Esame oculistico con IA prevede il rischio demenza
Edimburgo, 21 gennaio 2025 – Scienziati e ricercatori clinici stanno collaborando per la prima volta con ottici di alto livello per sviluppare uno strumento digitale in grado di prevedere il rischio di demenza di una persona a partire da un esame oculistico di routine.
Il team di ricerca NeurEYE, guidato dall’Università di Edimburgo e dalla Glasgow Caledonian University, ha raccolto quasi un milione di scansioni oculari da ottici di tutta la Scozia, formando il più grande set di dati al mondo di questo tipo.
Gli scienziati utilizzeranno poi l’intelligenza artificiale e l’apprendimento automatico per analizzare i dati delle immagini, collegati ai dati rilevanti dei pazienti su dati demografici, storia del trattamento e condizioni preesistenti. Questi dati sono anonimi e i pazienti non possono essere identificati, ma permettono ai ricercatori di trovare modelli che potrebbero indicare il rischio di sviluppare la demenza, oltre a fornire un quadro generale della salute del cervello.
L’autorizzazione all’uso dei dati proviene dal Public Benefit and Privacy Panel for Health and Social Care, una parte del NHS Scotland.
Il progetto è il secondo finanziato e sostenuto da NEURii, una collaborazione globale unica nel suo genere tra l’azienda farmaceutica Eisai, Gates Ventures, l’Università di Edimburgo, l’ente di ricerca medica LifeArc e l’istituto nazionale di scienza dei dati sanitari Health Data Research UK. Insieme, i partner stanno dando a progetti digitali innovativi la possibilità di diventare soluzioni reali che potrebbero portare benefici a milioni di pazienti affetti da patologie neurodegenerative come la demenza. Il primo progetto NEURii, SCAN-DAN, utilizza le scansioni cerebrali e l’intelligenza artificiale per prevedere il rischio di demenza.
David Steele, 65 anni, ingegnere meccanico in pensione, la cui madre è affetta da Alzheimer, ha dichiarato che un software predittivo come questo avrebbe potuto risparmiare alla sua famiglia dieci anni di sofferenze e lotte. Ha detto: “Ci sono voluti dieci anni perché a mia madre venisse diagnosticato l’Alzheimer. Inizialmente le era stata diagnosticata una degenerazione maculare secca, che però mascherava il problema di fondo, che ora sappiamo essere la cecità cerebrale legata all’Alzheimer. Il collegamento tra cervello e occhio era l’anello mancante nel suo caso. La mancata diagnosi ha fatto sì che il mio defunto padre, anch’egli anziano, si occupasse della mamma per un periodo difficile senza sapere cosa ci fosse che non andava. Se lo avessimo saputo, avremmo potuto contare su un aiuto supplementare e impegnativo che si è reso necessario. È molto importante evitare che si arrivi al precipizio, quando diventa troppo tardi per capire cosa c’è che non va”.
Il professore di oftalmologia clinica presso l’Università di Edimburgo e co-leader di NeurEYE, Baljean Dhillon, ha dichiarato: “L’occhio può dirci molto più di quanto pensassimo possibile. I vasi sanguigni e le vie neurali della retina e del cervello sono intimamente connessi. Ma, a differenza del cervello, possiamo vedere la retina con un’apparecchiatura semplice e poco costosa che si trova in ogni negozio del Regno Unito e non solo”.
Gli ottici, ora più spesso chiamati optometristi, saranno in grado di utilizzare il software successivamente sviluppato come strumento predittivo o diagnostico per patologie come l’Alzheimer, come strumento di triage per indirizzare i pazienti ai servizi sanitari secondari se vengono individuati i segni di una malattia cerebrale e potenzialmente come un modo per monitorare il declino cognitivo.
L’optometrista Ian Cameron, che dirige la Cameron Optometry di Edimburgo, ha dichiarato: “Gli optometristi come assistenti primari non sono una novità, e in Scozia stiamo diventando una parte sempre più alleata del NHS. Vediamo le stesse persone anno dopo anno, che siano malate o meno, abbiamo tutte le attrezzature giuste, quindi ha senso per noi essere il medico di base degli occhi e monitorare tutta la salute che possiamo vedere. La novità è che, grazie all’IA, possiamo vedere ancora di più e questo è estremamente potente”.
L’identificazione delle persone a rischio di demenza potrebbe anche accelerare lo sviluppo di nuove terapie, individuando coloro che hanno maggiori probabilità di beneficiare delle sperimentazioni e consentendo un migliore monitoraggio delle risposte ai trattamenti. Secondo una commissione di Lancet, che quest’anno ha aggiunto la perdita della vista tra i fattori di rischio di demenza, essere consapevoli del proprio rischio di demenza potrebbe aiutare le persone e i medici a modificarlo attraverso cambiamenti nello stile di vita, come l’attività fisica e la dieta.
Miguel Bernabeu, professore di medicina computazionale presso l’Usher Institute e co-leader di NeurEYE, ha dichiarato: “I recenti progressi dell’intelligenza artificiale promettono di rivoluzionare l’interpretazione delle immagini mediche e la previsione delle malattie. Tuttavia, per sviluppare algoritmi che siano equi e imparziali, dobbiamo addestrarli su set di dati rappresentativi dell’intera popolazione a rischio. Questo set di dati, insieme alla ricerca decennale dell’Università di Edimburgo sull’IA etica, può portare a un cambiamento di passo nella diagnosi precoce della demenza per tutti”.
Il dottor Dave Powell è Chief Scientific Officer di LifeArc, uno dei collaboratori di NEURii. Parlando a nome dei partner ha dichiarato: “Sfruttare il potenziale delle innovazioni digitali in questo modo potrebbe far risparmiare al NHS più di 37 milioni di sterline all’anno, perché si spera di accelerare la diagnosi e il trattamento di patologie neurodegenerative come la demenza. Il Regno Unito, con il suo unico fornitore di servizi sanitari, è anche nella posizione ideale per diventare un leader globale nello sviluppo di nuovi test che utilizzano i dati sanitari. Ecco perché stiamo collaborando per far avanzare promettenti progetti di salute digitale che hanno il potenziale di migliorare milioni di vite”.
I dati saranno conservati in modo sicuro nello Scottish National Safe Haven, che fornisce una piattaforma sicura per l’utilizzo a fini di ricerca dei dati elettronici del Servizio sanitario nazionale. Questa risorsa è commissionata da Public Health Scotland e ospitata dall’Edinburgh International Data Facility attraverso l’EPCC dell’Università di Edimburgo.
*******
AI software tool aims to use high street eye tests to spot dementia risk
Data scientists and clinical researchers are working with high street opticians for the first time to develop a digital tool that can predict a person’s risk of dementia from a routine eye test. The NeurEYE research team, led by the University of Edinburgh, with Glasgow Caledonian University, has collected almost a million eye scans from opticians across Scotland, forming the world’s largest data set of its kind.
The scientists will then use artificial intelligence and machine learning to analyse the image data, linked to relevant patient data on demographics, treatment history and pre-existing conditions. This data is anonymised and patients can’t be identified, but it allows researchers to find patterns that could indicate a person’s risk of developing dementia, as well as giving a broad picture of brain health.
Permission to use the data comes from the Public Benefit and Privacy Panel for Health and Social Care, a part of NHS Scotland.
The project is the second funded and supported by NEURii, a first-of-its-kind global collaboration between the pharmaceutical company Eisai, Gates Ventures, the University of Edinburgh, the medical research charity LifeArc and the national health data science institute Health Data Research UK. Together, the partners are giving innovative digital projects the chance to become real world solutions that could benefit millions of patients with neurodegenerative conditions like dementia. The first NEURii project, SCAN-DAN, is using brain scans and AI to predict dementia risk.
Retired mechanical engineer, David Steele, 65, whose mum has Alzheimer’s, said predictive software like this could have saved his family ten years of heartache and struggle. He said: “It took ten years for my mum to be diagnosed with Alzheimer’s. She was initially diagnosed with dry macular degeneration, but this masked the underlying issue that we now know to be cerebral blindness linked to Alzheimer’s. The connection between brain and eye was the missing link in her case. The missing diagnosis meant that my late father, who was also elderly, cared for mum throughout a difficult period without knowing what was wrong. If we had known, then we would have had help with the additional and demanding support that became necessary. Preventing the cliff edge, when it becomes too late for the person to understand what is wrong with them, is so important”.
Professor of Clinical Ophthalmology at the University of Edinburgh and NeurEYE co-lead, Baljean Dhillon, said: “The eye can tell us far more than we thought possible. The blood vessels and neural pathways of retina and brain are intimately related. But, unlike the brain, we can see the retina with the simple, inexpensive equipment found in every high street in the UK and beyond”.
Opticians, now more often called optometrists, will be able to use the software subsequently developed as a predictive or diagnostic tool for conditions such as Alzheimer’s, as a triage tool to refer patients to secondary health services if signs of brain disease are spotted, and potentially as a way to monitor cognitive decline.
Optometrist Ian Cameron, who runs Cameron Optometry in Edinburgh, said: “Optometrists as primary carers is not a new thing, and in Scotland we’re becoming an increasingly allied part of the NHS. We see the same people year on year, whether they’re ill or not, we have all the right equipment, so it makes sense for us to be the GP of the eyes and monitor as much health as we can see. What is new is that, with AI, we can see even more, and that is extremely powerful”.
Identifying people at risk of dementia could also accelerate the development of new treatments by identifying those who are more likely to benefit from trials and enabling better monitoring of treatment responses. And being aware of your risk of dementia could also help individuals and medical professionals modify the risk through lifestyle changes such as physical activity and diet, according to a Lancet Commission, which added vision loss this year as one of its dementia risk factors.
Professor of Computational Medicine at the Usher Institute and NeurEYE co-lead Miguel Bernabeu said: “Recent advances in artificial Intelligence promise to revolutionise medical image interpretation and disease prediction. However, in order to develop algorithms that are equitable and unbiased, we need to train them on datasets that are representative of the whole population at risk. This dataset, along with decades-long research at University of Edinburgh into ethical AI, can bring a step change in early detection of dementia for all”.
Dr Dave Powell is Chief Scientific Officer at LifeArc, one of the NEURii collaborators. Speaking on behalf of the partners he said: “Harnessing the potential of digital innovations in this way could ultimately save the NHS more than £37m a year because the hope is that it will speed up the diagnosis and treatment of neurodegenerative conditions like dementia. The UK, with its single healthcare provider, is also well placed to become a global leader in the development of new tests that use health data. This is why we are collaborating to advance promising digital health projects that have the potential to improve millions of lives”.
The data will be held safely in the Scottish National Safe Haven which provides a secure platform for the research use of NHS electronic data. This resource is commissioned by Public Health Scotland and hosted by the Edinburgh International Data Facility through EPCC at the University of Edinburgh.
(foto: CREDIT andrewperry.co.uk Edinburgh Innovations)
