魂への窓！人工知能は網膜をスキャンして心臓発作を予測できる

ビッグデータダイジェスト制作

眼鏡をかければ心臓発作の危険があるかどうかがわかるなんて、驚きですよね？

これはSF物語ではなく、現実になりつつある研究です。

網膜、つまり眼球の裏側にある小さな血管を見ると、心臓発作が起きている可能性を示唆する微妙な変化がわかる。ここで人工知能が役に立つ。

Nature Machine Intelligenceに掲載されたこの研究のタイトルは「網膜スキャンと最小限の個人情報による心筋梗塞の予測」です。

論文アドレス: https://www.nature.com/articles/s42256-021-00427-7

AIの目から見ると、目はどのようにして魂の窓となるのでしょうか?

心血管疾患は英国で2番目に多い死因であり、毎年16万人が死亡しており、1日平均460人が死亡している。アメリカでは毎年659,000人が心臓病で亡くなっています。

心臓は血液循環の中心です。心臓に問題があれば、必然的に血液循環に問題が生じ、網膜細胞の損傷や死を引き起こし、永久的な痕跡を残します。

リーズ大学の研究者たちはこの原理を利用して、網膜を通して1年以内に心臓発作を起こした患者を特定できるAIを開発し、その精度は最大80%に達した。ヨーク、中国、フランス、米国、ベルギーの科学者もこの研究に参加した。

これらのダイジェストの読者は、AI モデルのトレーニング方法、さまざまなパラメータをデバッグして最高の精度を達成する方法、モデルの堅牢性を確保して過剰適合を排除する方法などについて理解している必要があります。これらすべてにおいて最も重要なのはデータです。

研究者らは、AIを訓練するために、英国で5,000人以上の網膜スキャンを行い、患者の年齢や性別などの基本的な医療データを追加し、患者の網膜の損傷の兆候と心臓の変化を結び付けるようAIに指示した。比較データは患者の過去のデータであり、心臓発作を起こしたかどうかを示すことができます。

訓練された AI は左心室の大きさとポンプ効率を推定できます。左心室の拡大や効率の低下は心臓病の指標となります。

将来、検眼医は心臓病のリスクについて人々に警告できるようになるでしょうか?

現在、左心室をスキャンする技術は 2 つあります。1 つは心エコー検査と呼ばれる超音波スキャンで、もう 1 つは心臓の MRI です。

どちらの方法も費用がかかり、病院でしか実施できないため、心臓の健康を評価する別の方法を開発すれば、一般の人々の時間と費用を節約できる可能性がある。これは、容量が非常に限られており、高価な心臓スキャンが利用できない国では特に役立ちます。

結果から判断すると、リーズ大学のこの研究は病院の心臓科での検査とほぼ同じ結果を達成でき、網膜検査は超音波やMRIよりもはるかに安価です。

網膜は瞳孔の反対側の目の奥に位置する細胞層です。目に入ってきた光を化学的なメッセージに変換する役割を担っています。これらの化学メッセージは脳に送られ、私たちの視覚を形成する画像として解釈されます。

なぜなら、血行不良は心臓病の初期兆候となる可能性があり、網膜の一部が死滅して、標準的な視力検査で検出できる永久的な痕跡を残す可能性があるからだ。

強度テスト中、検眼医は両目の網膜を観察し、他の健康上の問題の兆候がないか調べることがよくあります。英国や他の多くの国の一部の検眼医は、より詳細で専門的な網膜スキャンを受けることができるが、その過程で心臓病のリスクも警告できれば、公衆衛生に大きな恩恵をもたらす可能性がある。

ある研究では、心臓発作のほぼ半数が無視されていると示唆しているが、他の研究では5分の1が無視されていると推定している。英国だけでも、心臓発作の主な危険因子の1つである高血圧を患っている人は約1,400万人いると考えられており、そのうち500万人は自分が危険にさらされていることに気づいていない。