Два студента магистерской программы по биоинформатике и биostatистике Открытого университета Каталонии (Universitat Oberta de Catalunya, UOC) разработали мобильное приложение, способное за несколько секунд выявлять глаукому, диабетическую ретинопатию и катаракту. Указанные три патологии входят в число наиболее распространенных причин снижения зрения и слепоты в мире.
Приложение, получившее название BegIA, использует технологии искусственного интеллекта для анализа селфи-снимка и оперативной выдачи диагностического заключения. При положительном результате диагностики пользователь получает направление к профильному медицинскому специалисту для дальнейшего обследования и лечения.
Проект BegIA ориентирован на решение проблем здравоохранения в регионах с ограниченным доступом к медицинским услугам. За потенциал создания положительного социального эффекта разработка была удостоена престижной премии Ramón Molinas Foundation Prize for Social Impact в рамках мероприятия SpinUOC 2023. SpinUOC представляет собой программу развития предпринимательства и трансфера знаний, организованную платформой Hubbik совместно с UOC.
Согласно данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), около 2,2 миллиарда человек в мире страдают от нарушений зрения или слепоты. Примечательно, что половина этих случаев могла бы быть предотвращена при раннем выявлении и своевременном вмешательстве. Проект BegIA нацелен на преодоление этого разрыва путем содействия ранней диагностике и повышения доступности офтальмологической помощи.
Название проекта BegIA происходит от баскского слова "begia", означающего "глаз", что подчеркивает его направленность на офтальмологическое здоровье и сохранение зрения.
Как пояснили разработчики Игорь Гарсия Атуткса (Igor García Atutxa) и Франциска Вильянуэва-Флорес (Francisca Villanueva-Flores), идея создания приложения возникла из личного опыта. У родственника одного из них, страдающего сахарным диабетом 2 типа, начала резко падать острота зрения, что привело к невозможности водить автомобиль и читать. У него развилась диабетическая ретинопатия — заболевание глаз, приводящее к потере зрения, однако влияние которого можно уменьшить с помощью ранней диагностики.
Ранняя диагностика глазных заболеваний традиционно требует участия врача-офтальмолога и использования оптических инструментов для осмотра глазного дна. В то время как такая услуга широко доступна в развитых странах и городских районах, жители сельской местности или развивающихся регионов сталкиваются с трудностями при прохождении подобных обследований.
Искусственный интеллект и алгоритмы
Для решения этой проблемы Гарсия Атуткса (физик, специализирующийся на анализе данных) и Вильянуэва-Флорес (биохимик, специализирующийся на дегенеративных заболеваниях) разработали технологию, обеспечивающую офтальмологическую предварительную диагностику с возможностью дифференциации различных заболеваний одновременно.
Их инновация, известная как BegIA, использует алгоритм искусственного интеллекта на основе нейронных сетей, применяющий методы глубокого обучения для выявления глазных заболеваний на фронтальном изображении, полученном с помощью мобильного селфи.
Для разработки алгоритма студенты использовали изображения, предоставленные Технологическим институтом и высшей школой Монтеррея (Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, Мексика), где проводит свои исследования Вильянуэва-Флорес. В настоящее время ведется сотрудничество с больницами и диабетическими ассоциациями для получения изображений с большей вариативностью, что позволит улучшить процесс обучения алгоритма.
Создатели приложения прогнозируют, что BegIA может выйти на рынок в течение двух лет, что согласуется с принципами проекта ВОЗ VISION 2020 по профилактике слепоты.
В исследовании использовались изображения пациентов с ретинопатией, глаукомой или катарактой. Алгоритм производит расчеты для анализа конкретного изображения и выдачи точных результатов. По мере получения большего количества изображений алгоритм становится более надежным и точным.
Помимо алгоритма, студенты магистратуры UOC разработали начальную версию мобильного приложения BegIA для Android. Приложение не только выявляет заболевания, но и предлагает дополнительные функции, позволяющие ему работать на мобильных телефонах с ограниченной вычислительной мощностью.
Мобильное приложение BegIA предназначено как для медицинского сообщества, так и для потенциальных пациентов. Помимо обеспечения ранней диагностики офтальмологических состояний, оно способствует удаленному медицинскому мониторингу. Пациенты могут отслеживать эффективность и динамику лечения с помощью изображений, полученных через приложение, что устраняет необходимость в частых поездках и дорогостоящем последующем медицинском обслуживании.
