Oogscan kan risico op hartaanval of beroerte onthullen

Uit onderzoek van de British Heart Foundation en het National Institute for Health and Care Research (NIHR) blijkt dat een eenvoudige digitale foto van de achterkant van het oog met 70% nauwkeurigheid een ernstige cardiovasculaire gebeurtenis kan voorspellen, zoals een hartaanval of beroerte, die binnen de komende tien jaar zal plaatsvinden.

De onderzoekers zijn van mening dat routinematige netvliesscans ook gebruikt kunnen worden om de gezondheid van het hart van een persoon over langere tijd te volgen. Ze vonden namelijk ook een verband tussen de verandering in risicoscore over een periode van drie jaar en de kans op een ernstige cardiovasculaire gebeurtenis.

De oogscan wordt geanalyseerd met behulp van kunstmatige intelligentie (AI), waardoor binnen een fractie van een seconde een gepersonaliseerde risicoprognose wordt opgesteld.

Mensen met het hoogste risico zouden kunnen worden doorverwezen naar een huisarts, die bloeddrukmedicatie of statines kan voorschrijven om het cholesterol te verlagen. In de toekomst hopen de onderzoekers dat iedereen die een oogonderzoek laat doen een melding over zijn of haar hartaandoening op zijn of haar smartphone kan ontvangen.

Dr. Ify Mordi, onderzoeker bij de British Heart Foundation aan de Universiteit van Dundee en cardioloog, leidde het onderzoek, dat werd gepubliceerd in het tijdschrift Cardiovascular Diabetology.

Hij zei:

Het zal je misschien verbazen, maar de ogen zijn de vensters naar het hart.
Als er schade of vernauwing is aan de bloedvaten achter in het oog, is de kans groot dat dit ook zichtbaar is in de dieper gelegen bloedvaten die het hart van bloed voorzien, wat kan leiden tot een hartaanval of beroerte.
Dit is een snelle scan die routinematig wordt uitgevoerd en minder dan een minuut duurt. Het kan een belangrijk onderdeel zijn van een zorgpakket, samen met bloeddruk- en cholesterolcontroles, om mensen te identificeren die baat kunnen hebben bij een behandeling of veranderingen in levensstijl.

Hoe de technologie werkt

Onderzoekers van de Universiteit van Dundee hebben AI-technologie ontwikkeld om digitale foto's van het netvlies te analyseren die normaal gesproken deel uitmaken van routinematige oogtesten.

Eerst werd de AI getraind om waarschuwingssignalen te herkennen, zoals vernauwingen van bloedvaten, blokkades en laesies die kunnen wijzen op dreigende hartproblemen. Vervolgens werd een 'black box'-benadering gebruikt, waardoor de technologie met behulp van deep machine learning op details in de beelden kon letten, van de grootte tot de locatie van de bloedvaten.

Na training met ongeveer 4200 beelden werd de black-box AI getest om te zien hoe goed deze kon voorspellen wie in de komende tien jaar een hartaanval of beroerte zou krijgen, of zou overlijden aan een hart- en vaatziekte. Het team ontdekte dat de AI 70% van deze gevallen voorspelde na tests met oogscans van meer dan 1200 mensen.

Sommige deelnemers ondergingen drie jaar na de eerste scan een herhalingsscan. Toen de onderzoekers analyseerden hoe de door de AI geïdentificeerde risicoscores tussen scans veranderden, ontdekten ze dat het vijfde lid van de groep met de grootste scorestijging een 54% hoger risico op een ernstig cardiovasculair incident had dan de rest.

Deze risicotoename van 54% deed zich voor bij mensen bij wie de AI-score in drie jaar tijd met slechts 3% toenam – bijvoorbeeld als het 10-jarige risico op een cardiovasculair incident steeg van 20% naar 23%.

Vergelijking met huidige methoden

Het team vergeleek de AI-technologie ook met de risicovoorspelling die mensen momenteel krijgen via routinematige gezondheidscontroles bij hun huisarts – hun 'cardiovasculair risico'. Dit is de procentuele kans op een ernstige hartaanval in de komende tien jaar, gebaseerd op factoren zoals leeftijd, geslacht, bloeddruk, cholesterolgehalte en roken. De onderzoekers ontdekten dat de AI en de traditionele methode vrijwel hetzelfde percentage mensen identificeerden dat risico liep op een hartaanval, beroerte of overlijden aan een hart- en vaatziekte.

Wanneer klinisch risico, netvliesscans en een aanvullende genetische test werden gecombineerd, steeg de voorspellende nauwkeurigheid tot 73%. Dit betekent dat ze samen potentieel drie extra personen op de 100 met een verhoogd risico konden identificeren.

De AI is getest op mensen met diabetes, omdat zij routinematig netvliesscans van de NHS krijgen om te controleren op oogcomplicaties. Maar de onderzoekers zijn van mening dat het analyseren van de bloedvaten in het oog om het cardiovasculaire risico te beoordelen voor de meeste mensen zou moeten werken, niet alleen voor diabetici.

Conclusie

Het onderzoek was een samenwerking tussen klinische onderzoekers, waaronder Dr. Mordi en Dr. Alex Doney van de Universiteit van Dundee, en de computerwetenschappers die de AI hebben ontwikkeld, onder leiding van Professor Emanuele Trucco en Dr. Mohammad Sayed.

Professor Brian Williams, hoofd wetenschap en geneeskunde bij de British Heart Foundation, zei:

Hoe nauwkeuriger we iemands risico op een hartaanval of beroerte kunnen voorspellen, hoe groter de kans dat we deze kunnen voorkomen.
Geavanceerde innovaties zoals het gebruik van netvliesscans naast medische screening kunnen een rol spelen bij het verbeteren van de risicovoorspelling, wat belangrijk is voor het behalen van de doelstelling van de British Heart Foundation om 125.000 hartaanvallen en beroertes in het Verenigd Koninkrijk te voorkomen tegen 2035.
Er is echter meer onderzoek nodig om de betrouwbaarheid van deze voorspellende nauwkeurigheid te bevestigen en te bepalen hoe realistisch het is om netvliesscans in de klinische praktijk te integreren.