Применение искусственного интеллекта в решении проблемы профилактики прогрессирования миопии

Авторы

  • Е.Ю. Маркова ФГБОУ «НМИЦ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России, Москва, Россия
  • Т.В. Беликова ФГБОУ «НМИЦ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России, Москва, Россия
  • Е.В. Кечин ФГБОУ «НМИЦ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России, Москва, Россия; Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования Минздрава России, Москва, Россия
  • Э.А. Шихалиева ФГБОУ «НМИЦ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России, Москва, Россия
  • А.А. Постольник ФГБОУ «НМИЦ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России, Москва, Россия
  • А.Е. Никитина ФГБОУ «НМИЦ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России, Москва, Россия
  • Д.Я. Наврузалиева ФГБОУ «НМИЦ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России, Москва, Россия

Ключевые слова:

миопия, искусственный интеллект, машинное обучение

Аннотация

В данном литературном обзоре рассматриваются современные возможности применения искусственного интеллекта в отношении прогнозирования и лечения миопии. Искусственный интеллект применяется в различных областях медицины с использованием цифровых данных. В течение последних нескольких лет методы, основанные на машинном обучении, показывали хорошие результаты в анализе и обнаружении закономерностей различных данных. С помощью искусственного интеллекта можно улучшить эффективность системы здравоохранения и снизить нагрузку и объем рутинной работы врачей. Учитывая объем информации, особенно для сложного заболевания, такого как близорукость, где многочисленные созависимые факторы участвуют в причинах, эпидемиологии, диагностике и прогрессировании, практически невозможно вручную проанализировать клинические данные. Методы машинного обучения позволяют прогнозировать развитие высокой степени близорукости у подростков, что может быть полезным для раннего выявления детей в группе риска и проведения своевременного вмешательства.

Библиографические ссылки

1. Fricke TR, Jong M, Naidoo KS, Sankaridurg P, Naduvilath TJ, Ho SM, Wong TY, Resnikoff S. Global prevalence of visual impairment associated with myopic macular degeneration and temporal trends from 2000 through 2050: systematic review, meta-analysis and modelling. Br J Ophthalmol. 2018 Jul;102(7): 855–862. doi: 10.1136/bjophthalmol-2017-311266

2. Holden BA, Fricke TR, Wilson DA, Jong M, Naidoo KS, Sankaridurg P, Wong TY, Naduvilath TJ, Resnikoff S. Global Prevalence of Myopia and High Myopia and Temporal Trends from 2000 through 2050. Ophthalmology. 2016 May;123(5): 1036–1042. doi: 10.1016/j.ophtha.2016.01.006

3. Либман Е.С., Шахова Е.В. Слепота и инвалидность вследствие патологии органа зрения в России. Вестник офтальмологии. 2006;1: 78–79. [Libman ES, Shakhova EV. Blindness and disability due to pathology of the organ of vision in Russia. Bulletin of ophthalmology. 2006;1: 78–79. (In Russ.)]

4. Аветисов Э.С., Тарутта Е.П. Трехфакторная теория происхождения миопии и ее практическое значение. Актуальные вопросы офтальмологии: тр. науч.-практ. конф., посвящ. памяти Германа фон Гельмгольца. М., 1995: 101. [Avetisov ES, Tarutta EP. The three-factor theory of the origin of myopia and its practical significance. Topical issues of ophthalmology: tr. scientific-practical conf., dedicated. in memory of Hermann von Helmholtz. M., 1995: 101. (In Russ.)]

5. Cai XB, Shen SR, Chen DF, Zhang Q, Jin ZB. An overview of myopia genetics. Exp Eye Res. 2019 Nov;188: 107778. doi: 10.1016/j.exer.2019.107778

6. Walker TW, Mutti DO. The effect of accommodation on ocular shape. Optom Vis Sci. 2002 Jul;79(7): 424–430. doi: 10.1097/00006324 200207000-00010

7. He JC, Gwiazda J, Thorn F, Held R, Vera-Diaz FA. The association of wavefront aberration and accommodative lag in myopes. Vision Res. 2005;45(3): 285–290. doi: 10.1016/j. visres.2004.08.027

8. Sreenivasan V, Irving EL, Bobier WR. Can current models of accommodation and vergence predict accommodative behavior in myopic children? Vision Res. 2014 Aug;101: 51–61. doi: 10.1016/j.visres.2014.05.008

9. Hung GK, Ciuffreda KJ. An incremental retinaldefocus theory of the development of myopia. Comments on Theoretical Biology. 2003;8: 511–538.

10. Hung GK, Ciuffreda KJ. Differential retinal-defocus magnitude during eye growth provides the appropriate direction signal. Med Sci Monit. 2000;6(4): 791–795.

11. Hung GK, Ciuffreda KJ. Incremental retinal defocus theory predicts experimental effect of under-correction on myopic progression. JBO. 2004;3: 59–63.

12. Rose KA, Morgan IG, Ip J, Kifley A, Huynh S, Smith W, Mitchell P. Outdoor activity reduces the prevalence of myopia in children. Ophthalmology. 2008 Aug;115(8): 1279–1285. doi: 10.1016/j. ophtha.2007.12.019

13. Gimbel HV. The control of myopia with atropine. Can J Ophthalmol. 1973;8: 527–532.

14. 1Kelly TS, Chatfield C, Tustin G. Clinical assessment of the arrest of myopia. Br J Ophthalmol 1975;59: 529–538.

15. Dyer JA. Role of cyclopegics in progressive myopia. Ophthalmology. 1979;86: 692–694.

16. Sampson WG. Role of cycloplegia in the management of functional myopia. Ophthalmology. 1979;86: 695–697.

17. Chiang MF, Kouzis A, Pointer RW, et al. Treatment of childhood myopia with atropine eyedrops and bifocal spectacles. Binocul Vis Strabismus Q. 2001;16: 209–215.

18. Chua WH, Balakrishnan V, Chan YH, Tong L, Ling Y, Quah BL, Tan D. Atropine for the treatment of childhood myopia. Ophthalmology. 2006 Dec;113(12): 2285–2291. doi: 10.1016/j.ophtha.2006.05.062

19. Chung K, Mohidin N, O’Leary DJ. Undercorrection of myopia enhances rather than inhibits myopia progression. Vision Res. 2002 Oct;42(22): 2555–2559. doi: 10.1016/s0042-6989(02)00258-4

20. Li SY, Li SM, Zhou YH, Liu LR, Li H, Kang MT, Zhan SY, Wang N, Millodot M. Effect of undercorrection on myopia progression in 12-year old children. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 2015 Aug;253(8): 1363–1368. doi: 10.1007/s00417-015- 3053-8

21. Koomson NY, Amedo AO, Opoku-Baah C, Ampeh PB, Ankamah E, Bonsu K. Relationship between Reduced Accommodative Lag and Myopia Progression. Optom Vis Sci. 2016 Jul;93(7): 683–691. doi: 10.1097/OPX.0000000000000867

22. Hiraoka T. Myopia Control With Orthokeratology: A Review. Eye Contact Lens. 2022;48(3): 100–104. doi: 10.1097/ICL.0000000000000867

Федеральные клинические рекомендации «Миопия» (одобрены Минздравом России) 2020 г. [Federal clinical guidelines «Myopia» (approved by the Ministry of Health of the Russian Federation) 2020 г. (In Russ.)]

24. Тарутта Е.П., Иомдина Е.Н., Кружкова Г.В., Маркосян Г.А. Отдаленные результаты склерореконструктивного лечения прогрессирующей миопии. Российский офтальмологический журнал. 2011;4(1): 71–75. [Tarutta EP, Iomdina EN, Kruzhkova GV, Markosyan GA. Long-term results of scleroreconstructive treatment of progressive myopia. Russian Ophthalmological Journal. 2011;4(1): 71–75. (In Russ.)]

25. Маркова Е.Ю., Исабеков Р.С., Авакянц Г.В., Яхъяева М.М. Миопия: распространенность, патогенез и современные методы контроля. Обзор литературы. Офтальмология. 2022;19(1): 149–155. [Markova EYu, Isabekov RS, Avakyants GV, Yakhyaeva MM. Myopia: prevalence, pathogenesis and modern control methods. Literature review. Ophthalmology. 2022;19(1): 149–155. (In Russ.)] doi: 10.18008/1816 5095-2022-1-149-155

26. Tong HJ, Huang ZM, Li YL, Chen YM, Tian B, Ding LL, Zhu LL. Machine learning to analyze the factors influencing myopia in students of different school periods. Front Public Health. 2023;11: 1169128. doi: 10.3389/fpubh.2023.1169128

27. Yang X, Chen G, Qian Y, Wang Y, Zhai Y, Fan D, Xu Y. Prediction of Myopia in Adolescents through Machine Learning Methods. Int J Environ Res Public Health. 2020;17(2): 463. doi: 10.3390/ijerph17020463

28. Lin H, Long E, Ding X, Diao H, Chen Z, Liu R, Huang J, Cai J, Xu S, Zhang X, Wang D, Chen K, Yu T, Wu D, Zhao X, Liu Z, Wu X, Jiang Y, Yang X, Cui D, Liu W, Zheng Y, Luo L, Wang H, Chan CC, Morgan IG, He M, Liu Y. Prediction of myopia development among Chinese school-aged children using refraction data from electronic medical records: A retrospective, multicentre machine learning study. PLoS Med. 2018;15(11): e1002674. doi: 10.1371/journal.pmed.1002674

29. Zhang R, Dong L, Yang Q, Zhou W, Wu H, Li Y, Li H, Wei W. Screening for novel risk factors related to high myopia using machine learning. BMC Ophthalmol. 2022;22(1): 405. doi: 10.1186/s12886-022-02627-0

30. Foo LL, Lim GYS, Lanca C, Wong CW, Hoang QV, Zhang XJ, Yam JC, Schmetterer L, Chia A, Wong TY, Ting DSW, Saw SM, Ang M. Deep learning system to predict the 5-year risk of high myopia using fundus imaging in children. NPJ Digit Med. 2023;6(1): 10. doi: 10.1038/s41746 023-00752-8

31. Tang T, Yu Z, Xu Q, Peng Z, Fan Y, Wang K, Ren Q, Qu J, Zhao M. A machine learning-based algorithm used to estimate the physiological elongation of ocular axial length in myopic children. Eye Vis (Lond). 2020;7: 50. doi: 10.1186/s40662-020-00214-2

32. Barraza-Bernal MJ, Ohlendorf A, Sanz Diez P, Feng X, Yang LH, Lu MX, Wahl S, Kratzer T. Prediction of refractive error and its progression: a machine learning-based algorithm. BMJ Open Ophthalmol. 2023;8(1): e001298. doi: 10.1136/bmjophth-2023-001298

33. Fang J, Zheng Y, Mou H, Shi M, Yu W, Du C. Machine learning for predicting the treatment effect of orthokeratology in children. Front Pediatr. 2023;10: 1057863. doi: 10.3389/fped.2022.1057863

34. Li SM, Ren MY, Gan J, Zhang SG, Kang MT, Li H, Atchison DA, Rozema J, Grzybowski A, Wang N; Anyang Childhood Eye Study Group. Machine Learning to Determine Risk Factors for Myopia Progression in Primary School Children: The Anyang Childhood Eye Study. Ophthalmol Ther. 2022;11(2): 573–585. doi: 10.1007/s40123-021-00450-2

35. Guan J, Zhu Y, Hu Q, Ma S, Mu J, Li Z, Fang D, Zhuo X, Guan H, Sun Q, An L, Zhang S, Qin P, Zhuo Y. Prevalence Patterns and Onset Prediction of High Myopia for Children and Adolescents in Southern China via Real-World Screening Data: Retrospective School-Based Study. J Med Internet Res. 2023;25: e39507. doi: 10.2196/39507

Загрузки

Опубликован

2024-10-09

Выпуск

№ 3 (2024): Российская Детская Офтальмология

Раздел

Статьи

Категории

Лицензия

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.