Detectie van vroege tekenen van diabetische retinopathie in retina-afbeeldingen

Oog voor Diabetes

"Oog voor diabetes" is een citizen science project dat de hulp van burgers inschakelt om een computerprogramma de symptomen van diabetische retinopathie (een oogziekte die diabetici treft) te leren herkennen. Eens de software op punt staat kan dit drempelverlagend zijn voor eenvoudiger onderzoek naar diabetische retinopathie, bv. bij de huisarts, apotheker of opticien. Personen bij wie indicaties voor de ziekte worden ontdekt, kunnen dan tijdig naar een oogarts doorverwezen worden. Hoe vroeger de ziekte wordt ontdekt, hoe beter ze kan worden behandeld. Om de software verder te ontwikkelen hebben we jouw hulp nodig in “Oog voor Diabetes”! Het project is een initiatief van VITO, VUB en de Diabetes Liga in België.

Diabetes

Diabetes is een ziekte die optreedt wanneer je bloedglucose, ook wel bloedsuikerwaarde genoemd, te hoog is. Bloedglucose is je belangrijkste energiebron en komt van het voedsel dat je eet. Insuline, een hormoon dat door de alvleesklier wordt gemaakt, helpt glucose uit voedsel te halen en om te zetten tot energie. Soms maakt je lichaam onvoldoende of geen insuline aan of gebruikt het insuline niet goed. Glucose blijft dan in je bloed. Na verloop van tijd kan het hebben van te veel glucose in je bloed gezondheidsproblemen veroorzaken. Hoewel je niet van diabetes kan genezen, kan je stappen ondernemen om je suikerwaardes te controleren en gezond te blijven. Wereldwijd zijn er 400 miljoen personen met diabetes en de prognose is dat het aantal patiënten zal toenemen tot 600 miljoen in 2035. In België heeft vandaag 1 op 12 Belgen diabetes en dat aandeel zal stijgen naar 1 op 10. Meer dan 1 miljoen mensen met hoge bloedsuikerwaarden komen in aanmerking voor preventie en behandeling van diabetes.

Diabetische retinopathie

Diabetische retinopathie is een complicatie van diabetes waarbij het oog wordt aangetast. Hoge bloedsuikerwaarden kunnen ertoe leiden dat minuscule bloedvaten in het netvlies verstopt geraken. Het netvlies of de retina is de lichtgevoelige laag van het oog waarop het zicht geprojecteerd wordt, en vervolgens naar de hersens overgebracht. De schade aan de kleine bloedvaten op het netvlies heet retinopathie. In de eerste stage is er sprake van lichte uitzetting en zwakke plekken in de bloedvaten, wat lichte bloedingen en lekken veroorzaakt.

De meeste mensen ervaren eerst geen last, maar in deze fase is er reeds dringende behandeling nodig. Vandaar de nodige (jaarlijkse) controle. De oogarts kan de beschadigingen vaststellen, nog voor dat je er last van krijgt. Latere symptomen van diabetische retinopathie zijn vervaagd of fluctuerend zicht, belemmerd kleurenzicht, donkere vlekken of "draden", en een verlies van het zicht. Iedere diabetespatiënt kan ook diabetische retinopathie krijgen.

Als de diabetes niet correct gecontroleerd wordt, kunnen de kleine haarvaten in een volgende fase van de ziekte verstopt geraken. Dit zorgt voor een zuurstoftekort in verschillende plaatsen op het netvlies. Ten gevolge hiervan worden er nieuwe haarvaten aangemaakt, maar deze zijn van zeer lage kwaliteit. Ze barsten gemakkelijk en kunnen zware bloedingen tot gevolg hebben. Een patiënt kan plots donkere vlekken merken, of maandenlang het zicht verliezen door het dikke bloedgordijn. Als er in deze fase niets gedaan wordt, zullen de nieuwgevormde bloedvaten verschrompelen en het netvlies uiteindelijk afscheuren, wat definitieve blindheid betekent. Dankzij een strenge bloedsuiker- en bloeddrukcontrole en jaarlijkse preventieve onderzoeken bij de oogarts, kunnen de risico's minimaal laag gehouden worden.

Het belang van oogonderzoek voor personen met diabetes

Een jaarlijks oogonderzoek kan helpen om diabetische retinopathie te ontdekken en actie te ondernemen. Het is aangetoond dat regelmatige opvolging en tijdige behandeling het risico op blindheid met 95% kunnen reduceren. Maar vaak zijn personen met diabetes zich niet altijd bewust dat een oogonderzoek belangrijk is. Bovendien is er wereldwijd een te kort aan oogartsen en dient opvolging van personen met diabetes verder verbeterd te worden.

Oogonderzoek dient nog beter zijn plaats te vinden in zorg voor personen met diabetes en primaire gezondheidszorg. Om de zorg effectief te maken hebben we ook slimme technologieën nodig om diabetisch retinopathie te ontdekken en patiënten door te verwijzen naar de oogarts indien een behandeling wenselijk is. Vandaag gebeurt heel wat onderzoek manueel en dit veroorzaakt ook een grote werkdruk. Om deze redenen worden computerprogramma’s, gebaseerd op artificiële intelligentie, ontwikkeld om dokters in de toekomst te helpen bij het maken van de juiste diagnose. Op VITO ontwikkelen we MONA software om oogziektes zoals diabetische retinopathie te ontdekken.

Doel - Waarom we jouw hulp nodig hebben!

Het Oog voor diabetes-project heeft het doel om computermodellen gebaseerd op artificiële intelligentie te scheppen, zodat de vroege symptomen van diabetische retinopathie beter kunnen worden opgespoord. Deze computermodellen kunnen enkel succesvol getraind worden door ze te voorzien van reusachtige hoeveelheden voorbeeldfoto's, waarop de tekenen van diabetische retinopathie door mensen zijn aangeduid. De vroege tekenen van diabetische retinopathie kunnen subtiel en moeilijk om vast te stellen zijn, ook voor goed opgeleide specialisten. We hebben jou hulp nodig bij het vinden van specifieke tekenen van diabetische retinopathie in een publieke dataset van EyePacs (een screening-netwerk in de VS).

Jouw hulp zal ons in staat stellen om een ​​groot verschil te maken in de detectie en opvolging van diabetische retinopathie, en zal de ooggezondheid van alle diabetespatiënten beter ondersteunen.

Aanpak

Dankzij de vooruitgang die recent is gemaakt op het gebied van kunstmatige intelligentie, kunnen computers ziekten in medische beelden detecteren met de nauwkeurigheid van een menselijke specialist. Het trainen van kunstmatige intelligentie met deze betrouwbaarheid vereist een groot aantal voorbeelden van hoge kwaliteit. Een paar openbare datasets die tekenen van diabetische retinopathie vertonen, zijn al gemaakt door oogartsen, maar ze zijn veel te klein om goede resultaten te verkrijgen. We hebben minstens 100 keer zo veel gelabelde beelden nodig. Dit werk kan niet door een paar specialisten worden gedaan, maar wel door een grote groep mensen!

Het EyePACS screening netwerk heeft een grote dataset van retina beelden van diabetes patiënten publiek beschikbaar gemaakt. EyePACS heeft ons toestemming gegeven om hun dataset the gebruiken om er beschadigingen, veroorzaakt door diabetes, op te labelen. De EyePACS dataset is de grootste, publiek beschikbaar gemaakte DR screening dataset, afkomstig uit een heterogeen screening netwerk, die ons gekend is. Ze is gebruikt in een groot aantal wetenschappelijke publicaties, en ze is de dataset die onze voorkeur krijgt om betere labels voor te creëren.

Alle kenmerken van diabetische retinopathie aangeduid in het kader van Oog voor Diabetes zullen openbaar worden gemaakt. Hierdoor kunnen ALLE patiënten met diabetes, ongeacht in welk land, baat hebben bij ons werk.

Financiering

Dit project wordt mogelijk gemaakt door de steun van het Departement Economie, Wetenschap en Innovatie van de Vlaamse Overheid (België), en verleende financiering in de eerste oproep voor citizen science projecten van 2018.