澳大利亚维多利亚州的沃尔特和伊丽莎·霍尔医学研究所(Walter and Eliza Hall Institute of Medical Research)领导了一项全球最大的眼科研究之一,该研究利用人工智能分析了超过5万名个体的眼睛图像,以更好地理解视网膜与各种疾病之间的联系。
这项国际研究由加利福尼亚的洛伊医学研究所(Lowy Medical Research Institute)资助,利用英国生物样本库(UK Biobank)存储的约54,000名个体的光学相干断层扫描(OCT)图像数据集。通过使用卷积神经网络,生成了“有史以来分辨率最高的视网膜厚度空间数据集”,创建了5万个视网膜地图,每个地图包含超过29,000个视网膜位置的测量数据。
英国的穆尔菲尔兹眼科医院(Moorfields Eye Hospital)和伦敦大学学院(University College London),以及美国的华盛顿大学(University of Washington)也参与了这项研究。
研究发现
虽然之前的研究已经表明视网膜厚度与某些疾病之间存在相关性,但由沃尔特和伊丽莎·霍尔医学研究所(WEHI)领导的研究提供了更深入的视角,揭示了视网膜复杂的解剖结构。
这项发表在《自然通讯》(Nature Communications)上的重要发现之一是,视网膜变薄与多发性硬化症(MS)高度相关,这是一种影响大脑和脊髓的慢性神经系统疾病。研究报告称:“这一结果为多项关于OCT作为多发性硬化症及其进展的生物标志物来源的研究提供了强有力的独立验证。”
此外,视网膜变薄还与其他一系列神经退行性疾病及心代谢疾病密切相关。研究解释说:“我们证明了视网膜具有独特的代谢敏感性,视网膜厚度与多种全身代谢疾病相关,这些疾病中的一些之前已被认为与视网膜疾病有关。”
此外,研究还发现了影响视网膜厚度的遗传因素,指出至少有294个基因在视网膜的生长和发育中起作用。
为什么这很重要
研究人员声称,他们的研究为利用常规眼部成像筛查和管理疾病开辟了潜力。神经退行性疾病如痴呆症和代谢紊乱如糖尿病均与中枢神经系统(视网膜也是其中的一部分)的退化或紊乱有关。
“我们已经证明,视网膜成像可以作为窥视大脑的窗口,通过检测与多发性硬化症等神经学疾病及其他许多疾病的关联。”沃尔特和伊丽莎·霍尔医学研究所的首席研究员维姬·杰克逊博士(Dr. Vicki Jackson)表示。
该研究特别指出,视网膜厚度有可能成为一种诊断生物标志物,“有助于检测和跟踪多种疾病的进展。”
“我们现在可以精确定位视网膜上某些疾病的关键变化位置。”杰克逊博士补充道。
此外,该研究为新兴的“眼组学”领域做出了贡献,作为一种“非侵入性的疾病预测和诊断方法”。
更大的趋势
另一项澳大利亚研究表明,眼部结膜损伤与翼状胬肉(pterygium,即角膜上的组织增生)相关,后者可能是皮肤癌的早期预测指标。研究人员开发了一个基于桌面和移动设备的AI驱动检测系统来评估与阳光相关的损伤。
新加坡眼科研究所(Singapore Eye Research Institute)也利用AI扫描人们的视网膜照片,评估其健康状况。过去五年间,该研究所开发了两种创新解决方案:一种用于筛查慢性肾病,另一种用于预测个人的生物学年龄。
在中国,研究人员构建了一个名为VisionFM的生成式AI模型,用于自动诊断眼病。该模型预先训练了来自全球超过50万人的340万张眼部图像。除了诊断眼病外,它还可以应用于眼病进展预测、通过眼部成像预测全身生物标志物、颅内肿瘤预测,以及病变、血管和层分割。
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