Une étude conclut qu’une photo des yeux prise lors d’un bilan de santé permettrait de distinguer la probabilité d’une démence actuelle et même de prédire le risque d’en développer une à l’avenir.
L’hôpital universitaire national de Séoul a annoncé, le 28, qu’une équipe de recherche conjointe — composée du professeur Park Sang-min (médecine de famille) à l’hôpital universitaire national de Séoul, du Dr Jang Ju-young de XaiMed Co., Ltd., du professeur-assistant de recherche Han Chang-ho au Centre de recherche sur les mégadonnées médicales de la faculté de médecine de l’Université nationale de Séoul, et du Dr Kim Jae-won (sciences médicales) — avait développé une IA de dépistage et de prédiction du risque de démence après avoir analysé 108 008 photos du fond d’œil provenant de 36 322 personnes ayant passé un examen de santé.
L’équipe a examiné non seulement les performances prédictives de l’IA, mais aussi les zones sur lesquelles elle s’était appuyée pour trancher. Résultat : pour déterminer à la fois la présence actuelle d’une démence et le risque de survenue ultérieure, l’IA a accordé une importance particulière à la zone où convergent les nerfs optiques et à ses alentours..
Pourquoi les yeux peuvent-ils renseigner sur le risque de démence ?
Une photo du fond d’œil est une image, prise à travers la pupille, de la rétine, du nerf optique et des vaisseaux sanguins intraoculaires. Elle est couramment réalisée non seulement en consultation d’ophtalmologie, mais aussi lors des bilans de santé.
Si les chercheurs se sont intéressés à l’œil, c’est parce que la rétine est étroitement liée au cerveau. La rétine et le nerf optique sont connectés au système nerveux central. Des travaux ont également montré que certaines modifications neuronales ou microvasculaires observées dans le cerveau peuvent se refléter, en partie, dans l’œil.
L’équipe a estimé que, si ces changements laissaient une trace sur les photos du fond d’œil, l’IA pourrait y détecter des signaux de risque de démence.
Les chercheurs ont utilisé les données de personnes ayant passé un bilan de santé à l’hôpital universitaire national de Séoul entre 2004 et 2016. Parmi elles, 2 868 photos appartenant à 1 001 personnes diagnostiquées avec une démence et auxquelles des médicaments liés à cette pathologie avaient été prescrits dans les deux ans précédant ou suivant la prise de vue du fond d’œil ont été classées dans le groupe « démence ». L’IA a ensuite été entraînée en comparaison avec des personnes ne présentant pas de démence.
Après comparaison de plusieurs modèles d’IA, celui qui avait été préalablement entraîné sur un grand nombre de photos du fond d’œil a affiché les meilleures performances.
Elle a distingué la démence actuelle et le risque futur
La performance de l’IA pour distinguer les personnes atteintes d’une démence de celles qui ne le sont pas s’est établie à 0,750. Plus cette valeur est proche de 0,5, plus le résultat correspond à un niveau de réussite dû au hasard ; plus elle se rapproche de 1, plus elle signifie que les deux groupes sont bien différenciés.
L’équipe a également comparé les performances de l’IA à celles de l’outil d’évaluation du risque de démence existant, le « CAIDE ». Le CAIDE estime le risque de démence à long terme en attribuant un score à l’âge, au sexe, au niveau d’éducation, à la pression artérielle, au degré d’obésité, au cholestérol, à l’activité physique, etc. Il ne nécessite pas d’examen d’imagerie cérébrale distinct, comme une IRM ou une TEP.
Dans cette analyse, la performance pour distinguer une démence actuelle était de 0,624 pour le CAIDE, contre 0,750 pour l’IA utilisant des photos du fond d’œil. Plus la valeur est proche de 1, plus elle indique une bonne distinction entre personnes avec et sans démence.
Une différence est également apparue pour la prédiction du risque de survenue future de la démence. L’IA a obtenu 0,812, contre 0,689 pour le CAIDE.
La même tendance a été observée même après prise en compte séparée des facteurs de risque classiques de la démence, tels que l’âge et le sexe. Plus le score de l’IA était élevé, plus la probabilité d’une démence actuelle ou d’une démence à venir augmentait.
Cela signifie que les photos du fond d’œil pourraient contenir davantage d’informations liées à la démence, difficiles à capter avec les seuls facteurs de risque classiques comme l’âge, la pression artérielle ou l’obésité.
La zone la plus scrutée par l’IA : la « papille optique »
Un point marquant de cette étude est qu’elle a aussi examiné ce sur quoi l’IA s’appuyait pour prendre sa décision.
L’équipe a coloré les zones que l’IA jugeait importantes sur les photos du fond d’œil. La zone présentant le plus haut niveau d’attention était la « papille optique ».
La papille optique est la région où les fibres nerveuses issues de la rétine se rassemblent pour se prolonger dans le nerf optique. En termes simples, c’est la sortie où convergent les nerfs qui transmettent au cerveau les informations reçues par l’œil.
Le degré d’attention de l’IA sur la papille optique était 5,72 fois plus élevé que sur les zones périphériques habituelles. Une forte attention a également été observée autour de la papille optique et sur la zone des fibres nerveuses reliant cette région à la macula.
Ces zones sont celles où des changements rétiniens associés à la démence ont déjà été rapportés dans des études antérieures. Cela étaye l’hypothèse que l’IA a capté des modifications nerveuses liées à la démence, et non des caractéristiques fortuites présentes sur les images.
Les photos du bilan de santé peuvent-elles servir au dépistage de la démence ?
Si cette étude attire l’attention, c’est parce qu’elle permettrait d’exploiter des photos du fond d’œil déjà réalisées lors des bilans de santé, sans ajouter de nouvel examen.
Après une validation suffisante, cette approche pourrait servir d’outil d’appoint pour identifier, dès l’étape du bilan de santé, les personnes à haut risque de démence et les orienter vers des tests de fonctions cognitives ou une consultation spécialisée.
Cela ne signifie toutefois pas que « l’on diagnostique une démence à partir d’une seule photo des yeux ». Un diagnostic de démence requiert l’évaluation des symptômes du patient et des fonctions cognitives. Selon la situation, une IRM cérébrale ou des analyses de sang et de liquide céphalorachidien peuvent être ajoutées.
Cette étude a par ailleurs été menée principalement auprès de personnes ayant passé un bilan de santé dans un seul hôpital. Des validations supplémentaires sont nécessaires pour vérifier si des performances similaires sont observées dans d’autres hôpitaux et dans des groupes d’âges, ainsi que des populations d’origines raciales et ethniques différentes.
Le professeur Park Sang-min, du service de médecine de famille de l’hôpital universitaire national de Séoul, a déclaré : « Nous espérons que cette technologie d’IA, qui exploite des données de dépistage de routine sans examens supplémentaires coûteux, deviendra un outil d’appoint utile dans les stratégies de prévention et d’intervention précoce contre la démence. »
Le Dr Jang Ju-young, de XaiMed, a souligné : « Cette étude a évalué non seulement les performances prédictives de l’IA, mais aussi son explicabilité et son utilité clinique, et elle a ainsi indiqué une orientation importante pour le développement de biomarqueurs d’IA fondés sur l’imagerie du fond d’œil. »
Cette étude a été mise en ligne le 4 juillet dans la revue internationale 《npj Digital Medicine》.
