Študijný materiál pre medikov pomocou umelej inteligencie pre predmet chirurgické prístupy v rámci oftalmológie

Basic informations

Thematic area: komisia č. 3 pre obsahovú integráciu a diverzifikáciu vysokoškolského štúdia

Project name (Slovak): Študijný materiál pre medikov pomocou umelej inteligencie pre predmet chirurgické prístupy v rámci oftalmológie

Project name (English): Study Material for Medical Students with Artificial Intelligence for Surgical Procedures in Ophthalmology

Start of project: 2026

End of project: 2028

Condition of project: Financovaný/riešený

Project number: 011UK-4/2026

Project leader: prof. PhDr. MUDr. Alena Furdová, PhD., MPH, MSc., FEBO

University: Univerzita Komenského v Bratislave

Department: Lekárska fakulta

Project annotation in Slovak language

V rámci pregraduálneho štúdia na Lekárskej fakulte v rámci predmetu Chirurgické postupy v oftalomológii doteraz nie sú vytvorené edukačné materiály, ktoré by spájali výstupy z umelej inteligencie s chirurgickými záznamami jednotlivých operácií. Posledné desaťročia sa v oblasti očného lekárstva - oftalmológie, urobili zásadné a prevratné zmeny, ktoré vedú k zavedeniu nových operačných postupov v oblasti refrakčnej chirurgie. Zakladná odborná literatúra pre pregraduálnu výučbu ako aj špecializačné štúdium ale v slovenskom jazyku nie je zatiaľ vytvorená a pritom každý rok sa zavádzajú v klinickej praxi nové postupy.

Refrakčnými chybami trpí značná časť populácie. Základné refrakčné chyby (myopia, hypermetropia a astigmatizmus) sa vyskytujú u veľkej časti populácie celosvetovo. Ak sú nekorigované alebo nesprávne korigované, môžu spôsobovať pokles zrakovej ostrosti. Podľa Svetovej zdravotníckej organizácie WHO je zrakové postihnutie charakterizované ako zraková ostrosť horšia než 6/18. Zrakové postihnutie je delené do piatich kategórii, kde 1–3 predstavujú žiadne až ťažké zrakové postihnutie. Zraková ostrosť horšia ako 3/60 je považovaná ako slepota rôznej závažnosti (kategórie 3–5). Nekorigované refrakčné chyby tvoria až 43 % príčin slabozrakosti a 3 % prípadov slepoty, pričom tento stav je pomerne jednoducho a efektívne odstrániteľný. Tieto chyby spôsobujúce slabozrakosť môžu byť veľmi ľahko diagnostikované. Zrakové poškodenie spôsobené nekorigovanou refrakčnou chybou môže mať okamžité alebo aj dlhodobé následky u detí a dospelých, ako strata pracovných alebo vzdelávacích možností, strata ekonomického príjmu pre jednotlivcov aich rodiny ako aj zhoršená kvalita života. Zo všetkých základných refrakčných chýb sa v poslednom období dostáva do popredia epidemiológia krátkozrakosti - myopie.

V poslednom období sa liečba refrakčných ochorení dostáva do popredia záujmu očného lekárstva a vyžaduje dostupnú odbornú literatúru pre študentov medicíny ako aj mladých lekárov v špecializačnej príprave. Takýto študijný materiál v súčasnosti ešte nebol na Slovensku vypracovaný. Cieľom projektu je vytvorenie elektronických učebných textov a inštruktívnych videodokumentov ako aj printovej verzie, učebnice, ktorá doposiaľ v rámci Slovenska vytvorená nebola.

Project annotation in English language

As part of the undergraduate study at the Faculty of Medicine in the course Surgical Procedures in Ophthalmology, educational materials that would connect artificial intelligence outputs with surgical records of individual surgeries have not yet been created.

In recent decades, fundamental and revolutionary changes have been made in the field of eye medicine - ophthalmology, which led to the introduction of new surgical procedures in the field of refractive surgery. Basic professional literature for undergraduate teaching as well as specialized studies has not yet been created in the Slovak language, and new procedures are introduced in clinical practice every year.

A significant part of the population suffers from refractive errors. Basic refractive errors (myopia, hyperopia, and astigmatism) occur in a large part of the population worldwide. If they are uncorrected or incorrectly corrected, they can cause a decrease in visual acuity. According to the World Health Organization WHO, visual impairment is characterized as visual acuity worse than 6/18. Visual impairment is divided into five categories, where 1–3 represent no to severe visual impairment. Visual acuity worse than 3/60 is considered blindness of varying severity (categories 3–5). Uncorrected refractive errors account for up to 43% of the causes of low vision and 3% of cases of blindness, while this condition is relatively easy and effective to remove. These defects causing low vision can be diagnosed very easily. Visual impairment caused by uncorrected refractive error can have immediate or long-term consequences for children and adults, such as loss of work or educational opportunities, loss of economic income for individuals and their families, as well as impaired quality of life. Of all the basic refractive errors, the epidemiology of short-sightedness - myopia - has recently come to the fore.

Recently, the treatment of refractive diseases has come to the forefront of ophthalmology and requires available professional literature for medical students as well as young doctors in specialized training. Currently, such study material has not yet been prepared in Slovakia. The goal of the project is the creation of electronic teaching texts and instructional video documents, as well as a printed version, a textbook.

Creation of models and simulation of practical training in the subject of ophthalmology. The aim is to create a complex of video and audio recordings of practical exercises and internships at the Department of Ophthalmology as a substitute for contact, full-time teaching, as well as a basis for self-study. This form of teaching will be suitable, especially in a situation where the student will not be able to see a specific examination or treatment of the patient for certain reasons or there will be no opportunity for the student to practice it with the patient.

The subject of refractive surgery /Ophthalmology is taught within the undergraduate teaching in the 5th year of General Medicine LFUK and the 4th year of the dental branch but also as a part of specialization after graduation. During block internships, students have the opportunity to see the basic examination procedures and treatment and treatment procedures in patients in the outpatient clinics during the examination and treatment of patients. However, this is not always possible for technical or other reasons, and therefore the creation of a compact teaching resource - electronic teaching materials for undergraduate students but also postgraduate studies at the Medical Faculty of Comenius University in Bratislava in connection with previous KEGA projects will contribute to the teaching of ophthalmology.

The compact material would build on previously published joint publications, teaching materials, e-books and electronic presentations, and monographs.

The created models audiovisual presentations, and short films will be used directly during practical training and if it is not possible to complete contact teaching, they will be available on the website or as a whole electronically and will be part of teaching materials for passing the ophthalmology exam.

To introduce the subject of ophthalmology to the students of the Medical Faculties not only in theoretical, and practical but also in another form.

 
Kľúčové slová v anglickom jazyku

surgery, special surgery, refractive surgery in Ophthalmology, university, college textbook, ophthalmology, refraction

Opis projektu

Súčasný stav problematiky

Posledné desaťročia sa v oblasti očného lekárstva - oftalmológie, urobili zásadné a prevratné zmeny, ktoré viedli k zavedeniu nových operačných postupov v oblasti refrakčnej chirurgie. Zakladná literatúra pre pregraduálnu výučbu ako aj špecializačné štúdium ale v slovenskom jazyku nie je zatiaľ vytvorená a pritom každý rok sa zavádzajú v klinickej praxi nové postupy.

Refrakcia
Zistenie správnej refrakcie je veľmi dôležité, pretože použitie nesprávnej hodnoty refrakcie vedie primárne k prekorigovaniu, prípadne  podkorigovaniu zákroku. Hodnoty korekcie v okuliaroch alebo korekcia v kontaktných šošovkách sú zaťažené chybou vyplývajúcou zo vzdialenosti korekčnej plochy od vrcholu rohovky a subjektívnymi pocitmi pacienta.
Porovnaním okuliarovej korekcie a refrakcie získame predstavu o optimálnej chirurgickej korekcii.
Refrakčná chirurgia sa rozvíja od 90tych rokov  minulého storočia závratným tempom. V súčasnosti je rozdelenie refrakčných operačných postupov nasledovné:
A. Operácie na rohovke
a) laserové – povrchové,
b) laserové – hlboké (intrastromálne),
c) nelaserové – rohovkové incízie (keratotómie),
d) samostatná skupina – korekcia presbyopie – úprava refrakcie centrálnej zóny rohovky
na blízke videnie a strednej periférie rohovky na diaľku – PresbyLASIK, rohovkové
implantáty.
B. Vnútroočné operácie s implantáciou šošovky
a) do puzdra (jednoohniskové, viacohniskové, s predĺženým ohniskom,
pseudoakomodatívne) – umelé vnútroočné šošovky nahrádzajúce vlastnú šošovku,
b) pri ponechaní vlastnej šošovky do sulcus cilliaris (a) alebo s fixáciou na dúhovku (b)
– fakické vnútroočné šošovky,
c) do sulcus ciliaris pred implantovanú umelú vnútroočnú šošovku – prídavné
vnútroočné šošovky.
Na laserové operačné odstránenie refrakčných chýb oka /krátkozrakosť, ďalekozrakosť, astigmatizmus/ sa v súčasnosti používajú dva druhy laserov, excimerový a femtosekundový, ktoré menia zakrivenie prednej plochy rohovky.
A/ Operácie na rohovke
A.a) Povrchové laserové refrakčné operácie
V prvom kroku je epitelová vrstva rohovky odstránená mechanicky /PRK/, chemicky /LASEK/, alebo laserom /Trans-PRK/. V druhom kroku je v stromálnej vrstve pomocou laserovej fotoablácie dosiahnutý požadovaný tvar (zakrivenie) rohovky za účelom navodenia ametropie (1). V nasledujúcich cca 3 dňoch dochádza k regenerácii epitelovej vrstvy pod naloženou mäkkou kontaktnou šošovkou.
A.a.a) PRK – fotorefraktívna keratektómia:
Princípom je prevedenie laserovej povrchovej fotoablácie strómy po prvotnom odstránení epitelovej vrstvy rohovky. Odstránenie epitelu je možné mechanicky /zahnutým inštrumentom tzv. hokejkou, príp. skalpelom/, alebo chemicky /pôsobením 20 % etylalkoholu na povrchu
rohovky po dobu 15 sekúnd.
A.a.b) LASEK – Laser Assisted SubEpitelial Keratectomy:
Táto technika je založená na odlúčení epitelu použitím alkoholového roztoku, vytvorením  epitelového flapu – lamely, ktorý je po laserovej ablácii vrátený na pôvodné miesto.
Po niekoľkých dňoch regeneruje, a teda chráni abladovaný rohovkový povrch po celý čas. Táto technika preto eliminuje alebo minimalizuje nevýhody metódy PRK – pooperačnú bolestivosť,
pomalé zlepšovanie pooperačného videnia, rohovkový haze, ako aj metódy LASIK – komplikácie týkajúce sa flapu, medzipriestoru. Zároveň kombinuje ich výhody.
Separácia epitelu alkoholom je na úrovni bazálnej membrány, a tým zasahuje do jej integrity.
Prítomnosť intaktnej bazálnej membrány je dôležitá pre hojenie epiteliálnej rany, minimalizujúc fibrotickú aktiváciu keratocytov. Napriek tomu alkoholová separácia pri metóde LASEK pri danej koncentrácii a danom expozičnom čase nie je popisovaná ako toxická.
A.a.c) Trans-PRK – transepiteliálna fotorefraktívna keratektómia /No-Touch, Smart-SurfACE/:
Princípom je fotoablácia – odstránenie epitelu laserom v prvom kroku. Hĺbka ablácie epitelu
rohovky je nastavená na konštantnú hrúbku 55 um v centre a 65 um v periférii. Ďalší krok, ktorý plynule nadväzuje, je fotoablácia strómy, teda identický s PRK.
A.a.d) Epi-LASIK – vytvorenie epiteliálnej lamely mikrokertómom:
Metóda vznikla ako modifikácia LASEK-u a LASIK-u. Vychádzalo sa z možného toxického efektu alkoholu na epitel a pod ním ležiacej strómy. Použitím špeciálneho prístroja – epikeratómu sa vykoná mechanická separácia epiteliálnej lamely, bez predchádzajúcej preparácie alkoholom. Oddeľujúca – štiepna plocha je lokalizovaná pod úroveň bazálnej membrány. Mechanická separácia epitelu má výhodu v hlbšie uloženej štiepnej ploche, čo poskytuje lepšiu kontrolu hojaceho procesu od prvých pooperačných dní. Prístroj tzv. epikeratóm je elektricky ovládaný, operuje pod nízkym saním rovnako ako konvenčný mikrokeratóm. Vytvorená epiteliálna lamela má hinge nazálne a jej priemer je 9,5 – 10 mm (5).

Epidemiologické limity
Metódy typu PRK/LASEK sú určené pre dospelých ľudí, u ktorých nie je prítomná dynamická zmena refrakčnej chyby. Minimálny odporúčaný vek je 18 rokov. Horná veková hranica nie je jednoznačne definovaná, nakoľko môže byť ovplyvnená špecifickými potrebami konkrétneho pacienta.
Uskutočnenie zákroku v detskom alebo pubertálnom veku je možné iba v prípade zásadnej anizometropie, poprípade ťažkých zrakové vnímanie deformujúcich dioptrických chýb. TS (Tissue Consumption) – spotreba tkaniva by nemala presiahnuť 25 % centrálnej hrúbky rohovky CCT (Central Corneal Thickness) alebo viac ako 150um. RBS (Residual Bed Stroma) – reziduálna hrúbka lôžka strómy by nemala presiahnuť 60 % CCT. Limitom pre laserovú korekciu ostáva hrúbka rohovky, neriziková topografia rohovky a vhodnosť korekcie s ohľadom na prítomnosť pooperačných svetelných fenoménov.

Financial grant of MŠVVandŠ SR within KEGA

	Financial grant of MŠVVandŠ SR within KEGA	Capital expenditures in €
Drawn in year 2026	1 922,00	0,00