Sex differences in quantitative fundus parameters measured by artificial intelligence: a cross-sectional community study
In een grootschalige dwarsdoorsnedestudie onder meer dan 21.000 deelnemers in China onthulde door AI gekwantificeerde analyse van fundusfoto's significante geslachtsverschillen in de meeste vasculaire, optische discus- en retinale parameters die grotendeels stabiel bleven, zelfs na correctie voor talrijke systemische condities.
Oorspronkelijk artikel gelicentieerd onder CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dit is een AI-gegenereerde uitleg van het onderstaande artikel. Het is niet geschreven of goedgekeurd door de auteurs. Raadpleeg het oorspronkelijke artikel voor technische nauwkeurigheid. Lees de volledige disclaimer
Het menselijk oog wordt vaak de venster naar de ziel genoemd, maar voor artsen en onderzoekers wordt het steeds vaker gezien als een venster naar de rest van het lichaam. Het netvlies, de lichtgevoelige laag aan de achterkant van het oog, is de enige plek in het lichaam waar artsen bloedvaten en zenuwen kunnen zien zonder een incisie te maken. Omdat deze minuscule structuren zo gevoelig zijn voor de algehele gezondheid van het lichaam, kunnen veranderingen in hun vorm of grootte problemen met het hart, de bloeddruk of het metabolisme signaleren lang voordat andere symptomen verschijnen. Jarenlang hebben wetenschappers kunstmatige intelligentie gebruikt om deze kenmerken met extreme precisie te meten, waardoor een eenvoudige foto van het oog verandert in een gedetailleerde kaart van honderden specifieke getallen. Er bleef echter een fundamentele vraag bestaan: zien deze kaarten er anders uit afhankelijk van of de persoon een man of een vrouw is? Hoewel we weten dat mannen en vrouwen verschillende lichaamsgroottes en hormonale profielen hebben, was het onduidelijk hoeveel van de structuur van het oog wordt gevormd door deze biologische verschillen versus andere gezondheidstoestanden zoals diabetes of een hoge bloeddruk. Het begrijpen van deze natuurlijke variaties is cruciaal; als een computerprogramma wordt getraind om ziekte op te sporen, maar niet weet hoe een "normaal" oog eruitziet voor een man versus een vrouw, kan het een gezond verschil aanzien voor een teken van ziekte.
Om dit te beantwoordenen, wendde een groot team van onderzoekers in Ganzhou, China, zich tot een grootschalig gemeenschappelijk screeningsprogramma voor de gezondheid. Ze verzamelden gegevens van meer dan 21.000 mensen en legden meer dan 32.000 hoogwaardige foto's van netvliezen vast. Het doel was niet om zieke ogen te vinden, maar om de basisverschillen tussen gezonde mannen en vrouwen te begrijpen. Het team gebruikte een geavanceerd systeem van kunstmatige intelligentie genaamd EVisionAI om elke afbeelding te analyseren. In plaats van een menselijke arts die naar een scherm staart, mat de software 49 onderscheidende kenmerken, variërend van de breedte van de bloedvaten tot de vorm van de oogzenuwkop en de dichtheid van het weefsel rond de zenuw. De onderzoekers vergeleken deze metingen vervolgens tussen mannen en vrouwen, waarbij ze zorgvuldig corrigeerden voor leeftijd en twintig verschillende systemische gezondheidstoestanden, zoals een hoog cholesterolgehalte, nierfunctie en levergezondheid, om ervoor te zorgen dat de gevonden verschillen werkelijk gekoppeld waren aan geslacht en niet alleen aan een specifieke ziekte.
De resultaten toonden aan dat geslacht een krachtige factor is in de architectuur van het oog. Na correctie voor leeftijd en gezondheidstoestanden vonden de onderzoekers significante verschillen in 41 van de 49 gemeten kenmerken. De meest consistente verschillen verschenen in de oogzenuwkop, het gebied waar de oogzenuw het oog binnengaat. Mannen hadden de neiging om oogzenuwkoppen te hebben die horizontaal meer uitgerekt en ronder waren, met een grotere cup—de centrale depressie in de zenuw—relatief ten opzicht van de grootte van de kop zelf. In contrast hiermee waren de koppen van vrouwen iets meer verticaal georiënteerd. Deze verschillen waren niet gering; ze waren consistent over de overgrote meerderheid van de metingen. Zo was de ratio van de verticale hoogte tot de horizontale breedte van de kop aanzienlijk lager bij mannen, en ook de afstand van het centrum van de kop tot de rand was anders.
De studie bracht ook duidelijke patronen in de bloedvaten en het omliggende weefsel aan het licht. Mannen hadden over het algemeen een lagere ratio van kleine slagaders tot aders, voornamelijk omdat hun slagaders gemiddeld nauwer waren. Ze vertoonden ook een hogere dichtheid van bloedvaten in het gebied direct rond de oogzenuw, maar een lagere dichtheid in het centrale deel van het netvlies nabij de macula, die verantwoordelijk is voor het scherpe, centrale zicht. Bov�elijk was het weefsel rond de oogzenuw, bekend als peripapillaire atrofie, groter en prominenter bij mannen. Dit gebied, dat soms kan lijken op een bleke ring rond de zenuw, was bij mannen hoger en breder dan bij vrouwen. Interessant genoeg ontdekten de onderzoekers dat deze verschillen grotendeels hetzelfde bleven, zelfs nadat ze voor twintig verschillende gezondheidstoestanden hadden gecorrigeerd. Dit suggereert dat de structurele verschillen tussen de ogen van mannen en vrouwen diep geworteld zijn in de biologie en niet simpelweg een bijproduct zijn van het feit dat mannen en vrouwen verschillende percentages hoge bloeddruk of diabetes hebben.
Een van de meest intrigerende bevindingen betrof een aandoening genaamd prostatahyperplasie, een vergroting van de prostaatklier die alleen mannen treft. De onderzoekers onderzochten of mannen met deze aandoening andere oogkenmerken hadden vergeleken met mannen zonder deze aandoening. Ze vonden dat mannen met een vergrote prostaat kleinere afstanden hadden van het centrum van hun oogzenuw tot de rand en een lagere vaatdichtheid in bepaalde gebieden. Dit suggereert dat zelfs binnen de mannelijke populatie specifieke gezondheidstoestanden de landschappen van het oog subtiel kunnen veranderen. Echter, voor de overgrote meerderheid van de andere onderzochte gezondheidstoestanden, zoals hoge bloedsuikerspiegels of nierproblemen, bleven de verschillen tussen mannen en vrouwen stabiel. De studie vond niet dat deze veelvoorkomende ziekten de natuurlijke geslachtsverschillen in het oog uitwisten of omkeerden.
Ondanks de duidelijkheid van deze bevindingen, merken de onderzoekers voorzichtig op wat ze nog niet kunnen zeggen. Omdat de studie een momentopname was, kan het niet bewijzen dat deze verschillen specifieke gezondheidsresultaten veroorzaken of dat ze volledig onafhankelijk zijn van de grootte van de oogbol zelf. Mannen hebben gemiddeld langere oogbollen dan vrouwen, en dit fysieke verschil in grootte beïnvloedt waarschijnlijk de vorm van de oogzenuw en de dichtheid van het netvliesweefsel. Zonder de exacte lengte van elk oog van de deelnemers te meten, beschrijft de studie de verschillen zoals ze verschijnen in deze specifieke groep, in plaats van als een universele biologische regel. Desalniettemin biedt het werk een vitale referentiekaart. Het laat zien dat wanneer kunstmatige intelligentie wordt gebruikt om oogziekten zoals glaucoom te screenen of om cardiovasculair risico te beoordelen, het gekalibreerd moet worden om te begrijpen wat normaal is voor mannen en wat normaal is voor vrouwen. Het negeren van deze natuurlijke variaties zou kunnen leiden tot misdiagnoses, waarbij het oog van een gezonde man als abnormaal wordt gemarkeerd, simpelweg omdat de computer verwacht dat het eruitziet als dat van een vrouw. Door deze basisverschillen vast te stellen, helpt de studie ervoor te zorgen dat de toekomst van de oogzorg even precies en gepersonaliseerd is als de technologie die het mogelijk maakt.
Verdrinkt u in papers in uw vakgebied?
Ontvang dagelijkse digests van de nieuwste papers die bij uw onderzoekswoorden passen — met technische samenvattingen, in uw taal.