Simple Science

Ciencia de vanguardia explicada de forma sencilla

# Ingeniería Eléctrica y Ciencia de Sistemas # Procesado de imagen y vídeo

La IA revoluciona la detección de la retinopatía diabética

NaIA-RD mejora la detección de la retinopatía diabética, ayudando a los doctores en las derivaciones de pacientes.

Imanol Pinto, Álvaro Olazarán, David Jurío, Borja de la Osa, Miguel Sainz, Aritz Oscoz, Jerónimo Ballaz, Javier Gorricho, Mikel Galar, José Andonegui

― 8 minilectura


La IA transforma el La IA transforma el cuidado ocular para diabéticos. diabética de manera efectiva. NaIA-RD ayuda a detectar la retinopatía
Tabla de contenidos

La Retinopatía Diabética (RD) es un problema común que puede llevar a la pérdida de visión en personas con diabetes. Detectarla a tiempo es clave para evitar problemas serios. Para ayudar con esto, los hospitales han empezado a usar programas de detección. Estos programas suelen incluir médicos generales (GPs) entrenados que revisan Imágenes de los ojos en busca de signos de RD. Pero, ¿y si hubiera una forma más inteligente de ayudar a estos doctores? Aquí entra NaIA-RD, una herramienta de IA diseñada para ayudar a los médicos a detectar la RD.

¿Qué es NaIA-RD?

NaIA-RD es un programa informático especial creado para ayudar a los médicos en la detección de la retinopatía diabética. Utiliza inteligencia artificial (IA) para analizar imágenes de los ojos de los pacientes y sugiere si un paciente debería ser referido a un especialista. Esta herramienta fue desarrollada por un equipo en un hospital de España después de darse cuenta de que las opciones comerciales existentes no eran suficientes.

¿Por qué necesitamos NaIA-RD?

A medida que aumentan las tasas de diabetes, también lo hace el número de personas en riesgo de RD. Muchas personas no detectan la RD a tiempo porque no visitan a los especialistas regularmente. Los programas de detección ayudan a encontrar estos casos. Ahí es donde NaIA-RD resulta útil. Está pensado para agilizar el proceso y hacerlo más preciso. Con suficientes pacientes en un programa, cualquier mejora puede tener un gran impacto.

¿Cómo funciona NaIA-RD?

NaIA-RD examina imágenes del interior del ojo, llamadas imágenes de fondo de ojo. Estas imágenes se toman con una cámara especial. El programa analiza estas fotos en busca de signos de RD, como pequeños sangrados en la retina. Si NaIA-RD encuentra algo preocupante, recomendará que el paciente consulte a un especialista.

El sistema funciona en tres pasos principales:

  1. Toma de Imágenes: Una enfermera toma dos fotos de cada ojo.
  2. Primer Nivel de Detección: El GP revisa las fotos. Aquí es donde a menudo pueden pasarse por alto cosas.
  3. Segundo Nivel de Detección: Si es necesario, las imágenes se envían a un oftalmólogo para una segunda revisión.

Un vistazo más cercano al proceso de detección

Toma de Imágenes

El primer paso implica que las enfermeras capturen imágenes de los ojos del paciente utilizando una cámara no midriática. Esto significa que la cámara no requiere el uso de gotas para dilatar las pupilas, facilitando las cosas para el paciente. Generalmente, las enfermeras toman dos imágenes desde ángulos ligeramente diferentes para cubrir más superficie del ojo.

Primer Nivel de Detección

Después de tomar las imágenes, los GPs las evalúan en busca de signos de RD. Clasifican las imágenes según una escala estándar, buscando cosas como hemorragias. Si notan algo preocupante o si una imagen está demasiado borrosa, deciden enviar al paciente al oftalmólogo.

Segundo Nivel de Detección

El oftalmólogo examina de nuevo las imágenes. A veces incluso puede convocar al paciente para un chequeo físico de los ojos. Este proceso implica mucha revisión, y a veces se pueden cometer errores, especialmente en clínicas ocupadas.

El valor de la IA en la detección

Usar NaIA-RD puede reducir las posibilidades de un mal diagnóstico al ofrecer otra capa de revisión. La herramienta de IA ayuda a los GPs sugiriendo si un paciente debería ser referido o no según las imágenes que analiza. Si la IA ve algo, alerta, ayudando a que todos trabajen juntos de manera más efectiva.

Cómo está construido NaIA-RD

NaIA-RD se compone de tres componentes especializados.

Clasificador de Campo

Esta parte de NaIA-RD identifica de qué área del ojo proviene la imagen, asegurando que el programa sepa exactamente qué está viendo.

Clasificador de Gradabilidad

A veces las imágenes no son lo suficientemente claras para una buena evaluación. Este clasificador verifica si la imagen es lo suficientemente buena para evaluar la RD. Si no lo es, marca esa imagen, sugiriendo que quizás sería mejor volver a tomarla.

Clasificador de RD

Finalmente, esta es la parte principal que busca signos de RD en la imagen. Si encuentra suficientes indicios, recomendará que el paciente sea referido al oftalmólogo.

El viaje de desarrollo

El desarrollo de NaIA-RD comenzó con la necesidad de una solución más efectiva. El equipo detrás de él habló con muchas personas, incluyendo quienes toman las fotos, médicos que las analizan y el personal de IT que ayuda a manejar todo. Idearon un plan que se centraba en lo que realmente se necesitaba en el mundo real, y se pusieron a trabajar.

Resultados e impacto

NaIA-RD ha sido puesto a prueba en un entorno real. Antes y después de la introducción de la herramienta de IA, se analizó el rendimiento de los GPs. Los resultados fueron prometedores.

Aumento en la Detección

Con la introducción de NaIA-RD, el número de pacientes referidos para evaluaciones adicionales aumentó significativamente. Los GPs que trabajaron con NaIA-RD refirieron a más pacientes cuando la IA sugirió que lo hicieran.

Mejor Toma de Decisiones

La IA ayudó a los médicos a tomar mejores decisiones. La herramienta mostró una fuerte coincidencia con las opiniones de los oftalmólogos especializados. Si la IA sugería una referencia, la probabilidad de que los médicos determinaran que la referencia era correcta aumentó.

Sensibilidad y Especificidad

En términos médicos, la sensibilidad se refiere a qué tan bien una prueba puede identificar a quienes tienen la condición, mientras que la especificidad mide qué tan bien identifica a quienes no la tienen. NaIA-RD ayudó a mejorar la sensibilidad sin sacrificar excesivamente la especificidad, lo que significa que pudo identificar muchos más casos de RD mientras evitaba en su mayoría los falsos positivos.

Desafíos enfrentados

Aunque NaIA-RD mostró resultados prometedores, no todo fue fácil.

Variabilidad entre GPs

Diferentes GPs tenían opiniones distintas sobre lo que creían que mostraban las imágenes. Esto llevó a cierta variabilidad en las referencias: algunos eran más reacios que otros a confiar en la IA. Algunos médicos eran menos propensos a seguir las recomendaciones de la IA, lo que llevó a situaciones donde potencialmente se pasaron por alto casos.

Calidad de la Imagen

En el entorno hospitalario ocupado, no todas las imágenes son perfectas. A veces las imágenes son borrosas o están mal iluminadas, lo que hace más difícil evaluarlas con precisión. NaIA-RD ayudó a señalar imágenes que no eran lo suficientemente buenas para evaluaciones adecuadas, pero a veces, los médicos aún decidían seguir adelante con imágenes cuestionables.

Avances Futuros

Con su éxito hasta ahora, NaIA-RD está listo para seguir creciendo e influir en el mundo de la detección de RD. El objetivo es reducir aún más la carga sobre los trabajadores de la salud mientras se asegura que los pacientes reciban la atención que necesitan.

Más Entrenamiento

A medida que más datos se vuelvan disponibles, NaIA-RD mejorará aún más. El objetivo es mejorar sus algoritmos basándose en las experiencias de diferentes entornos y demografías de pacientes.

Integración más Amplia

Los hospitales de todo el mundo podrían aprender de la experiencia de NaIA-RD. A medida que la IA se desarrolla, más hospitales pueden ver el beneficio de sistemas similares, llevando a una mejor atención para los pacientes en todos lados.

Conclusión

NaIA-RD representa un avance en la lucha contra la retinopatía diabética. Su capacidad para apoyar a los médicos en la detección de pacientes puede potencialmente salvar la vista y mejorar los resultados para los pacientes. Aunque todavía existen desafíos, la evidencia sugiere que integrar la IA en los flujos de trabajo médicos puede llevar a un futuro más saludable. Si los robots pueden ayudarnos a ver mejor, ¿quién sabe qué más pueden hacer? ¡Ojalá también nos ayuden a encontrar el control remoto que perdimos bajo el sofá!

Fuente original

Título: Improving diabetic retinopathy screening using Artificial Intelligence: design, evaluation and before-and-after study of a custom development

Resumen: Background: The worst outcomes of diabetic retinopathy (DR) can be prevented by implementing DR screening programs assisted by AI. At the University Hospital of Navarre (HUN), Spain, general practitioners (GPs) grade fundus images in an ongoing DR screening program, referring to a second screening level (ophthalmologist) target patients. Methods: After collecting their requirements, HUN decided to develop a custom AI tool, called NaIA-RD, to assist their GPs in DR screening. This paper introduces NaIA-RD, details its implementation, and highlights its unique combination of DR and retinal image quality grading in a single system. Its impact is measured in an unprecedented before-and-after study that compares 19,828 patients screened before NaIA-RD's implementation and 22,962 patients screened after. Results: NaIA-RD influenced the screening criteria of 3/4 GPs, increasing their sensitivity. Agreement between NaIA-RD and the GPs was high for non-referral proposals (94.6% or more), but lower and variable (from 23.4\% to 86.6%) for referral proposals. An ophthalmologist discarded a NaIA-RD error in most of contradicted referral proposals by labeling the 93% of a sample of them as referable. In an autonomous setup, NaIA-RD would have reduced the study visualization workload by 4.27 times without missing a single case of sight-threatening DR referred by a GP. Conclusion: DR screening was more effective when supported by NaIA-RD, which could be safely used to autonomously perform the first level of screening. This shows how AI devices, when seamlessly integrated into clinical workflows, can help improve clinical pathways in the long term.

Autores: Imanol Pinto, Álvaro Olazarán, David Jurío, Borja de la Osa, Miguel Sainz, Aritz Oscoz, Jerónimo Ballaz, Javier Gorricho, Mikel Galar, José Andonegui

Última actualización: 2024-12-18 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2412.14221

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2412.14221

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

Gracias a arxiv por el uso de su interoperabilidad de acceso abierto.

Artículos similares