצאות הבריאות עבור אנשים ברחבי העולם.
חזון טוב יותר לבריאות עולמית
וואנג מסביר שאחד הכוח המניע מאחורי עבודתו הוא לפתור פערי בריאות.
"אנשים החיים באזורים כפריים מתקשים לגשת למכשירי הדמיה מתוחכמים ולפנות לרופאים", הוא אומר. "ברגע שטכנולוגיה המונעת בינה מלאכותית תהיה זמינה, היא תשפר משמעותית את איכות החיים באוכלוסיות ברחבי העולם, כולל אלו שחיות במדינות מתפתחות".
Ross Maciejewski, מנהל בית הספר למחשוב ואינטליגנציה מוגברת, אומר שהפרויקט של וואנג הוא דוגמה חשובה לעבודה המצוינת שעושים חברי סגל במרחב הרפואי.
"עם התגברות קוצר ראייה ומקולופתיה קוצר ראייה, נחוצים פתרונות למניעת אובדן ראייה ולעזור לאנשי מקצוע בתחום הבריאות לספק את אפשרויות הטיפול הטובות ביותר עבור המטופלים שלהם", אומר Maciejewski. "המחקר החדשני של יאלין וואנג הוא שימוש עקרוני בבינה מלאכותית כדי לטפל בבעיה הרפואית הקשה הזו".
