Chuẩn đoán bệnh võng mạc đái tháo đường từ ảnh võng mạc - Viện Công nghệ Thông tin - Đại học Quốc gia Hà Nội

Trang chủ / Tin khoa học công nghệ / Chuẩn đoán bệnh võng mạc đái tháo đường từ ảnh võng mạc I. GIỚI THIỆU VỀ BỆNH VÕNG MẠC ĐÁI THÁO ĐƯỜNG Bệnh võng mạc đái tháo đường hay bệnh võng mạc tiểu đường (tiếng Anh: Diabetic retinopathy) là tình trạng bệnh lý với các tổn thương xảy ra ở võng mạc do bệnh đái tháo đường gây nên.
Đây là nguyên nhân hàng đầu dẫn đến mù lòa và tỷ lệ bị bệnh tăng nhanh trong những năm gần đây tại nước ta.
Một người mắc bệnh đái tháo đường càng lâu, điều trị càng không tốt thì nguy cơ phát triển bệnh võng mạc càng cao.
Bệnh ảnh hưởng đến trên 80% người bị đái tháo đường 20 năm trở lên.
Đường máu cao kéo dài gây nên tổn thương các mạch máu của toàn bộ các cơ quan trong cơ thể, biểu hiện rõ nhất ở các vi mạch máu.
Tại mắt, do tổn thương các mao mạch võng mạc, làm tăng tính thấm thành mạch, thoát huyết tương vào võng mạc gây phù nề.
Khi mao mạch bị phá hủy gây tắc và làm thiếu máu võng mạc, cơ thể phản ứng bằng cách tiết ra các yếu tố kích thích sự phát triển các mạch máu mới (tân mạch) để nuôi dưỡng những vùng võng mạc này.
Tuy nhiên những mạch máu này mỏng manh dễ vỡ gây ra các biến chứng xuất huyết võng mạc, dịch kính, xơ hóa gây co kéo bong võng mạc [1]. Hình 1: Hình ảnh chụp võng mạc huỳnh quang (A. Bình thường;
B. Bệnh VM ĐTĐ) [1] Bệnh võng mạc đái tháo đường (BVM ĐTĐ) xảy ra trong 90% các trường hợp đái tháo đường tiến triển sau 10-15 năm, bất kể đái tháo đường phụ thuộc Insulin hay không.
Trên thế giới có trên 200 triệu người mắc đái tháo đường, còn ở Việt Nam khoảng 4,5 triệu người mắc, trong đó có khoảng 20% những người mắc tiểu đường có biến chứng ở mắt với các mức độ khác nhau.
Nếu không được phát hiện và điều trị sớm, những tổn thương của bệnh ở đáy mắt sẽ rất nặng nề như phù hoàng điểm, xuất huyết võng mạc, xuất huyết dịch kính, bong võng mạc, v.v.
dẫn đến mù lòa.
Thế giới cũng đưa ra nhận định số bệnh nhân mắc bệnh ĐTĐ/ số BN không mắc bệnh ĐTĐ là 50/50 [2]. Theo thống kê hiện nay 2,7% dân số Việt Nam mắc bệnh ĐTĐ thì ở thành phố lớn chiếm 4,4%, trong đó 90% ĐTĐ type 2. Tỉ lệ biến chứng ở mắt chiếm 20% như tăng nhãn áp, đục thuỷ tinh thể;
bệnh lý võng mạc ĐTĐ chiếm 85%, đây là biến chứng ở mắt nếu không phát hiện sớm, điều trị kịp thời sẽ gây mù [2]. Ở Việt Nam, một số nghiên cứu về các biến chứng mắt của bệnh đái tháo đường đã được công bố [3]. Trên 147 bệnh nhân ĐTĐ điều trị tại khoa nội tiết bệnh viện Bạch Mai từ 1984-1988 tỷ lệ biến chứng mắt là 33,4% trong đó tổn thương võng mạc là 10,92%. Hầu hết các giai đoạn của bệnh võng mạc do đái tháo đường nhưng giai đoạn BVM ĐTĐ tăng sinh chiếm đến 69,88%. Từ nghiên cứu này, một số kinh nghiệm điều trị, phát hiện sớm bệnh lý võng mạc nhằm giảm tỷ lệ mù lòa ở bệnh nhân ĐTĐ đã được rút ra.
II. CÁC THUẬT TOÁN CHẨN ĐOÁN BỆNH VÕNG MẠC ĐÁI THÁO ĐƯỜNG Trong số các thuật toán gần đây hầu hết được xây dựng dựa trên một hoặc một số trong số 6 mô hình cấu thành sau đây: (i) CNN (Convolutional neural network): Mạng nơ-ron tích chập.
(ii) ANN (Artificial neural network): Mạng nơ-ron nhân tạo (iii) NN-khác: các phiên bản khác của ANN ngoài CNN, ví dụ như Mạng nơ-ron hồi quy (RNN- recurrent neural network) và mô hình LSTM (long-short-term memory). (iv) ML- mờ: Các phương pháp dựa trên logic mờ, ví dụ như hệ suy diễn mờ và/hoặc chuỗi suy diễn mờ trong số những phương pháp khác, và với ML thực hiện.
(v) SVM (Support vector machine.
)- máy vector hỗ trợ (vi) RF (Random forest): rừng ngẫu nhiên.
Hình 2: Tỷ lệ phân bố của 84 nghiên cứu trong số các thuật toán chẩn đoán bệnh võng mạc đái tháo đường mới Hình 3: Sơ đồ Euler biểu diễn phân bố của các nghiên cứu III. DỮ LIỆU ẢNH VÕNG MẠC Tại Việt Nam, một số nghiên cứu thực hiện khảo sát một số đặc điểm lâm sàng, cận lâm sàng của bệnh nhân tăng huyết áp có tiền đái tháo đường hay xác định nhân trắc, đặc điểm lâm/cận lâm sàng;
các yếu tố nguy cơ hạ đường huyết ở bệnh nhân ĐTĐ, v.v.
Tuy nhiên chưa có nghiên cứu nào thực hiện chẩn đoán từ ảnh võng mạc.
Các bộ dữ liệu võng mạc được sử dụng phổ biến nhất bao gồm Kaggle-EyePACS, STARE, DRIVE, IDRiD, HRF và Messidor trong các nghiên cứu.
IV. KẾT LUẬN Bệnh đái tháo đường đang trở thành một trong những căn bệnh phổ biến với bệnh tiểu đường loại II đạt mức dịch bệnh và bệnh tiểu đường loại I đang gia tăng đều trên toàn thế giới.
Với bệnh tiểu đường ngoài các biến chứng sức khỏe khác và các bệnh làm hạn chế cuộc sống còn bao gồm các bệnh mạch máu vĩ mô như bệnh tim thiếu máu cục bộ, bệnh động mạch ngoại biên và đột quỵ.
Ngoài ra, nó cũng có thể là nguyên nhân gây ra các bệnh khác như bệnh viêm dây thần kinh ngoại biên, bệnh võng mạc đái tháo đường và bệnh thận tiểu đường.
Bệnh võng mạc đái tháo đường là một biến chứng sức khỏe xảy ra do bệnh tiểu đường kéo dài với việc quản lý lượng đường trong máu kém.
Như đã trình bày ở trên, bệnh DR là một bệnh liên quan đến mắt và cuối cùng dẫn đến mất thị lực.
Bệnh tiểu đường làm ảnh hưởng đến việc sản sinh và độ nhạy của insulin, và do đó cơ thể có khả năng hấp thụ glucose, dẫn đến lượng đường trong máu cao.
Báo cáo này đã thực hiện tìm hiểu các triệu chứng thường gặp ở bệnh võng mạc đái tháo đường và tổng quan gọn các phương pháp học máy hỗ trợ chẩn đoán bệnh võng mạc đái tháo đường cùng các dữ liệu phổ biến trong bài toán này nhằm hỗ trợ các bác sĩ điều trị bệnh hiệu quả.
V. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Đinh Viết Nghĩa.
(2019). Bệnh võng mạc đái tháo đường.
Bệnh viện 108. [2]. Kim Minh, Trúc, V. L. N., Tân, V. V., & Trầm, T. V. (2021). Tình hình bệnh lý võng mạc đái tháo đường và các yếu tố liên quan tại tỉnh Tiền Giang năm 2020. Vietnam Journal of Diabetes and Endocrinology, (46), 117-122. [3]. Lương Ngọc Khuê, Nguyễn Thụy Khuê (2016). Quản lý Đái Tháo Đường STENO- VDCD. Tài liệu tập huấn do cục quản lý khám chữa bệnh tổ chức tại Tiền Giang.
PHÒNG CÔNG NGHỆ ĐA PHƯƠNG TIỆN VÀ THỰC TẠI ẢO Bài viết cùng chủ đề: Từng bước hiện thực hóa thỏa thuận hợp tác với trường Đại học Công nghệ Thông tin và Truyền thông (ĐH Thái Nguyên) Vi mạch Mạng nơ-ron xung (SNN) – Xu hướng tất yếu trong phát triển chip AI hiện đại Viện Công nghệ Thông tin góp phần đưa hai lĩnh vực của ĐHQGHN vào Top 500 thế giới theo bảng xếp hạng QS 2025 Seminar về công nghệ Gate-All-Around tại ĐHQGHN thu hút đông đảo chuyên gia và sinh viên Tập huấn sử dụng phần mềm Base Wework Thuật toán huấn luyện và kiến trúc phần cứng hiệu quả cao cho Spiking Neural Networks với trọng số tam phân Sự kiện mới nhất Seminar "Distributed Information fusion for multitarget tracking Call-for-Paper: ICTA 2025 Seminar "The Road to Gate-All-Around and Its Impact on Analog Design" Tin tức mới nhất Thông báo tuyển sinh đào tạo tiến sĩ đợt 1 năm 2025 21/03/2025 Từng bước hiện thực hóa thỏa thuận hợp tác với trường Đại học Công nghệ Thông tin và Truyền thông (ĐH Thái Nguyên) 21/03/2025 Vi mạch Mạng nơ-ron xung (SNN) – Xu hướng tất yếu trong phát triển chip AI hiện đại 14/03/2025 Viện Công nghệ Thông tin góp phần đưa hai lĩnh vực của ĐHQGHN vào Top 500 thế giới theo bảng xếp hạng QS 2025 13/03/2025 Seminar về công nghệ Gate-All-Around tại ĐHQGHN thu hút đông đảo chuyên gia và sinh viên 13/03/2025 Luận án tiến sĩ của nghiên cứu sinh Nguyễn Anh Chuyên 06/03/2025 Viện Công nghệ Thông tin tuyển sinh chương trình đào tạo tiến sĩ Công nghệ Thông tin 03/03/2025 Viện Công nghệ Thông tin và Học viện Tài chính thúc đẩy hợp tác đào tạo nguồn nhân lực Công nghiệp bán dẫn và Khoa học dữ liệu 27/02/2025