Qhaway: una herramienta de apoyo para el diagnóstico del glaucoma con aprendizaje profundo

Propone un método para el diagnóstico del glaucoma basado en un modelo híbrido de modelos DL, con el cual usando imágenes del fondo de ojo de un paciente se consigue hacer el diagnóstico con alta precisión. Se consideró la integración de los dataset públicos de glaucoma HRF, Drishti-GS1, sjchoi86-HRF, RIM-ONE y ACRIMA, con un total de 1707 imágenes (919 normal y 788 glaucoma) del fondo de ojo, un modelo híbrido de Voting sobre los modelos de DL ResNet50 con dos tipos de fine tuning y ResNet50V2, y la implementación usando Keras y Tensor Flow, con lo que se consiguió un diagnóstico con exactitud del 96.55%, sensibilidad del 98.54% y especificidad del 94.32%. Además, los experimentos numéricos muestran que el aprendizaje usando 5 bases de datos permite mejores resultados que por separado, incluso aplicando transfer learning, también muestran que el modelo híbrido voting genera una exactitud superior en 20.69% a la mejor exactitud obtenido por el mejor modelo de DL (DenseNet169) usando un dataset, 13.22% al mejor modelo (ResNet50V2) usando transfer learning con los 5 datasets, y 1.72% al mejor modelo (ResNet50) considerando los 5 dataset

Machine Learning Techniques, Detection and Prediction of Glaucoma– A Systematic Review

Globally, glaucoma is the most common factor in both permanent blindness and impairment. However, the majority of patients are unaware they have the condition, and clinical practise continues to face difficulties in detecting glaucoma progression using current technology. An expert ophthalmologist examines the retinal portion of the eye to see how the glaucoma is progressing. This method is quite time-consuming, and doing it manually takes more time. Therefore, using deep learning and machine learning techniques, this problem can be resolved by automatically diagnosing glaucoma. This systematic review involved a comprehensive analysis of various automated glaucoma prediction and detection techniques. More than 100 articles on Machine learning (ML) techniques with understandable graph and tabular column are reviewed considering summery, method, objective, performance, advantages and disadvantages. In the ML techniques such as support vector machine (SVM), and K-means. Fuzzy c-means clustering algorithm are widely used in glaucoma detection and prediction. Through the systematic review, the most accurate technique to detect and predict glaucoma can be determined which can be utilized for future betterment

Aspectos do rastreamento do glaucoma auxiliados por técnicas automatizadas em imagens com menor qualidade do disco óptico

O glaucoma é uma neuropatia óptica cuja progressão pode levar a cegueira. Representa a principal causa de perda visual de caráter irreversível em todo o mundo para homens e mulheres. A detecção precoce através de programas de rastreamento feita por especialistas é baseada nas características do nervo óptico, em biomarcadores oftalmológicos (destacando-se a pressão ocular) e exames subsidiários, com destaque ao campo visual e OCT. Após o reconhecimento dos casos é feito o tratamento com finalidade de estacionar a progressão da doença e melhorar a qualidade de vida dos pacientes. Contudo, estes programas têm limitações, principalmente em locais mais distantes dos grandes centros de tratamento especializado, insuficiência de equipamentos básicos e pessoal especializado para oferecer o rastreamento a toda a população, faltam meios para locomoção a estes centros, desinformação e desconhecimento da doença, além de características de progressão assintomática da doença. Esta tese aborda soluções inovadoras que podem contribuir para a automação do rastreamento do glaucoma utilizando aparelhos portáteis e mais baratos, considerando as necessidades reais dos clínicos durante o rastreamento. Para isso foram realizadas revisões sistemáticas sobre os métodos e equipamentos para apoio à triagem automática do glaucoma e os métodos de aprendizado profundo para a segmentação e classificação aplicáveis. Também foi feito um levantamento de questões médicas relativas à triagem do glaucoma e associá-las ao campo da inteligência artificial, para dar mais sentido as metodologias automatizadas. Além disso, foi criado um banco de dados privado, com vídeos e imagens de retina adquiridos por um smartphone acoplado a lente de baixo custo para o rastreamento do glaucoma e avaliado com métodos do estado da arte. Foram avaliados e analisados métodos de detecção automática de glaucoma utilizando métodos de aprendizado profundo de segmentação do disco e do copo óptico em banco de dados públicos de imagens de retina. Finalmente, foram avaliadas técnicas de mosaico e de detecção da cabeça do nervo óptico em imagens de baixa qualidade obtidas para pré-processamento de imagens adquiridas por smartphones acoplados a lente de baixo custo.Glaucoma is an optic neuropathy whose progression can lead to blindness. It represents the leading cause of irreversible visual loss worldwide for men and women. Early detection through screening programs carried out by specialists is based on the characteristics of the optic papilla, ophthalmic biomarkers (especially eye pressure), and subsidiary exams, emphasizing the visual field and optical coherence tomography (OCT). After recognizing the cases, the treatment is carried out to stop the progression of the disease and improve the quality of patients’ life. However, these screening programs have limitations, particularly in places further away from the sizeable, specialized treatment centers, due to the lack of essential equipment and technical personnel to offer screening to the entire population, due to the lack of means of transport to these centers, due to lack of information and lack of knowledge about the disease, considering the characteristics of asymptomatic progression of the disease. This thesis aims to develop innovative approaches to contribute to the automation of glaucoma screening using portable and cheaper devices, considering the real needs of clinicians during screening. For this, systematic reviews were carried out on the methods and equipment to support automatic glaucoma screening, and the applicable deep learning methods for segmentation and classification. A survey of medical issues related to glaucoma screening was carried out and associated with the field of artificial intelligence to make automated methodologies more effective. In addition, a private dataset was created, with videos and retina images acquired using a low-cost lens-coupled cell phone, for glaucoma screening and evaluated with state-of-the-art methods. Methods of automatic detection of glaucoma using deep learning methods of segmentation of the disc and optic cup were evaluated and analyzed in a public database of retinal images. In the case of deep learning classification methods, these were evaluated in public databases of retina images and in a private database with low-cost images. Finally, mosaic and object detection techniques were evaluated in low-quality images obtained for pre-processing images acquired by cell phones coupled with low-cost lenses