Investigadores de Australia desarrollan una prueba de IA que diagnostica el glaucoma en solo 10 segundos
El glaucoma es una enfermedad sorprendentemente común que puede tener graves consecuencias si no se trata. Conscientes de la importancia de la detección temprana, un equipo de ingenieros y oftalmólogos de Australia ha desarrollado un nuevo enfoque basado en inteligencia artificial para diagnosticar el glaucoma, que puede ofrecer resultados en solo 10 segundos.
El glaucoma es una afección en la que aumenta la presión dentro del ojo, lo que a su vez puede ejercer presión sobre el nervio óptico. Si el nervio óptico sufre este efecto durante un período prolongado, puede provocar daños irreversibles y un deterioro de la visión. La enfermedad puede tratarse con medicamentos, pero primero debe detectarse.
El diagnóstico del glaucoma suele incluir una prueba de 30 minutos con un oftalmólogo o una visita a una clínica optométrica especializada. Sin embargo, no todo el mundo tiene acceso a estos especialistas.
Con la esperanza de encontrar una forma más sencilla de diagnosticar el glaucoma, Dinesh Kumar, profesor del Instituto Tecnológico Real de Melbourne (RMIT), y sus colegas buscaron desarrollar un nuevo enfoque basado en la inteligencia artificial y en el hecho de que el glaucoma altera la forma en que la pupila de una persona reacciona a la luz.
Los científicos reunieron a un pequeño grupo de participantes en el estudio: 13 de ellos padecían glaucoma, 13 eran personas sanas del grupo de control y otros 13 eran personas más jóvenes. Los ojos de los voluntarios recibieron imágenes a 60 fotogramas por segundo mientras enfocaban un punto con la iluminación ambiental; después, se aplicó un algoritmo de aprendizaje automático a los datos para detectar cambios mínimos en la dilatación de la pupila en el grupo de personas con glaucoma en comparación con el grupo de control sano. Con base en este trabajo, los investigadores desarrollaron un modelo de diagnóstico del glaucoma.
«La complejidad de las pupilas de los participantes se analizó mediante la dimensión fractal de Higuchi, la entropía de permutación y la entropía condicional. Encontramos una diferencia estadísticamente significativa en la complejidad de la pupila entre los pacientes con glaucoma y el grupo de control. En concreto, la diferencia fue más notable al utilizar la medida de dimensión fractal. Estos resultados confirman la posibilidad de utilizar la complejidad pupilar para el cribado del glaucoma con dispositivos comerciales», indica el estudio.
«Nuestro software puede medir cómo se adapta la pupila a la iluminación ambiental y registrar cambios mínimos en el tamaño de la pupila. Las pruebas de glaucoma existentes con inteligencia artificial exigen que el paciente permanezca completamente inmóvil durante 10 minutos. Nuestra tecnología hace el trabajo en 10 segundos sin perder precisión»
Este modelo de diagnóstico puede ayudar a millones de personas en todo el mundo que corren riesgo de desarrollar glaucoma, sobre todo a quienes tienen más de 60 años, ya que están expuestos a un riesgo mayor.
«Este estudio permitirá realizar una prueba sin contacto, sencilla de usar y de bajo coste, que puede llevarse a cabo en clínicas habituales. Además, podría contribuir a implantar un programa de cribado a escala comunitaria que llegue a personas que, de otro modo, no buscarían tratamiento hasta que fuera demasiado tarde»
Kumar explicó que, aunque este estudio utilizó un eye-tracker (rastreador ocular) especializado, sugiere que algún día este enfoque podría emplearse mediante una sencilla aplicación para smartphone, y que el equipo planea estudiar esta posibilidad en un futuro próximo. Los investigadores también están interesados en realizar ensayos clínicos de su enfoque en 2022.
«Nuestro innovador estudio examinó la diferencia en la complejidad del hipo pupilar (episodios de contracciones y dilataciones rítmicas de la pupila) entre el glaucoma y los ojos sanos, y propuso una base para la detección del glaucoma que tiene potencial para un registro y análisis automáticos y no supervisados. Este estudio muestra el potencial de la complejidad pupilar como biomarcador del glaucoma, que puede registrarse con un eye-tracker de bajo coste, y los registros de la pupila pueden analizarse automáticamente. La dimensión fractal de las señales pupilares de los pacientes con glaucoma fue significativamente mayor que en el grupo de control de personas sanas de edad similar y de personas jóvenes. Se obtuvieron los mismos resultados con la entropía de permutación y la entropía condicional. Esto demuestra que los datos pupilares pueden ayudar a detectar el glaucoma», explicaron los científicos.
Sin embargo, este estudio tiene varias limitaciones serias. En primer lugar, se trata de un estudio piloto en el que el número de participantes es insuficiente para analizar las diferencias de muchos factores. En segundo lugar, en este trabajo no se investigó la correlación entre la complejidad de las pupilas y la gravedad del glaucoma. En la vida real, los cambios en la complejidad de la pupila pueden reflejar otras enfermedades oftalmológicas.
El desarrollo futuro de su trabajo estará relacionado con el estudio de la influencia de la progresión de la enfermedad y la agudeza visual, las diferencias entre sexos y grupos étnicos, y la identificación del efecto provocado por otras enfermedades oculares y factores concomitantes. También existe la necesidad de optimizar la estructura propuesta para un círculo más amplio de participantes.
