Eine Studie des Johns Hopkins Children's Center an Kindern und Jugendlichen mit Diabetes kommt zu dem Schluss, dass sogenannte autonome Augenuntersuchungen mit künstlicher Intelligenz (KI) bei diabetischen Augenuntersuchungen die Abschlussquoten von Screenings zur Vorbeugung potenziell erblindender Diabetes-Augenkrankheiten (DED) deutlich erhöhen. Während der Untersuchung werden Bilder von der Rückseite der Augen gemacht, ohne dass diese erweitert werden müssen, und mithilfe von KI wird ein sofortiges Ergebnis bereitgestellt.
In der Studie wurde darauf hingewiesen, dass die in den Prüfungen eingesetzte KI-gesteuerte Technologie „Versorgungslücken“ bei Jugendlichen mit Diabetes aus Rassen- und ethnischen Minderheiten sowie bei Bevölkerungsgruppen mit historisch gesehen höheren Raten an Trockenem Auge und schlechterem Zugang zu oder Einhaltung regelmäßiger Untersuchungen auf Augenschäden schließen kann.
In einem Bericht über die Studie, der am 11. Januar veröffentlicht wurde Naturkommunikation, Forscher untersuchten die Abschlussquoten bei diabetischen Augenuntersuchungen bei Menschen unter 21 Jahren mit Typ-1- und Typ-2-Diabetes und stellten fest, dass 100 % der Patienten, die sich KI-Untersuchungen unterzogen, die Augenuntersuchung abgeschlossen hatten.
Unter DED versteht man in erster Linie die diabetische Retinopathie, eine potenziell erblindende Komplikation von Diabetes, die auftritt, wenn ein schlecht kontrollierter Zuckerspiegel zu einem übermäßigen Wachstum oder einer Schädigung von Blutgefäßen und Nervengewebe in der lichtempfindlichen Netzhaut im hinteren Teil des Auges führt. Nach Angaben der Studienforscher sind zwischen 4 und 9 Prozent der Jugendlichen mit Typ-1-Diabetes und zwischen 4 und 15 Prozent der Jugendlichen mit Typ-2-Diabetes von Retinopathie betroffen. Nach Angaben der American Diabetes Association leiden schätzungsweise 238.000 Kinder, Jugendliche und junge Erwachsene unter 20 Jahren an Diabetes. Regelmäßige Screenings auf KCS erleichtern die Früherkennung und Behandlung und können dazu beitragen, ein Fortschreiten des KCS zu verhindern.
Im Allgemeinen empfehlen Diabetes-Spezialisten und Augenärzte jährliche Vorsorgeuntersuchungen, die in der Regel einen zusätzlichen, separaten Besuch bei einem Augenarzt, beispielsweise einem Optiker oder Augenarzt, sowie die Verwendung von Tropfen zur Erweiterung der Pupille erfordern, sodass eine klare Sicht auf die Netzhaut gewährleistet ist sichtbar durch spezielle Instrumente. Studien zeigen jedoch, dass sich nur 35 bis 72 % der Jugendlichen mit Diabetes den empfohlenen Vorsorgeuntersuchungen unterziehen, wobei die Versorgungslücken bei Minderheiten und armen Jugendlichen sogar noch höher sind. Frühere Studien zeigen auch, dass Unklarheiten über die Notwendigkeit von Untersuchungen, Unannehmlichkeiten sowie Zeit-, Zugangs- und Transportmöglichkeiten zu den Hürden für Vorsorgeuntersuchungen gehören.
Frühere Studien von Risa Wolf, MD, einer pädiatrischen Endokrinologin am Johns Hopkins Children's Center, und ihrem Team haben herausgefunden, dass ein autonomes KI-Screening, bei dem Kameras zum Einsatz kommen, Ergebnisse liefert, die eine genaue Diagnose des Trockenen Auges ermöglichen.
In der neuen Studie rekrutierten Forscher zwischen dem 24. November 2021 und dem 6. Juni 2022 164 Teilnehmer im Alter von 8 bis 21 Jahren, alle vom Johns Hopkins Pediatric Diabetes Center. Etwa 58 % waren weiblich und 41 % waren es aus Minderheitengruppen (35 % Schwarze; 6 % Hispanoamerikaner). Etwa 47 % der Teilnehmer hatten eine Medicaid-Versicherung. Die Probanden wurden zufällig einer von zwei Gruppen zugeordnet. Eine Gruppe von 83 Patienten erhielt die Standard-Screening-Anweisungen und -Pflege und wurde für eine Augenuntersuchung entweder an einen Optometristen oder Augenarzt überwiesen. Eine zweite Gruppe von 81 Patienten unterzog sich während eines Besuchs bei ihrem Endokrinologen (den Spezialisten, die normalerweise Menschen mit Diabetes betreuen) einer fünf- bis zehnminütigen autonomen KI-System-Augenuntersuchung für Diabetiker und erhielt ihre Ergebnisse beim selben Besuch.
Das KI-System nimmt vier Bilder des Auges ohne Erweiterung auf und lässt die Bilder durch einen Algorithmus laufen, der das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer diabetischen Retinopathie bestimmt, sagt Wolf. Wenn es vorhanden ist, wird zur weiteren Abklärung eine Überweisung an einen Augenarzt vorgenommen. Wenn es fehlt, „sind Sie gut für das Jahr und haben sich nur Zeit gespart“, fügt sie hinzu.
Die Forscher fanden heraus, dass 100 % der Patienten in der Gruppe, denen das autonome KI-Screening angeboten wurde, ihre Augenuntersuchung an diesem Tag abschlossen, während 22 % der Patienten aus der zweiten Gruppe innerhalb von sechs Monaten eine Augenuntersuchung bei einem Optiker oder Augenarzt durchführten. Die Forscher fanden keine statistischen Unterschiede basierend auf Rasse, Geschlecht oder sozioökonomischem Status hinsichtlich der Frage, ob die Teilnehmer der zweiten Gruppe das separate Screening bei einem Augenarzt vereinbarten.
Die Forscher fanden außerdem heraus, dass 25 von 81 Teilnehmern oder 31 % in der autonomen KI-Gruppe ein Ergebnis hatten, das darauf hinwies, dass eine KCS vorlag. Sechzehn dieser Teilnehmer bzw. 64 % vereinbarten einen zweiten Termin bei einem Augenarzt. Weitere Analysen ergaben, dass diejenigen, die den Termin nicht vereinbart hatten, eher Schwarze waren und über eine Medicaid-Versicherung verfügten.
Mit der KI-Technologie können mehr Menschen untersucht werden, was dann dazu beitragen könnte, mehr Menschen zu identifizieren, die eine Nachuntersuchung benötigen. Wenn wir dies bequemer vor Ort beim Diabetes-Arzt anbieten können, können wir möglicherweise auch die gesundheitliche Chancengleichheit verbessern und das Fortschreiten der diabetischen Augenerkrankung verhindern.“
Risa Wolf, MD, pädiatrische Endokrinologin am Johns Hopkins Children's Center
Die Forscher weisen darauf hin, dass die in ihrer Studie verwendete autonome KI von der US-amerikanischen Food and Drug Administration nicht für Personen unter 21 Jahren zugelassen ist. Und sie sagen, dass eine potenzielle Quelle der Verzerrung in der Studie darin bestand, dass einige der Teilnehmer mit autonomen KI-Diabetes-Augenuntersuchungen aus einer früheren Studie vertraut waren und daher möglicherweise eher bereit waren, an der neuen Studie teilzunehmen.
Zu den Studienautoren von Johns Hopkins gehören neben Wolf auch Alvin Liu, Anum Zehra, Lee Bromberger, Dhruva Patel, Ajaykarthik Ananthakrishnan, Elizabeth Brown, Laura Prichett und Harold Lehmann. Weitere Autoren sind Roomasa Channa von der University of Wisconsin und Michael D. Abramoff von der University of Iowa.
Die Studie wurde vom National Eye Institute der National Institutes of Health (Auszeichnungsnummer R01EY033233) und der Diabetes Research Connection finanziert.
