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眼部病筛查 AI医生“秒懂”

2019-07-04 12:53 来源:大洋网

大洋网讯 在国际人工智能眼科领域,中山大学中山眼科中心何明光教授团队早已声名远播,从2012年开始研发至今短短七年多,他们开发的眼科人工智能系统,做到了世界领先水平。通过研究人群和临床测试双重验证,他们所创造的AI眼科医生,可以同时监测青光眼、糖尿病视网膜病变、年龄相关性黄斑变性、白内障四大眼疾。在去年的一项糖网筛查中,这名广州医生开发的AI医生“走”出广东,三个月内完成了一万名普通人群的眼疾筛查任务,打破了之前做检测动辄等两三周、结果出来后找不到患者送结果的僵局,为致盲眼疾的防控作出了重要贡献。

研发:一分钟内完成整个筛查

2018年,因首次应用人工智能进行多种眼底疾病的筛查,中山大学中山眼科中心何明光教授研究团队引发国际关注。这台人工智能眼科诊断系统,由何明光教授团队携手国外资深人工智能专家Robert Chang及广州科技企业联合研发,它能够实现糖尿病视网膜病变、白内障、黄斑变性、青光眼四种常见致盲眼病的自动诊断。举例来说,我国糖尿病视网膜病变在糖尿病患者中发生率是两三成,在眼病的早期,由于没有症状,患者不会主动到医院求医,导致很多患者在晚期才得到诊断,大大影响了治疗效果。

以往,每年为数量庞大的糖尿病患者检查眼睛,对于本来就缺乏眼科医生的医疗系统,几乎是不可能完成的任务。如今,AI医生可以从眼底拍摄、判读、报告发送等实现自动化,秒懂患者情况,一分钟内完成整个筛查过程。

何明光坦承,现在人工智能在医学领域很热门,但是要探索出一个成功的临床应用并不容易。最初,2012年开始接触人工研究时,他们的团队走了不少弯路,他们从传统机器学习到深度学习,从很容易出错的个别病灶的识别,到准确率更高的图片整体判别,准确性从60%上升到95%以上,从只能保证一种眼底照相机的准确性,到可以适用于所有的照相机。

为培育出能应用又接地气的AI医生,他们不畏难题,派员到国外学习机器人的开发和深度学习模式,并利用国内积累了大量临床病例片子的优势,采集了20万个病例,以7万多张实例图片反复训练AI医生,终于成功打造出这套能筛查四种眼疾的人工智能系统。

进化:AI医生已可“离线”运行

“人工智能研究首先要明确目标,做出的产品能真正解决应用的难题,需要更多努力,更要经得起临床的考验。”为了培育最接地气的AI医生,团队从一开始就非常重视临床应用,针对现实中各种问题,用数十种不同质量的相机训练,让AI医生在面对参差不齐的照片时能够有“清醒的认识”。

系统开发出来后,研究团队一直追踪,研究其在临床中的准确度和出现错误的原因,还要保证系统能被现场使用人员接受,这些努力最终使得这位中国AI医生越来越接地气,完成一次又一次的“进化”。

何明光透露,这个AI医生从去年就进化了,现在可以做到“离线”运行,无需上传图片到服务器,无需使用GPU高性能计算设备,直接可以在笔记本电脑实现所有的功能,解决了边远地区和医疗机构没有互联网覆盖的问题。他介绍,在去年一项糖尿病视网膜病变筛查项目中,这位新进阶的AI眼科医生来到了省外。当时3个月之内要完成1万名糖尿病患者的筛查,但是项目只有两个读片中心,每天一百多名患者的读片任务无法完成,检查报告要等2~3周才能发出去,报告出来的时候,患者早就离开了检查中心,由于绝大多数患者都来自农村,给报告发送带来了很大的困难。AI医生进驻后,数秒内可以完成四种眼疾的人工智能筛查,只有有阳性特征的才需要由人工进一步阅片诊断,这样一来,超过70%的患者可以立刻取得检查报告。

这个接地气的中国AI眼科医生也进一步走向国际。此前,在何明光教授团队所创办的亚太远程眼科学会年会上,他们现场演示了系统,并且开办学习班。如今,这个中国AI眼科医生,也逐渐推广到澳大利亚的糖尿病门诊、人口极其分散的边远地区,解决了在这些应用场景中缺乏眼科医生的问题,改变了传统的眼病筛查模式,造福世界各地潜在的眼疾患者。

创新:提出眼疾预防的新思路

过去,何明光教授在青少年近视预防和青光眼研究上做出了很多创新性的成果。他曾在广州市小学生中做了一个临床随机对照研究,研究发现学生每天增加一节40分钟的户外活动课,近视发生率降低了四分之一,这一结论发表在了世界顶级医学杂志上,文章很快引起了国外对“户外活动进行近视干预”的重视,他成为全球近视专家共识的制定者之一;在青光眼领域,他所带领的团队被认为是世界上最活跃的四个闭角型青光眼研究团队之一。最近在《柳叶刀》发表的临床研究,提出了高发于华人的闭角型青光眼的预防新思路。

“早年长年在农村推进防盲工作,看到了当年医疗落后的状况,我一直希望优质的医疗服务能够给更多的人带来更多的改变。”何明光表示,很多眼疾,如青光眼、糖网早期没有任何症状,通过积极筛查才可以找到早期患者,实现早发现早治疗,一些人就不会失去光明,一些人就会在疾病变严重前即时得到有效治疗。

何明光

中山大学中山眼科中心教授,博士生导师,中华医学会眼科学分会防盲及流行病学组组长。国家杰出青年基金获得者、国家科技部中青年科技创新领军人才。2012年起担任亚太眼科学会副秘书长和常务理事,2015年起担任世界卫生组织近视防治技术专家,2016年创办亚太远程眼科学会并担任创会主席。

创新感言

在社区和一些边远地区,不少眼疾患者的病情没有得到及时的诊断,最重要的问题是眼科医生的缺乏。我们不可能一一在内分泌门诊、社区门诊设置眼科医生,专门进行简单的眼病筛查,这类筛查重复性高、相对比较简单。

我们在想,能否用机器来代替这些医疗人员简单重复的操作实现眼病筛查?我们开发了人工智能系统,让更多患者可以做到早期诊断,早期治疗,以达到更好的治疗效果。

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随着AI研究深入推进,何明光越来越感受到,AI医生未来潜力无限。如AI医生能够突破人体局限,人眼阅片时无法分辨出是男还是女,而AI眼科医生可以立刻判断。目前,AI医生开发系统仍然处于为人类医生辅助诊断的阶段,但是它在医疗大健康领域发挥着越来越重要的作用,这些科研的创新和临床的验证,切实推动了远程医疗和分级诊疗的发展,为健康保驾护航。

文/广报全媒体记者 梁超仪 通讯员 邰梦云

专题统筹:刘文亮、龙锟


[ 编辑: 韦馨尧 ]
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