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A IA Revoluciona a Triagem de Retinopatia Diabética

NaIA-RD melhora a detecção de retinopatia diabética, ajudando os médicos nas referências de pacientes.

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

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IA transforma o cuidado IA transforma o cuidado dos olhos para diabéticos diabética de forma eficaz. NaIA-RD ajuda a detectar retinopatia
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A Retinopatia Diabética (RD) é um problema comum que pode levar à perda de visão em pessoas com diabetes. Detectar isso cedo é fundamental para evitar problemas sérios. Para ajudar com isso, os hospitais começaram a usar programas de Triagem. Esses programas muitas vezes envolvem médicos generalistas (GPs) treinados que checam Imagens dos olhos em busca de sinais de RD. Mas e se existisse uma forma mais inteligente de ajudar esses doutores? Apresentamos o NaIA-RD, uma ferramenta de IA criada para ajudar os médicos a identificar RD.

O que é o NaIA-RD?

NaIA-RD é um programa de computador especial desenvolvido para ajudar os médicos na triagem da retinopatia diabética. Ele utiliza inteligência artificial (IA) para analisar imagens dos olhos dos pacientes e sugere se um paciente deve ser encaminhado para um especialista. Essa ferramenta foi criada por uma equipe em um hospital na Espanha, depois que perceberam que as opções comerciais existentes não eram boas o suficiente.

Por que precisamos do NaIA-RD?

Com o aumento das taxas de diabetes, também aumentam as pessoas em risco de RD. Muitas não detectam a RD a tempo porque não visitam especialistas com frequência. Programas de triagem ajudam a encontrar esses casos. É aí que o NaIA-RD se torna útil. Ele tem o objetivo de agilizar o processo e torná-lo mais preciso. Com um número suficiente de pacientes no programa, qualquer melhoria pode ter um grande impacto.

Como o NaIA-RD funciona?

O NaIA-RD analisa imagens do interior do olho, chamadas imagens de fundo. Essas imagens são capturadas com uma câmera especial. O programa então analisa essas fotos em busca de sinais de RD — coisas como sangramentos minúsculos na retina. Se o NaIA-RD encontrar algo preocupante, ele vai recomendar que o paciente veja um especialista.

O sistema funciona em três etapas principais:

  1. Captura de Imagem: Uma enfermeira tira duas fotos de cada olho.
  2. Primeiro Nível de Triagem: O GP verifica as fotos. Geralmente, é aqui que algumas coisas podem passar despercebidas.
  3. Segundo Nível de Triagem: Se necessário, as imagens vão para um oftalmologista para uma segunda análise.

Um Olhar Mais de Perto no Processo de Triagem

Captura de Imagem

A primeira etapa envolve enfermeiras capturando imagens dos olhos dos pacientes usando uma câmera não midriática. Isso significa que a câmera não precisa de colírios para dilatar as pupilas, facilitando para o paciente. As enfermeiras geralmente tiram duas imagens de ângulos ligeiramente diferentes para cobrir mais da superfície do olho.

Primeiro Nível de Triagem

Depois que as imagens são tiradas, os GPs as avaliam em busca de sinais de RD. Eles classificam as imagens de acordo com uma escala padrão, procurando coisas como hemorragias. Se notarem algo preocupante ou se uma imagem estiver muito borrada, eles decidem encaminhar o paciente para o oftalmologista.

Segundo Nível de Triagem

O oftalmologista então revisa as imagens novamente. Ele pode até chamar o paciente para um exame físico dos olhos. Esse processo envolve muita revisão e, às vezes, erros podem acontecer, especialmente em clínicas movimentadas.

O Valor da IA na Triagem

Usar o NaIA-RD pode reduzir as chances de diagnósticos errados ao oferecer mais uma camada de revisão. A ferramenta de IA ajuda os GPs sugerindo se um paciente deve ou não ser encaminhado com base nas imagens que analisa. Se a IA notar algo, ela avisa, ajudando todo mundo a trabalhar junto de forma mais eficaz.

Como o NaIA-RD é Construído

O NaIA-RD é composto por três componentes especializados.

Classificador de Campo

Essa parte do NaIA-RD identifica de qual área do olho vem a imagem, garantindo que o programa saiba exatamente o que está analisando.

Classificador de Gradabilidade

Às vezes as imagens não são claras o suficiente para uma boa avaliação. Esse classificador verifica se a imagem é boa o bastante para avaliar a RD. Se não for, ele sinaliza essa imagem, sugerindo que talvez seja melhor tira-la de novo.

Classificador de RD

Finalmente, essa é a parte principal que procura sinais de RD na imagem. Se encontrar indicações suficientes, recomendará que o paciente seja encaminhado para o oftalmologista.

A Jornada de Desenvolvimento

O desenvolvimento do NaIA-RD começou com a necessidade de uma solução mais eficaz. A equipe por trás dele conversou com muitas pessoas, incluindo quem tira as fotos, médicos que as analisam e os profissionais de TI que ajudam a manter tudo funcionando. Eles elaboraram um plano focado no que realmente era necessário, e então começaram a trabalhar.

Resultados e Impacto

O NaIA-RD foi testado em um cenário real. Antes e depois da introdução da ferramenta de IA, o desempenho dos GPs foi analisado. Os resultados foram promissores.

Aumento na Triagem

Com a introdução do NaIA-RD, o número de pacientes encaminhados para avaliações adicionais aumentou significativamente. Os GPs que trabalharam com o NaIA-RD encaminharam mais pacientes quando a IA sugeriu que o fizessem.

Melhoria na Tomada de Decisões

A IA ajudou os médicos a tomarem decisões melhores. A ferramenta mostrou uma forte concordância com as opiniões dos oftalmologistas especialistas. Se a IA sugeria um encaminhamento, a chance de ser considerado correto pelos médicos aumentava.

Sensibilidade e Especificidade

Em termos médicos, sensibilidade se refere a quão bem um teste consegue identificar quem tem a condição, enquanto especificidade mede quão bem identifica quem não tem. O NaIA-RD ajudou a melhorar muito a sensibilidade sem sacrificar excessivamente a especificidade, o que significa que conseguiu identificar muitos mais casos de RD enquanto evitava falsos positivos na maioria das vezes.

Desafios Enfrentados

Embora o NaIA-RD tenha mostrado resultados promissores, não foi tudo fácil.

Variabilidade Entre GPs

Diferentes GPs tinham opiniões diferentes sobre o que achavam que as imagens mostravam. Isso levou a uma certa variabilidade nos encaminhamentos — alguns eram mais relutantes do que outros em confiar na IA. Alguns médicos eram menos propensos a seguir as recomendações da IA, levando a situações em que casos potenciais eram perdidos.

Qualidade da Imagem

No ambiente movimentado do hospital, nem todas as imagens são perfeitas. Às vezes as imagens estão borradas ou mal iluminadas, dificultando a avaliação precisa. O NaIA-RD ajudava a apontar imagens que não eram boas o suficiente para avaliações adequadas, mas às vezes os médicos ainda insistiam em usar imagens questionáveis.

Avanços Futuros

Com o sucesso até agora, o NaIA-RD está pronto para continuar crescendo e influenciando o mundo da triagem de RD. O objetivo é reduzir ainda mais a carga sobre os trabalhadores da saúde, enquanto garante que os pacientes recebam os cuidados de que precisam.

Mais Treinamento

À medida que mais dados se tornam disponíveis, o NaIA-RD ficará ainda melhor. O objetivo é aprimorar seus algoritmos com base nas experiências de diferentes contextos e demografias de pacientes.

Integração Mais Ampla

Hospitais ao redor do mundo poderiam aprender com a experiência do NaIA-RD. À medida que a IA se desenvolve, mais hospitais podem ver os benefícios de sistemas semelhantes, levando a um melhor atendimento para pacientes em todo lugar.

Conclusão

O NaIA-RD representa um avanço na luta contra a retinopatia diabética. Sua capacidade de apoiar os médicos na triagem de pacientes pode, potencialmente, salvar a visão e melhorar os resultados dos pacientes. Embora ainda existam desafios, as evidências sugerem que integrar a IA nos fluxos de trabalho médicos pode levar a um futuro mais saudável. Se robôs podem nos ajudar a enxergar melhor, quem sabe o que mais eles podem fazer? Esperamos que eles também ajudem a encontrar o controle remoto que perdemos embaixo do sofá!

Fonte original

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

Resumo: 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 atualização: 2024-12-18 00:00:00

Idioma: English

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

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

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

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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