La Retinopatia Diabetica è una complicazione del diabete che danneggia gli occhi colpendo la retina. Le complicazioni di questa malattia nello stadio più avanzato (Retinopatia Diabetica Proliferante) possono essere molto gravi ed includere la anche la cecità. Per prevenire ciò, Google ha creato un’intelligenza artificiale capace di individuare la Retinopatia Diabetica anche nei primi stadi di sviluppo analizzando una scansione dell’occhio. Una diagnosi precoce di questa malattia significherebbe salvare la vista di milioni di persone in tutto il mondo.
IN BREVE
COS’È LA RETINOPATIA DIABETICA?
La Retinopatia Diabetica è una complicazione del diabete che danneggia gli occhi andando a colpire la retina, una membrana che ricopre la parte posteriore dell’occhio. La retina ricopre un ruolo fondamentale nella vista, contiene infatti delle cellule fotosensibili che, convertendo la luce in impulsi elettrici, trasmettono le immagini al cervello tramite il nervo ottico. Per svolgere la sua funzione, la retina necessita di un continuo apporto di sangue, il quale giunge attraverso una rete di piccoli vasi sanguigni. L’iperglicemia, che è eccesso di zuccheri nel sangue tipico dei pazienti diabetici, nel tempo danneggia i vasi sanguigni aumentandone la permeabilità e causando perciò la fuoriuscita di liquidi. Questa condizione, perciò, può svilupparsi sia in pazienti con diabete di tipo 1 che di tipo 2, ma il rischio aumenta nei pazienti con anni di diabete non controllato o con scarso controllo glicemico.
Principalmente, si distinguono nella retinopatia diabetica due stadi: la Retinopatia Diabetica non Proliferativa (NPDR) e la Retinopatia Diabetica proliferante (PDR). La NPDR, Retinopatia Diabetica non proliferativa, inizialmente è lieve ma può progredire danneggiando i vasi sanguigni retinici, causando microaneurismi e sanguinamenti che possono portare all’accumulo di liquidi e provocare così una graduale diminuzione della vista. Se non trattata questa condizione progredisce fino a uno stadio più grave: la PDR, Retinopatia Diabetica proliferante. È la fase più avanzata, contraddistinta dalla formazione anormale di nuovi vasi sanguigni che possono danneggiare la retina e provocarne il distacco causando perciò una cecità irreversibile.
Quali sono i sintomi della Retinopatia Diabetica?
Questa condizione può svilupparsi in modo subdolo, senza cioè presentare segni evidenti nelle fasi iniziali, portando il soggetto a rendersi conto della malattia solamente quando questa è già in fase di avanzata. Con il progredire della patologia, in fase di Retinopatia Diabetica proliferante, possono comparire sintomi quali miodesopsie, o “mosche volanti”, visione offuscata, scarsa visione notturna, macchie scure nel campo visivo, colori sbiaditi e riduzione improvvisa dell’acuità visiva. Tuttavia, tali sintomi possono manifestarsi quando la retina è già gravemente danneggiata. È essenziale sottolineare che la retinopatia diabetica, solitamente, colpisce entrambi gli occhi e, se non diagnosticata e trattata correttamente, può portare alla cecità. Per questo motivo, è di fondamentale importanza individuare precocemente la presenza di questa condizione e, se necessario, adottare un protocollo terapeutico adeguato
Come si cura la Retinopatia Diabetica?
Dalla retinopatia diabetica si può guarire? In linea teorica sì, esistono vari trattamenti mirati a preservare la vista e rallentare la progressione della malattia. Certamente, fondamentale è il tempismo con il quale si inizia a trattare la malattia. Una delle cure principali per la retinopatia diabetica è la fotocoagulazione laser. Questa tecnica utilizza un raggio laser per bruciare delicatamente i vasi sanguigni danneggiati sulla retina, riducendo così l’edema (l’accumulo di liquidi) e prevenendo ulteriori danni. È particolarmente efficace nella retinopatia diabetica non proliferativa e nell’edema maculare, dove il fluido si accumula nella parte centrale della retina (macula). Nel caso di edema maculare clinicamente significativo (CSME), per affrontare la retinopatia diabetica nuove cure sono state sviluppate: si ricorre a iniezioni di farmaci direttamente nell’occhio. Questi farmaci bloccano una sostanza chimica chiamata fattore di crescita endoteliale vascolare (VEGF) che contribuisce allo sviluppo anomalo dei vasi sanguigni nella retina.
Quando si presentano aree ischemiche (con ridotta circolazione sanguigna) nella retina, è necessaria una fotoablazione accurata e più estesa. Se compaiono sanguinamenti nell’occhio o se si verifica un distacco trazionale della retina, potrebbe essere necessaria una vitrectomia. Questa procedura chirurgica rimuove il fluido o il sangue dall’occhio e può essere utile per preservare o ripristinare la vista negli stadi avanzati della retinopatia diabetica. Oltre ai trattamenti specifici, controllare i livelli di zucchero nel sangue e la pressione arteriosa è fondamentale. Un controllo accurato di questi parametri può rallentare la progressione della retinopatia. Adottare una gestione accurata del diabete può essere il miglior modo per prevenire la retinopatia diabetica e mantenere una buona salute degli occhi.
LA DIAGNOSI DELLA RETINOPATIA DIABETICA
Per completare la diagnosi della retinopatia diabetica le immagini della retina vengono osservata da uno specialista. L’analisi dell’immagine può essere effettuata attraverso diverse metodologie, tra le più comuni c’è l’esame del fondo oculare: È la base della diagnosi. Durante questo esame, l’oculista dilata le pupille con un collirio e esamina la retina, i vasi sanguigni e il nervo ottico. Questo permette di individuare eventuali segni di danni, come perdite dai vasi sanguigni o la presenza di nuovi vasi.
Metodi più moderni che permettono un’osservazione più dettagliata sono: la fluorangiografia, Tomografia a coerenza ottica (OCT) e l’ecografia oculare. La fluorangiografia utilizza un colorante iniettato nel braccio per visualizzare la rete dei vasi sanguigni dell’occhio. È utile per individuare problemi di circolazione e per pianificare trattamenti come l’uso di tecnologia laser. La OCT è Un esame non invasivo che fornisce immagini dettagliate dei tessuti oculari, specialmente della macula. È fondamentale per individuare edema o accumuli di liquidi nella retina, aiutando anche a valutare l’efficacia del trattamento. Infine, l’ecografia oculare esamina le strutture dell’occhio non visibili altrimenti, è utile ad esempio se ci sono sanguinamenti nel vitro.
Questi esami sono cruciali per una diagnosi accurata. È fondamentale per chi ha il diabete sottoporsi a regolari controlli oculistici, soprattutto entro i primi anni dalla diagnosi di diabete, per individuare tempestivamente questa patologia. In caso di cambiamenti improvvisi della vista, è importante rivolgersi al medico senza indugi.
L’importanza della diagnosi precoce
Alla luce di tutto quello presentato finora diventa chiara l’importanza che ha una diagnosi precoce di questa malattia. Nel panorama globale, con 415 milioni di individui affetti da diabete a rischio di cecità, la retinopatia diabetica rappresenta una seria preoccupazione soprattutto nelle aree come la regione Asia-Pacifico (APAC) dove è presente un’alta concentrazione di persone diabetiche. L’India, in particolare è una delle nazioni che si trova centro di questa preoccupazione emergente. Con oltre 70 milioni di persone affette da diabete, il 18% dei diabetici indiani già mostra segni di questa malattia, mettendo in luce l’urgenza di interventi preventivi e terapeutici più diffusi.
Una delle sfide principali riguarda proprio la diagnosi precoce, questa infatti seguita da un trattamento tempestivo può rivelarsi fondamentale nel prevenire complicazioni estremamente gravi come la perdita della vista. Tuttavia, esistono ostacoli significativi da superare in questo senso, nonostante l’incremento dei casi di diabete, molte persone non vengono sottoposte a screening. La consapevolezza di questa patologia è scarsa, soprattutto in regioni come l’India dove ancora una percentuale rilevante di persone vive in comunità rurali. Per contrastare i danni più gravi della retinopatia diabetica centri di eccellenza dovrebbero essere distribuiti su tutto il territorio, il lungo viaggio verso gli specialisti e l’assenza di strutture adeguate complicano ulteriormente il sottoporsi ad esami regolari. Questa situazione porta spesso a diagnosi tardive, quando i danni alla vista sono già rilevanti. Il problema a questo punto appare chiaro: non ci sono abbastanza studi specialistici distribuiti su tutto il territorio per poter visitare 70 milioni di persone ed effettuare lo screening iniziale.
La soluzione di Google: l’intelligenza artificiale diagnostica la Retinopatia Diabetica
Ed è proprio in questo quadro che entra in gioco il ricercatore di Google Varun Gulshan, esperto in sviluppo di algoritmi di intelligenza artificiale e appassionato di Medicina. L’intuizione di Gulshan è stata quella di sfruttare gli enormi avanzamenti compiuti negli ultimi anni da parte dell’intelligenza artificiale nell’analisi di immagini mediche per creare qualcosa che potesse salvare la vista a milioni di persone.
Ciò che fa l’algoritmo è infatti letteralmente ciò che farebbe il medico: prende come input una scansione retinica, la analizza ricercando elementi tipici della retinopatia diabetica (come danni ai tessuti nervosi, gonfiore ed emorragia) ed infine genera la diagnosi. Nell’intelligenza artificiale questo è reso possibile da una prima fase che viene chiamata “allenamento” del modello, all’algoritmo vengono fatti vedere esempi di scansioni di retine con la rispettiva diagnosi (effettuata precedentemente da un medico) per permettere di imparare come riconoscere una retina sana da una patologica. Per aiutare il modello a riconoscere efficacemente la retinopatia diabetica immagini di retine in altissime quantità devono essere mostrate al modello.
Il reale vantaggio rispetto alla visita oftalmica tradizionale consiste in primo luogo nelle tempistiche, l’algoritmo può dare risultati per centinaia di scansioni in tempi brevissimi. Inoltre, anche logisticamente, si supera il problema della distribuzione di specialisti sul territorio in quanto non è più necessaria la presenza di uno di questi per uno screening iniziale. L’idea è infatti di indirizzare soltanto i pazienti positivi a questa prima fase a uno specialista per ridurre significativamente il numero di visite a carico di ogni oftalmologo.
Una volta completato lo sviluppo, il team si è impegnato a trasformare il modello di intelligenza artificiale in un vero e proprio dispositivo per l’analisi automatica delle malattie retiniche: ARDA (Automated Retinal Disease Assessment). Sono stati condotti dei primi test ed ARDA è stato utilizzato per classificare le immagini di 3000 pazienti diabetici in due ospedali indiani. Le diagnosi dell’algoritmo sono state confrontate con quelle dei medici ottenendo ottimi risultati. Grazie all’intelligenza artificiale che assiste gli specialisti, milioni di persone affette da diabete potrebbero mantenere la vista, aprendo la strada a una diagnosi più rapida e precisa di malattie gravi. Il progresso non si ferma qui. Ulteriori studi, inclusi quelli in corso in India, mirano ad espandere il campo di applicazione di ARDA. Il team di Google è ottimista sulle prospettive future, attualmente stanno lavorando sulla possibilità di sfruttare immagini della retina anche per prevedere fattori di rischio cardiovascolare per ridurre l’incidenza degli infarti.
Fonte
- Guardare avanti, Come un team di Google utilizza l’intelligenza artificiale per aiutare i medici a prevenire la cecità nei pazienti diabetici.
Google storie, seeing potential - Diabetic retinopathy for the non-ophthalmologist. (2022) Fung TH, Patel B, Wilmot EG, Amoaku WM.
Clin Med (Lond) - Update in the epidemiology, risk factors, screening, and treatment of diabetic retinopathy. (2021) Lin KY, Hsih WH, Lin YB, Wen CY, Chang TJ.
J Diabetes Investig