W ekskluzywnym wywiadzie, Profesor Grzybowski opowiada o swoim niezwykłym projekcie, który ma na celu wykorzystanie sztucznej inteligencji w diagnozowaniu retinopatii cukrzycowej - jednej z głównych przyczyn utraty wzroku w Polsce. Jego wizja oraz zaangażowanie w walkę z tym poważnym problemem zdrowotnym świadczą o niezmordowanej pasji do nauki i trosce o dobro pacjentów.

Jak Profesor Grzybowski radzi sobie z oporem i brakiem zrozumienia ze strony niektórych samorządów? Czy fundacja, której przewodniczy, odniesie sukces w swoich dążeniach do wprowadzenia innowacji w polskiej medycynie? I jakie kroki powinny być podjęte, aby zwiększyć zaufanie pacjentów do sztucznej inteligencji?

Poznaj fascynujące spojrzenie Profesora Grzybowskiego na świat medycyny, etykę i możliwości sztucznej inteligencji w okulistyce. Przenieś się w przyszłość, w której nauka i technologia zmieniają życie ludzi na lepsze, dzięki niezwykłemu wkładowi tego polskiego eksperta.

Czy mógłby Pan powiedzieć coś więcej na temat prac opisujących możliwości wykorzystywania zdjęć dna oka do analizowania ich przez sztuczną inteligencję?

Może zacznę od tego, że nasza fundacja prowadzi unikatowy projekt w skali europejskiej dotyczący zastosowania algorytmów sztucznej inteligencji w diagnozowaniu retinopatii cukrzycowej. W Polsce jest to pierwszy projekt tego typu. Retinopatia cukrzycowa jest najczęstszym i najgroźniejszym powikłaniem ocznym cukrzycy, będącym główną przyczyną utraty widzenia u osób w wieku produkcyjnym. Nasz projekt, rozpoczęty w 2019 roku, jest finansowany ze środków Unii Europejskiej. Jego celem jest przebadanie 40 tysięcy pacjentów z 30 poradni diabetologicznych na terenie Wielkopolski. Chodzi o duży, naprawdę duży projekt. W Polsce jest około trzech milionów pacjentów z cukrzycą, a retinopatia cukrzycowa dotyka około 30% z nich  mówimy o milionie osób. Co ciekawe, medycyna okulistyczna może w 95% przypadków zabezpieczyć widzenie pacjenta z retinopatią cukrzycową, jeśli tylko zostanie on w odpowiednim czasie skierowany do okulisty. Potrafimy zatrzymać progresję choroby za pomocą różnych metod, takich jak leki czy lasery, w taki sposób, aby nie prowadziła do pogorszenia lub utraty wzroku. Mimo skutecznych metod leczenia, wielu pacjentów traci wzrok, ponieważ nie trafiają do lekarza lub trafiają za późno. Proces screeningu, wczesnego wykrywania i edukacji pacjenta jest bardzo słaby, co stanowi największy problem. Niestety, ten problem dotyczy wielu dziedzin medycyny. Jeśli spojrzymy na pacjentów z retinopatią cukrzycową, którzy stanowią 30% wszystkich chorych na cukrzycę, obecne zalecenia Polskiego Towarzystwa Okulistycznego i Diabetologicznego oraz innych towarzystw z krajów rozwiniętych mówią, że każdy pacjent z cukrzycą powinien być badany raz na rok, a jeśli cukrzyca jest ustabilizowana i bez powikłań, to nawet raz na dwa lata. Czyli według obecnych standardów, trzy miliony pacjentów powinno być co roku badanych przez okulistę, aby wykryć ten milion osób z retinopatią cukrzycową.

Czy to oznacza, że jest jakiś problem organizacyjny lub wydolnościowy?

Tak, to jest przede wszystkim problem kosztowy i organizacyjny związany z dostępnością lekarzy. Niedawno miałem w rękach najnowszy raport NFZ dotyczący kolejek do specjalistów, i najdłuższe kolejki są do okulistów - od 6 do 9 miesięcy. To oczywiście stanowi problem. Kolejnym problemem są koszty -czy państwo stać na badanie ponad dwóch milionów zdrowych osób, aby wyłapać milion chorych?

Czy fundacja, której Pan przewodniczy, stara się rozwiązać te problemy?

Tak, oczywiście. Jako okulista obserwuję ten problem od lat. Na świecie są dwa kraje, które w ciągu ostatnich dwudziestu lat rozwiązały ten problem, a retinopatia cukrzycowa nie jest już główną przyczyną utraty widzenia u osób w wieku produkcyjnym. Są to Singapur i Wielka Brytania.

Jak oni sobie z tym poradzili?

Singapur wprowadził Narodowy Screening Cukrzycowy, ale ze względu na różnice w strukturze ludności i geografii, nie jest to dobry model dla nas. Wielka Brytania natomiast, jest ciekawym przykładem. 20 lat temu wprowadzili program oparty na modelu publicznym, podobnym do naszego Narodowego Funduszu Zdrowia. W ramach tego programu, pacjenci z cukrzycą są identyfikowani, a następnie otrzymują zaproszenie do badania retinopatii. Zdjęcia dna oka są oceniane przez wyspecjalizowanych techników, co pozwala oszczędzić czas lekarzy okulistów. Jednak taki model jest bardzo drogi i nie został wprowadzony w innych krajach, takich jak Polska, Niemcy czy Francja. W ostatnich latach nastąpił znaczący rozwój algorytmów sztucznej inteligencji w zakresie analizy obrazów dna oka, szczególnie w przypadku retinopatii cukrzycowej. Na terenie Unii Europejskiej zarejestrowanych jest około 15 algorytmów, a w Stanach Zjednoczonych dwa.

Czy któryś z tych algorytmów jest tworzony przez Polaków w Polsce?

Niestety, żaden z nich nie jest polski. Wierzymy jednak, że jesteśmy zdolni do stworzenia takiego algorytmu jako kraj. Aby zbudować taki algorytm potrzebujemy współpracy z partnerami z dziedziny informatyki. I jesteśmy otwarci na taka współpracę. W Polsce prowadzimy pilotażowy program, w którym wprowadzamy urządzenia do robienia zdjęć dna oka, zwane funduskamerami, do poradni diabetologicznych. Pielęgniarki diabetologiczne są szkolone w obsłudze tych urządzeń, a zdjęcia są analizowane przez algorytm. Pacjent otrzymuje informację o obecności lub braku retinopatii w trakcie tej samej wizyty u diabetologa.

Więc obecnie to jest tylko program pilotażowy?

Tak, to pilotażowy program finansowany przez Unię Europejską, czyli z naszych publicznych środków. Wymyśliłem ten program i zdobyłem na niego fundusze z UE. Jego realizacja zakończy się faktycznie w czerwcu tego roku. Chcę udowodnić, że tego rodzaju badania przesiewowe są uzasadnione i dlaczego prowadzimy je w tym regionie. Jednakże, nie spotkałem się z dużym zrozumieniem i entuzjazmem ze strony innych województw, zwłaszcza sąsiadujących z Wielkopolską. Niestety, te unijne środki są przekazywane przez samorządy wojewódzkie, a bez ich poparcia nic nie można zrobić.

Czy napotkał Pan na opór ze strony tych samorządów wojewódzkich?

Przede wszystkim mogę powiedzieć, że nie wykazali zainteresowania. Województwa dolnośląskie, łódzkie, lubuskie i kujawsko-pomorskie nie były zainteresowane. W ostatnich dwóch latach próbowaliśmy docierać do wicemarszałków i przekonywać samorządy, ale nie odniosło to skutku. Były to liczne pisma, telefony i spotkania, na które przeznaczyliśmy wiele miesięcy wysiłku. Niestety,  są oni bardzo oporni na nowości wolą swoje dotychczasowe programy. Jeśli coś jest realizowane od 10 lat, wolą pozostać przy tym. Mamy nadzieję, że uda się coś osiągnąć w województwie pomorskim, gdzie rozmowy trwają. Na razie nie otrzymaliśmy ostatecznej odmowy. Co ciekawe, nasz projekt zdobył pierwsze miejsce w konkursie „Zdrowy Samorząd” dla samorządów regionalnych w zeszłym roku.

Otrzymaliście dyplom, ale nie są zainteresowani współpracą?

To paradoks. Nawet jeden samorząd powiedział mi, że już wszystko wiedzą, ponieważ byli na ceremonii wręczenia dyplomów i słyszeli o naszym programie, ale nie są zainteresowani. To bardzo demotywujące. Trudno czasem zrozumieć, jakie motywy kierują samorządowcami.

Otrzymałem informację, że sztuczna inteligencja potrafi diagnozować również choroby nieokulistyczne na podstawie zdjęć dna oka. Może Pan powiedzieć coś więcej na ten temat?

To bardzo obszerny temat. Przygotowałem książkę „Artificial Intelligence in Ophthalmology”, która ukazała się w 2021 roku, wydana przez Springera. Obecnie pracuję nad drugim wydaniem i wkrótce zostanie przetłumaczona na język chiński, co jest dość wyjątkowe. W książce zaprosiłem do współpracy czołowych ekspertów z całego świata.

Najważniejsi i niektórzy eksperci zaangażowani w powstanie książki „Artificial Intelligence in Ophthalmology” (w sumie było ich ponad 60):

• Jos J. Rozema, University of Antwerp (Belgia)
• Paisan Ruamviboonsuk, Rajavithi Hospital, Bangkok (Tajlandia)
• Michael D. Abramoff, The Robert C. Watzke Professor of Ophthalmology and Visual Sciences, University of Iowa, Iowa City, (USA)
• Dimitri T. Azar, University of Illinois at Chicago (USA)
• Emily Y. Chew, National Eye Institute, Bethesda (USA)
• Joel S. Schuman, New York University (USA)
• Michael F. Chiang, National Institutes of Health in Bethesda (USA)
• Daniel Ting, Singapore National Eye Center (Singapur)
• T. Y. Alvin Liu, Wilmer Eye Institute, Johns Hopkins University, Baltimore (USA)
• Neil M. Bressler Wilmer Eye Institute, Johns Hopkins University, Baltimore (USA)
• Roberto Pineda, Harvard Medical School, Boston (USA)
• Haotian Lin, Zhongshan Ophthalmic Center Sun Yat-Sen University (Chiny)
• Dan Milea  Singapore Eye Research Institute (Singapur)
• Carol Y. Cheung, Chinese University of Hong Kong (Chiny)
• Tien Yin Wong, Tsinghua University, Beijing (Chiny)
• John G. Ladas, Georgetown University School of Medicine (USA)
• Damien Gatinel, Hospital Foundation Adolphe De Rothschild, Paris (Francja)

We wrześniu będę gościem specjalnym na kongresie Chińskiego Towarzystwa Okulistycznego, gdzie książka zostanie zaprezentowana. Oczywiście oprócz zastosowań w dziedzinie okulistyki, istnieją informacje o innych chorobach, które można zidentyfikować na zdjęciach dna oka. Dno oka jest jedynym miejscem, gdzie można bezpośrednio ocenić naczynia krwionośne, więc wszystkie choroby naczyniowe organizmu czy mózgu mają swoje odzwierciedlenie w oku. Wiedza na ten temat istnieje od dawna. Na przykład, interniści kierowali pacjentów z nadciśnieniem do okulisty, aby ocenić naczynia krwionośne dna oka. Zmiany spowodowane długotrwałym nadciśnieniem były widoczne gołym okiem podczas badania. Jednak dzisiaj, z uwagi na skuteczne leczenie nadciśnienia, coraz rzadziej obserwujemy zaawansowane zmiany, a rola okulisty w tym zakresie jest coraz mniejsza. Zmiany są teraz bardziej dyskretne.

Jakie inne problemy programy sztucznej inteligencji mogą pomóc wykrywać?

Algorytmy są w stanie wykryć bardzo dyskretne zmiany, które mogą nas wyprzedzić i dostarczyć dokładność, której nie osiągniemy własnym wzrokiem, nawet przy powiększeniu. Algorytmy mogą wykryć wiele rzeczy, co otwiera możliwości oceny ryzyka chorób serca, naczyń wieńcowych, mózgowych itp. W ostatnich latach pojawiły się algorytmy oceniające takie ryzyko, co stanowi bardzo ciekawą dziedzinę. Inną dziedziną są choroby neurodegeneracyjne, ponieważ oko, zwłaszcza siatkówka, jest jedynym miejscem, gdzie można bezpośrednio obserwować i analizować struktury centralnego układu nerwowego. Na przykład, już wiemy, że badanie siatkówki może być wykorzystywane w neurologii, ponieważ zmiany degeneracyjne mogą dotyczyć mózgu również dotyczą oka. Dlatego warto monitorować rozwój stwardnienia rozsianego, choroby Alzheimera, Parkinsona, a nawet chorób psychiatrycznych. Metody okulistyczne są coraz częściej wykorzystywane przez neurologów na całym świecie. W zeszłym roku ukazała się praca pokazująca, że można wytrenować algorytm rozpoznający chorobę Alzheimera na podstawie obrazów dna oka [1]. Potencjalnie będziemy więc mogli w przyszłości wykorzystać algorytmy sztucznej inteligencji do diagnozowania chorób okulistycznych, systemowych, naczyniowych oraz neurodegeneracyjnych układu nerwowego.

Czy uważa Pan, że w przyszłości sztuczna inteligencja zastąpi lekarzy, czy będzie ich wspomagać?

Nie sądzę, aby sztuczna inteligencja zastąpiła lekarzy. Jako pacjenci, oczekujemy kontaktu z człowiekiem podczas rozwiązywania naszych intymnych problemów. Medycyna dotyczy różnych aspektów życia, a człowiek-lekarz jest tu niezbędnym ogniwem. Obecnie mamy do czynienia z medycyną powierzchowną, gdzie lekarze nie mają wystarczająco dużo czasu na pacjenta. W USA, czas poświęcony na pierwszorazowego pacjenta wynosi średnio 12 minut, a jeżeli wizyta nie jest pierwszorazowa, to zaledwie 7 minut. W Azji, to nawet tylko 2 minuty na pacjenta. Niestety, połowa tego czasu jest często poświęcana na dokumentację elektroniczną.

Jaki powinien być minimalny czas poświęcony dla pacjenta?

Nie ma jednoznacznej odpowiedzi, czasami wystarczy 15 minut, innym razem 30. Zależy to od indywidualnego przypadku. Na przykład, w poradni okulistyki dziecięcej, krótkie spotkanie z matką i dzieckiem wystarcza, jeśli wszystko jest w porządku. W przypadku nieprawidłowości, wizyta musi trwać dłużej, czasami nawet pół godziny. Dzisiaj marnujemy czas na czynności, które można by uprościć, na przykład rejestrowanie informacji od pacjenta. Wykorzystanie sztucznej inteligencji, takiej jak ChatGPT, może być pomocne w przyszłości zarówno w zakresie wspierania wywiadu, jak i analizy danych czy obrazów. Jednak korzystanie z takich narzędzi jest możliwe pod warunkiem spełnienia wymogów prawnych krajowych w tym zakresie oraz uzyskania odpowiedniej zgody ze strony pacjenta. Oczywiście pod warunkiem spełnienia regulacji prawnych w tym zakresie i zgody ze strony pacjenta. Uważam, że jest wiele zastosowań, które pomogą lekarzom i pozwolą im poświęcić więcej czasu na pacjentów.

Jakie kroki powinny być podjęte, aby zwiększyć zaufanie pacjentów do sztucznej inteligencji?

W mojej opinii, są dwa główne elementy. Po pierwsze, edukacja pacjentów jest kluczowa. Wiele osób obawia się, że sztuczna inteligencja może wymknąć się spod kontroli człowieka, ale na chwilę obecną takie zagrożenie jest tak odległe, jak kolonizacja Marsa. Edukacja pacjentów pozwoli im lepiej zrozumieć, czego mogą się spodziewać po sztucznej inteligencji i jakie sytuacje mogą być potencjalnymi nadużyciami. Niestety, często spotykamy się z różnymi modami, które mogą wprowadzać w błąd pacjentów. Kilka lat temu było to związane z np. wolnymi rodnikami, potem z nanotechnologią. Obawiam się, że podobne zjawisko może pojawić się wokół sztucznej inteligencji, co prowadzić będzie do nadużyć i oszustw. Chodzi tu o nadużywania pojęcia naukowego np. sztucznej inteligencji dla celów stricte marketingowych. Drugi ważny element to regulacje prawne. Choć pacjenci nie są bezpośrednimi regulatorami, władze państwowe powinny opracować odpowiednie przepisy, które zapobiegają stosowaniu niesprawdzonych technologii, zwłaszcza w medycynie. Jako ekspert, uważam że powinienem zwracać uwagę na takie kwestie i wspierać tworzenie przepisów mających na celu ochronę pacjentów.

Czy powinny być jakieś ograniczenia prawne lub etyczne w medycynie dotyczące AI?

Oczywiście powinny być ograniczenia prawne. Kluczowe jest wprowadzenie systemu weryfikacji, który sprawdza prawdziwość, skuteczność i bezpieczeństwo danego rozwiązania. Unia Europejska obecnie intensywnie pracuje nad tym, a w maju planowane jest uchwalenie AI Act, głównej unijnej ustawy dotyczącej sztucznej inteligencji. Proces opiniowania trwał kilka lat i obejmował konsultacje oraz zbieranie opinii. W UE mamy obecnie znacznie więcej zarejestrowanych algorytmów dotyczących np. retinopatii cukrzycowej niż w USA, co może sugerować o tym, że przepisy unijne są bardziej liberalne. Niestety, ułatwia to rejestrację wielu urządzeń, co do których możemy mieć wątpliwości. Unia Europejska, wprowadza również, na wzór amerykańskiej FDA,  jednolitą wyszukiwarkę urządzeń medycznych zarejestrowanych na terenie UE. Niestety obecnie nie mamy w UA jednego rejestru wszystkich urządzeń medycznych opartych na sztucznej inteligencji. Unia pracuje nad bazą danych EUDAMED, która będzie obowiązkowa od przyszłego roku. Obecnie przepisy unijne są mniej precyzyjne niż amerykańskie, co prowadzi do sytuacji, w której niektóre polskie sieci optyczne oferują badania dna oka przy użyciu przestarzałych algorytmów. Są to luki prawne, które muszą zostać wyeliminowane. W skrócie, obszar regulacji prawnych w medycynie dotyczącej AI wymaga uwagi, zarówno na poziomie unijnym, jak i narodowym. W Polsce Ministerstwo Zdrowia powinno wprowadzić odpowiednie regulacje, w tym certyfikację aplikacji medycznych. Powinniśmy mieć możliwość sprawdzenia i weryfikacji tych narzędzi, ale obecnie większość algorytmów nie jest dostępna do oceny.

Czyli algorytmy nie są udostępniane nawet dla lekarzy specjalistów?

Nawet dla specjalistów. Prowadzimy szereg badań naukowych, np. porównania algorytmów między sobą. Występowaliśmy do wielu firm zarejestrowanych w Unii Europejskiej z zapytaniem o udostępnienie algorytmów do porównań, ale większość z nich odpowiedziała, że nie jest zainteresowana takim porównaniem i nie udostępnią tych algorytmów.

Może to obawa przed skopiowaniem przez konkurencję?

Nie. Nie chcieliśmy wejść w posiadanie ich modelu, tylko porównać efektywność pracy różnych algorytmów. Chcieliśmy np. przeanalizować zdjęcia kilkuset polskich pacjentów za pomocą pięciu algorytmów, aby ocenić, który z nich jest najbardziej wiarygodny. Do tego celu nie potrzebujemy dostępu do algorytmów, wystarczy, że firmy zgodzą się na przetestowanie zdjęć.

Czy spotkał się pan z sytuacją, gdzie promowano sztuczną inteligencję, a rzeczywistość okazała się inna niż deklarowana przez producenta? Czy zawiódł się pan na jakimś rozwiązaniu?

Jako naukowiec nie chciałbym opierać się na pojedynczych przypadkach. Niemniej jednak zdarzyło mi się kilkukrotnie spotkać z reklamą produktu sugerującą, że ma on np. rejestrację w Unii Europejskiej, podczas gdy takiej rejestracji nie było. W USA rejestracje sprawdza się na stronie FDA (Food and Drug Administration), w UE - nie ma centralnego rejestru. Obecnie jesteśmy skazani na przedstawienia dokumentu przez właściciela algorytmu. My zwykle ich o to pytamy i właśnie wtedy okazuje się, że go nie ma bądź brak jest odpowiedzi. Czasami podawano również, że produkt ma rejestrację w USA, ale gdy prosiliśmy o szczegóły, okazywało się, że rejestracja dopiero ma nastąpić. Takie oszukiwanie informacją jest dość powszechne. Buduje się tym samym pozorną wiarygodność poprzez deklarowanie posiadania certyfikatów, które w rzeczywistości nie istnieją. Zdarza się, że firmy wycofują się z kontaktu, gdy próbujemy zweryfikować te informacje, mimo że sprzedają swoje produkty na rynku polskim. I tak dochodzimy do tego problemu.

Czy planuje pan podjąć jakieś działania w tym kierunku?

Cały czas podejmuję działania. Próbowałem skontaktować się z Ministrem Cyfryzacji Januszem Cieszyńskim poprzez platformę LinkedIn oraz mailowo we wrześniu 2022 r. Pan Minister przekierował nas do swojego zespołu, z którym odbyliśmy serię spotkań online dotyczących innowacji w medycynie, w tym wykorzystania sztucznej inteligencji w diagnostyce medycznej. Przedstawiliśmy im problem i potencjalne korzyści, i choć spotkanie było bardzo miłe i usłyszeliśmy od nich wiele pozytywnych opinii dotyczących naszej pracy, odpowiedzieli, że nie mają środków na tego typu projekty. Niewątpliwie zapowiedziana certyfikacja aplikacji medycznych opartych na SI zapowiedziana przez Ministerstwo Zdrowia jest dobrym i pożądanym rozwiązaniem.  Nasza Fundacja Okulistyka 21 jest członkiem Koalicji dla AI, grupy która stara się wspierać wprowadzanie regulacji w zakresie SI w Polsce.

Jeśli chodzi o diagnostykę opartą na sztucznej inteligencji, uważam, że warto kontynuować prace, np. stworzyć program wczesnego wykrywania retinopatii cukrzycowej, a być może również  dla wielu innych chorób, oparty na SI nie tylko dla Wielkopolski, ale docelowo dla całego kraju. Przedstawiamy samorządom sprawdzone rozwiązanie, które już, przeszło testy kliniczne, przyniosło efekty i zdobyło nagrody, ale nie wydają się zainteresowani. Mam nadzieję, że w przyszłości uda się zrealizować więcej takich programów, ponieważ są one korzystne dla wszystkich.

Na koniec chciałbym podzielić się z Panem ciekawostką. Niedawno ukazał się ranking przygotowywany przez brytyjskie czasopismo The Ophthalmologist od dziesięciu lat, w którym co roku prezentowanych jest stu najbardziej wpływowych okulistów na świecie. To naprawdę bardzo motywujące dla mnie osobiście, ponieważ jest to ranking globalny, a w pierwszej 20 znalazło się 9 Europejczyków, w tym 4 Brytyjczyków, 2 Niemców,  Hiszpan, Irlandczyk i Polak. Myślę, że to dobra wizytówka dla polskiej okulistyki na świecie.

Serdecznie Panu gratuluję i dziękuję za rozmowę.

[1] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34108266/ oraz https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36192349/

Powyższy artykuł powstał wyłącznie w celach informacyjnych i nie jest reklamą. Nie ponosimy żadnych korzyści finansowych, ani innych korzyści związanych z jego publikacją.