Исследователи сделали снимки сетчатки детей и использовали алгоритм глубокого обучения искусственного интеллекта для их проверки, и они были удивлены, обнаружив, что могут диагностировать аутизм со 100-процентной точностью. Полученные данные подтверждают использование искусственного интеллекта в качестве инструмента объективного скрининга для ранней диагностики, особенно когда штат специалистов по детской психиатрии ограничен.
Изучив алгоритмы искусственного интеллекта для их скрининга, они с удивлением обнаружили, что точность диагностики аутизма составляет 100%. Полученные данные подтверждают использование искусственного интеллекта в качестве инструмента объективного скрининга для ранней диагностики, особенно когда штат специалистов по детской психиатрии ограничен.
В задней части глаза сетчатка и зрительный нерв соединяются в диске зрительного нерва. Диск зрительного нерва является продолжением центральной нервной системы, окном в мозг, и исследователи начали использовать его способность легко и неинвазивно получить доступ к этой части тела для получения важной информации о мозге.
Недавно британские исследователи создали неинвазивный метод быстрой диагностики сотрясения мозга путем воздействия на сетчатку безопасного для глаз лазера. Теперь исследователи из Медицинской школы Университета Йонсей в Южной Корее разработали способ диагностировать расстройство аутистического спектра (РАС) и тяжесть симптомов у детей, используя изображения сетчатки, проверенные алгоритмами искусственного интеллекта.
Исследователи набрали 958 участников средним возрастом 7,8 лет и сфотографировали их сетчатку, в результате чего было получено в общей сложности 1890 изображений. У половины участников был диагностирован аутизм, а другая половина была контрольной группой того же возраста и пола. Тяжесть симптомов аутизма оценивалась с использованием калиброванной шкалы тяжести симптомов аутизма (ADOS-2) и шкалы социальной реакции (SRS-2).
Сверточная нейронная сеть (алгоритм глубокого обучения) была обучена с использованием 85% изображений сетчатки и результатов тестов на тяжесть симптомов для построения модели для скрининга РАС и тяжести симптомов РАС. Остальные 15% изображений зарезервированы для тестирования.
При скрининге РАС на тестовом наборе изображений ИИ смог выделить детей с диагнозом РАС со средней площадью под кривой рабочей характеристики приемника (AUROC), равной 1,00. Значение AUROC варьируется от 0 до 1. Модель, которая прогнозирует неверно в 100% случаев, имеет значение AUROC 0,0; модель, которая правильно прогнозирует в 100% случаев, имеет значение AUROC 1,0. Даже если 95% наименее важных областей изображения (исключая диск зрительного нерва) удалить, средний показатель AUROC существенно не уменьшится.
«Наши модели хорошо показали себя в различении РАС от РАС (детей с типичным развитием) с использованием фотографий сетчатки, что позволяет предположить, что изменения сетчатки при РАС могут иметь потенциальную ценность биомаркера», — сказали исследователи. «Интересно, что модели сохранили среднее значение AUROC 1,00, используя только 10% изображений, содержащих диск зрительного нерва, что позволяет предположить, что эта область имеет решающее значение для различения РАС от TD».
Среднее значение AUROC для тяжести симптомов составило 0,74, при этом значение AUROC от 0,7 до 0,8 было «приемлемым», а значение AUROC от 0,8 до 0,9 — «отличным».
«Наши результаты показывают, что фотографии сетчатки могут предоставить дополнительную информацию о тяжести симптомов», — сказали исследователи. «Мы обнаружили, что только оценка ADOS-2 позволяет провести обоснованную классификацию, но не оценка SRS-2. Это может быть связано с тем, что ADOS-2 выполняется обученными специалистами, имеющими достаточно времени для оценки, в то время как SRS-2 обычно заполняется лицами, осуществляющими уход, в течение десятков минут; следовательно, первая будет отражать тяжесть состояния человека более точно, чем вторая».
Участникам исследования было всего четыре года. Исследователи говорят, что, основываясь на своих выводах, их модель на основе искусственного интеллекта может служить инструментом объективного скрининга, начиная с этой возрастной группы. Поскольку сетчатка новорожденного продолжает расти до четырехлетнего возраста, необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, можно ли точно использовать этот инструмент у участников младше четырех лет.
«Хотя будущие исследования необходимы для определения возможности обобщения, наше исследование представляет собой примечательный шаг на пути к разработке инструментов объективного скрининга РАС, которые могут помочь решить насущные проблемы, такие как отсутствие доступа к специализированным психиатрическим обследованиям детей из-за ограниченных ресурсов», — сказали исследователи.
Исследование было опубликовано в JAMA Network Open.