Model bimodalny – OCT oraz IR-SLO w diagnostyce stwardnienia rozsianego

Model uczenia maszynowego wytrenowany za pomocą optycznej tomografii koherentnej (OCT) i obrazów siatkówki z laserowej oftalmoskopii skaningowej w podczerwieni (IR-SLO) może wykrywać stwardnienie rozsiane (MS) z dokładnością bliską 100 proc., co potencjalnie prowadzi do wcześniejszej diagnozy i leczenia.

– To podejście wypełnia niezaspokojoną potrzebę w diagnostyce stwardnienia rozsianego poprzez wykorzystanie obrazów o wysokiej rozdzielczości (IR-SLO) wraz z danymi OCT – powiedziała badaczka Rahele Kafieh z Wydziału Inżynierii Uniwersytetu Durham w Durham w Anglii. – Lepsza wydajność diagnostyczna, z wysoką czułością i swoistością, sugeruje, że ta metoda może lepiej odróżniać osoby ze stwardnieniem rozsianym od osób zdrowych, odpowiadając na zapotrzebowanie na dokładniejsze i bardziej niezawodne narzędzia diagnostyczne w tej chorobie – wyjaśniła.

Co dwa skany, to nie jeden

Uszkodzenia spowodowane stwardnieniem rozsianym mogą wpływać na siatkówkę oka. OCT może pomóc w ilościowym określeniu neurodegeneracji, monitorowaniu progresji niepełnosprawności i ocenie skuteczności terapii neuroprotekcyjnych.

Stwardnienie rozsiane może być skutecznie leczone na etapie przedklinicznymWieloośrodkowy, międzynarodowy zespół badaczy sprawdził, czy włączenie leków modyfikujących przebieg choroby na przedklinicznym jej etapie wydłuży czas do wystąpienia pierwszych objawów klinicznych. Wnioski opublikowano w „JAMA Neurology”.

Nie jest jednak jasne, w jaki sposób włączenie IR-SLO, znanego również jako monochromatyczne obrazowanie dna oka, może usprawnić automatyczną diagnostykę stwardnienia rozsianego. Aby to zbadać, naukowcy przeszkolili modele komputerowe w celu sklasyfikowania stwardnienia rozsianego na podstawie danych IR-SLO i OCT pochodzących od 32 pacjentów ze stwardnieniem rozsianym i 70 zdrowych osób.

W wewnętrznym zbiorze danych testowych model biomodalny zawierający obrazy IR-SLO i OCT miał dokładność 92 proc., czułość 95 proc., swoistość 92 proc. i obszar pod krzywą charakterystyki operacyjnej odbiornika (AUROC) 97 proc. Model bimodalny sprawdził się w zewnętrznym zbiorze danych z dokładnością 85 proc., czułością 97 proc., swoistością 85 proc. i AUROC 99 proc.

– Integracja obrazów IR-SLO i map grubości OCT doprowadziła do uzyskania lepszej wydajności modelu (około 3 proc. wyższej niż w przypadku, gdy wykorzystano tylko mapy grubości OCT. Jest to rzeczywiście zgodne z naszymi oczekiwaniami, ponieważ połączony model wykorzystuje szerszy zakres obrazów wejściowych z dwóch różnych modalności, włączając w ten sposób przydatniejsze informacje do dokładnego wykrywania stwardnienia rozsianego – poinformował zespół badawczy.

Przeszczep hematopoetycznych komórek macierzystych standardem leczenia dla osób ze stwardnieniem rozsianym?Stwardnienie rozsiane jest główną przyczyną trwałej niepełnosprawności neurologicznej u młodych dorosłych, dlatego trwają intensywne prace nad udokumentowaniem coraz doskonalszych metod leczenia, takich jak autologiczny przeszczep hematopoetycznych komórek macierzystych.

Potrzebne są dalsze badania

– Chociaż wyniki są obiecujące, to podejście nie jest jeszcze gotowe do użytku klinicznego – stwierdziła Kafieh. Aby przełożyć wyniki badań na praktykę kliniczną, potrzebne są dalsze badania z udziałem większych i bardziej zróżnicowanych populacji, aby potwierdzić wyniki i zapewnić solidność modelu oraz możliwość jego uogólnienia.

Istnieje również potrzeba opracowania przyjaznego dla użytkownika oprogramowania, które integruje się z istniejącymi systemami obrazowania klinicznego, aby ułatwić stosowanie tego podejścia bimodalnego w rutynowej praktyce i uzyskać zgody organów regulacyjnych.

– Jeśli uda się podjąć dalsze kroki, by udoskonalić proponowany model bimodalny, może on zostać skutecznie przełożony na zastosowanie kliniczne, oferując znaczący postęp w diagnozowaniu i leczeniu stwardnienia rozsianego  – podsumowała badaczka.