Возможности искусственного интеллекта в измерении оттисков внутриглазного давления по Маклакову

ЦЕЛЬ. Оценить точность измерения оттисков внутриглазного давления (ВГД) по Маклакову, выполненного врачами и искусственным интеллектом.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ. Были подготовлены две пары тонограмм, полученные тонометром Маклакова грузом 10,0 г. Разметка тонограмм проводилась анонимно при помощи измерительной линейки проф. Б.Л. Поляка для 4-х тонометров Маклакова. Всего в работе приняло участие 57 офтальмологов. Были выбраны наиболее качественные отпечатки (n=40). Эти же отпечатки были сфотографированы на камеру смартфона Xiaomi mi 6 40 раз с различным уровнем освещенности и различным углом поворота относительно нормали к фокальной плоскости линзы. Полученные фотографии в формате jpg были проанализированы алгоритмами http://ai-tonometry.com. и обрабатывались алгоритмом Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization (CLAHE) для выделения более четких границ, а после этого переводились в бинарные матрицы (матрицы, состоящие из «0» и «1»).

РЕЗУЛЬТАТЫ. Оттиск с максимальным количеством измерений 40 и коллегиально принятым достоверным тонометрическим уровнем 17 мм рт.ст. врачами был измерен в среднем диапазоне 16,48±2,7 16,0 (15,0; 17) мм рт.ст., а нейросетью 17,0±1,1 17,0 (16,0; 17,0) мм рт.ст. При этом диапазон измерений диаметра оттиска нейросетью практически в 3 раза меньше по сравнению с измерениями врачей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Мобильное приложение на основе искусственного интеллекта помогает качественно проводить мониторинг ВГД и отбраковывать оттиски неудовлетворительного качества, что позволит снизить количество пациентов с прогрессированием глаукомы.

1. Казанцева С.Ю. Ошибки измерения внутриглазного давления при тонометрии по Маклакову. Глаукома Журнал НИИ ГБ РАМН. 2013; 4:72–81.

2. Макашова Н.В., Чжан Гофан, Васильева А.Е. Методы тонометрии и роль различных проб в ранней диагностике глаукомы (часть 1). Национальный журнал глаукома. 2014; 13(3):88–94.

3. Егоров Е.А., Еричев В.П., Куроедов А.В., Петров С.Ю и др. Показатели офтальмотонометрии в здоровой популяции. Национальный журнал глаукома. 2018; 17(2):91–98.

4. Авдеев Р.В., Александров А.С., Бакунина Н.А. и др. Прогнозирование продолжительности сроков заболевания и возраста пациентов с разными стадиями первичной открытоугольной глаукомы. Национальный журнал глаукома. 2014; 13(2):60–69.

5. Астахов Ю.С., Соколов В.О., Морозова Н.В. и др. Оценка гипотензивной терапии с использованием суточного мониторинга внутриглазного давления. Офтальмологические ведомости. 2015; 8(3):51–55.

6. Мачехин В.А. Истинное внутриглазное давление по данным пневмотонометрии и по данным аппланационной тонометрии по Маклакову. Вестник Оренбурского государственного университета. 2013; 4:170–174.

7. Ермакова А.В., Страхов В.В., Алексеев В.В. Сравнительный анализ величины и асимметрии тонометрических параметров парных глаз в норме. Офтальмологические ведомости. 2011; 4(3):4-10.

8. Моисеева И.Н., Штейн А.А. Влияние пространственной неоднородности роговицы на деформационные свойства глазного яблока и результаты аппланационной тонометрии по Маклакову. Биофизика. 2017; 62(6):1193–1203.

9. Нугманова А.Р., Азнабаев Б.М., Загидуллина А.Ш и др. Тонометрия у пациентов с первичной открытоугольной глаукомой и индивидуальных морфометрических показателей глаза и биомеханических свойств с учетом корнеосклеральной оболочки. Практическая медицина. 2018; 9:130–135.

10. Аветисов С.Э., Бубнова И.А., Антонов А.А. Исследование влияния биомеханических свойств роговицы на показатели тонометрии. Сибирский научный медицинский журнал. 2009; 29(4):30–33.

11. Аветисов С.Э., Бубнова И.А., Петров С.Ю. и др. Значение фактора резистентности роговицы в трактовке результатов тонометрии. Национальный журнал глаукома. 2012; 1:12–15.

12. Вурдафт А.Е. О точности измерительных линеек Б.Л. Поляка. Национальный журнал глаукома. 2017; 16(4):11–22.

13. Нестеров А.П., Вурдафт М.Б. Калибровочные таблицы для эластотонометра Филатова-Кальфа. Вестник офтальмологии. 1972; 88(2):20–25.

14. Покровский А.С. Распределение внутриглазного давления у здоровых лиц. Офтальмологические ведомости. 2012; (2):83–86.

15. Казанова С.Ю. Ошибки измерения внутриглазного давления при тонометрии по Маклакову. Национальный журнал глаукома. 2013; 4:72–81.

16. Каменских Т.Г., Моисеев Р.В., Крючков Ю.А. Создание мобильного приложения для смартфонов под управлением операционных систем Android и iOS с целью оптимизации интерпретации результатов диагностики уровня внутриглазного давления больных глаукомой. Бюллетень медицинских интернет-конференций. 2016; 6(6):1251.

17. Куроедов А.В., Абышева Л.Д., Александров А.С., Бакунина Н.А. и др. Тактика ведения пациентов с первичной открытоугольной глаукомой на практике: варианты медикаментозного, лазерного и хирургического лечения. Медико-биологические проблемы жизнедеятельности. 2016; 15(1):170–185.

18. Куроедов А.В., Абышева Л.Д., Авдеев Р.В., Александров А.С. и др. Медико-экономическое многоцентровое исследование эффективности и стоимости местной гипотензивной терапии для пациентов с первичной открытоугольной глаукомой в странах СНГ. Офтальмология Восточная Европа. 2015; 3(26):35–51.

19. Куроедов А.В., Абышева Л.Д., Авдеев Р.В., Александров А.С. и др. Уровни внутриглазного давления при различном местном гипотензивном лечении при первичной открытоугольной глаукоме (многоцентровое исследование). Офтальмология Восточная Европа. 2016; 28(1):27–42.

20. Онуфрийчук О.Н., Авдеев Р.В., Александров А.С., Басинский А.С. и др. Морфофункциональные изменения макулярной области сетчатки при «сухой» форме возрастной макулодистрофии (обзор). РМЖ. Клиническая офтальмология. 2013; 14(3):123–130.

21. Абышева Л.Д., Авдеев Р.В., Александров А.С., Арапиев М.У и др. Влияние местной гипотензивной терапии глаукомы на развитие и прогрессирование синдрома «сухого глаза». РМЖ Клиническая офтальмология. 2017; 17(2):74–82.

22. Авдеев Р.В., Александров А.С., Басинский А.С., Блюм Е.А. и др. Оценка клинико-инструментальных данных исследования органа зрения у больных первичной открытоугольной глаукомой и макулодистрофией. Медицинский вестник Башкортостана. 2014; 9(2):24–28.

23. Авдеев Р.В., Бакунина Н.А., Басинский А.С., Брежнев А.Ю. и др. Менеджмент прогрессирования глаукомы. Национальный журнал глаукома. 2019; 18(1):45–58.

24. Авдеев Р.В., Александров А.С., Бакунина Н.А., Белая Д.А. и др. Сопоставление режимов лечения больных первичной открытоугольной глаукомой с характеристиками прогрессирования заболевания. Часть 2. Эффективность инициальных режимов гипотензивного лечения. Национальный журнал глаукома. 2018; 17(2):65–83.

25. Авдеев Р.В., Александров А.С., Бакунина Н.А., Белая Д.А. и др. Сопоставление режимов лечения больных первичной открытоугольной глаукомой с характеристиками прогрессирования заболевания. Часть 1. Состояние показателей офтальмотонуса. Национальный журнал глаукома. 2018; 17(1):14–28.

26. Городничий В.В., Дорофеев Д.А., Завадский П.Ч., Зверева О.Г. и др. Факторы риска, патогенные факторы развития и прогрессирования глаукомы по результатам многоцентрового исследования российского глаукомного общества. Медико-биологические проблемы жизнедеятельности. 2012; 8(2):57–69.