Des chercheurs australiens ont mis au point un test d'IA qui diagnostique le glaucome en seulement 10 secondes
Le glaucome est une maladie étonnamment répandue, qui peut avoir de graves conséquences si elle n'est pas traitée. Conscients de l'importance d'un dépistage précoce, une équipe d'ingénieurs et d'ophtalmologues australiens a mis au point une nouvelle approche utilisant l'intelligence artificielle pour diagnostiquer le glaucome, capable de fournir des résultats en seulement 10 secondes.
Le glaucome est une affection au cours de laquelle la pression à l'intérieur de l'œil augmente, ce qui peut à son tour exercer une pression sur le nerf optique. Si le nerf optique subit cette pression pendant une longue période, cela peut entraîner des lésions irréversibles et une détérioration de la vision. La maladie peut être traitée par des médicaments, mais il faut d'abord la détecter.
Le diagnostic du glaucome comprend généralement un test de 30 minutes avec un ophtalmologue ou une visite dans une clinique optométrique spécialisée. Cependant, tout le monde n'a pas accès à ces spécialistes.
Dans l'espoir de trouver un moyen plus simple de diagnostiquer le glaucome, Dinesh Kumar, professeur à l'Institut royal de technologie de Melbourne (RMIT), et ses collègues ont cherché à mettre au point une nouvelle approche fondée sur l'intelligence artificielle et sur le fait que le glaucome modifie la façon dont la pupille humaine réagit à la lumière.
Les scientifiques ont réuni un petit groupe de participants à l'étude, dont 13 souffraient de glaucome, 13 étaient des personnes en bonne santé formant le groupe témoin, et 13 autres étaient des personnes plus jeunes. Les yeux des volontaires ont été filmés à 60 images par seconde pendant qu'ils fixaient un point dans des conditions d'éclairage ambiant, puis un algorithme d'apprentissage automatique a été appliqué aux données afin de détecter de très légères variations de la dilatation pupillaire chez les personnes atteintes de glaucome par rapport au groupe témoin sain. Sur la base de ces travaux, les chercheurs ont développé un modèle de diagnostic du glaucome.
« La complexité des pupilles des participants a été analysée à l'aide de la dimension fractale de Higuchi, de l'entropie de permutation et de l'entropie conditionnelle. Nous avons constaté une différence statistiquement significative de complexité pupillaire entre les patients atteints de glaucome et le groupe témoin. En particulier, la différence était plus marquée avec la mesure de la dimension fractale. Ces résultats confirment la possibilité d'utiliser la complexité pupillaire pour le dépistage du glaucome à l'aide d'appareils commerciaux », indique l'étude.
« Notre logiciel peut mesurer la façon dont la pupille s'adapte à l'éclairage ambiant et détecter de légères variations de la taille de la pupille. Les tests actuels de glaucome fondés sur l'intelligence artificielle exigent que le patient reste parfaitement immobile pendant 10 minutes. Notre technologie accomplit cette tâche en 10 secondes, sans perte de précision »
Ce modèle de diagnostic pourrait aider des millions de personnes dans le monde exposées au risque de glaucome, en particulier celles âgées de plus de 60 ans, car elles présentent un risque plus élevé.
« Cette étude permettra de réaliser un test sans contact, simple d'utilisation et peu coûteux, pouvant être effectué dans des cliniques ordinaires. Elle pourrait aussi contribuer à la mise en place d'un programme de dépistage à l'échelle de la communauté, touchant des personnes qui, autrement, ne consulteraient pas avant qu'il ne soit trop tard »
Kumar a expliqué que, bien que cette étude ait utilisé un eye-tracker (oculomètre) spécialisé, il suppose qu'un jour cette approche pourra être mise en œuvre au moyen d'une simple application sur smartphone, et que l'équipe prévoit d'explorer cette possibilité dans un avenir proche. Les chercheurs envisagent également de mener des essais cliniques de leur approche en 2022.
« Notre étude novatrice a examiné la différence de complexité du hippus (contractions et dilatations rythmiques de la pupille) entre le glaucome et les yeux sains, et a proposé une base pour la détection du glaucome, qui présente un potentiel d'enregistrement et d'analyse automatiques et non supervisés des données. Cette recherche montre le potentiel de la complexité pupillaire comme biomarqueur du glaucome, qui peut être enregistré à l'aide d'un eye-tracker peu coûteux, et les enregistrements pupillaires peuvent être analysés automatiquement. La dimension fractale des signaux pupillaires des patients atteints de glaucome était nettement plus élevée que dans le groupe témoin de personnes saines du même âge et de jeunes. Les mêmes résultats ont été obtenus avec l'entropie de permutation et l'entropie conditionnelle. Cela montre que les données pupillaires peuvent contribuer à la détection du glaucome », ont déclaré les scientifiques.
Cependant, cette étude présente plusieurs limites importantes. Premièrement, il s'agit d'une étude pilote dont le nombre de participants est insuffisant pour examiner les différences liées à de nombreux facteurs. Deuxièmement, ce travail n'a pas étudié la corrélation entre la complexité pupillaire et la gravité du glaucome. Dans la vie réelle, les variations de complexité pupillaire peuvent refléter d'autres maladies oculaires.
La suite de leurs travaux portera sur l'influence de la progression de la maladie et de l'acuité visuelle, sur les différences entre les sexes et les groupes ethniques, ainsi que sur l'identification de l'effet d'autres maladies oculaires et de facteurs concomitants. Il est également nécessaire d'optimiser la structure proposée pour un plus large éventail de participants.
