Исследователи из Moorfields Eye Hospital и Института офтальмологии University College London (UCL) достигли значимого рубежа в разработке искусственного интеллекта. Созданная ими система RETFound не только превосходно выявляет угрожающие зрению заболевания, но также демонстрирует способность прогнозировать такие системные патологии, как инфаркты, инсульты и болезнь Паркинсона.
Для создания RETFound — одной из первых фундаментальных ИИ-моделей в здравоохранении и первой в офтальмологии — были использованы миллионы сканов глаз, полученных в рамках британской национальной системы здравоохранения NHS. Разработчики сделали систему открытой и бесплатно доступной для учреждений по всему миру. Результаты работы были опубликованы в журнале Nature.
RETFound стабильно превосходит существующие передовые ИИ-системы в сложных клинических задачах и эффективно работает в разнообразных популяциях, включая пациентов с редкими заболеваниями. Соавтор исследования, профессор Pearse Keane (UCL Institute of Ophthalmology и Moorfields Eye Hospital), отметил, что потенциал системы распространяется на сотни других офтальмологических патологий, которые ещё предстоит исследовать. По его словам, объединение высококачественных клинических данных NHS с передовым опытом в области компьютерных наук позволяет Великобритании претендовать на лидерство в области ИИ-ориентированного здравоохранения.
RETFound использует подход, аналогичный моделям вроде ChatGPT, но адаптированный для анализа изображений глазного дна. Модель обучена на миллионах ретинальных снимков. Ключевое преимущество системы — высокая эффективность при использовании всего 10% размеченных вручную данных по сравнению с другими ИИ. Это стало возможным благодаря инновационному методу самообучения, при котором RETFound маскирует фрагменты изображения и самостоятельно учится предсказывать недостающие части.
Помимо диагностики диабетической ретинопатии и глаукомы, система способна прогнозировать болезнь Паркинсона, инсульт и сердечную недостаточность. Это направление, известное как «окуломика» (термин введён в 2020 году соавтором статьи профессором Alastair Denniston), рассматривает глаз как «окно» в общее состояние здоровья организма.
Ведущий автор Yukun Zhou (PhD-студент UCL) подчеркнул, что обучение модели на данных, отражающих этническое разнообразие Лондона, создало ценную основу для исследователей по всему миру. Тренировочный набор данных включал 1,6 миллиона изображений из Moorfields Eye Hospital. Вычислительная инфраструктура была предоставлена INSIGHT — центром анализа данных о здоровье глаз под руководством NHS, крупнейшим в мире биоресурсом офтальмологических данных. Вычислительные мощности этого центра берут начало от сотрудничества Moorfields и DeepMind (ныне Google DeepMind) в 2016 году.
Исследовательская группа под руководством Yukun Zhou и профессора Pearse Keane сделала модель RETFound свободно доступной на GitHub. Исследователи из Сингапура и Китая уже используют её в своих работах.
Источник: Yukun Zhou, A foundation model for generalizable disease detection from retinal images, Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-06555-x
