AI與眼底影像設(shè)備的邂逅帶來(lái)了什么

1、編輯導(dǎo)讀：隨著AI 在醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域中技術(shù)逐漸成熟， AI 眼底影像分析的發(fā)展備受矚目。未來(lái)， AI 技術(shù)會(huì)對(duì)眼底醫(yī)療行業(yè)產(chǎn)生什么樣的變化？本文作者對(duì)此進(jìn)行了分析，與你分享。近年來(lái)， AI 技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用得到快速推廣，包括醫(yī)學(xué)影像、新藥研發(fā)、病例分析、健康管理平臺(tái)等眾多場(chǎng)景。醫(yī)療領(lǐng)域的研究機(jī)構(gòu)、醫(yī)院、高校、企業(yè)等都在積極開(kāi)展AI 的研究與合作項(xiàng)目，在實(shí)際的臨床診療中，我們也能體驗(yàn)眾多三甲醫(yī)院已經(jīng)開(kāi)啟 AI 技術(shù)的臨床試驗(yàn)案例，比如 AI 影像識(shí)別、智能診療助手及智能診療平臺(tái)等。在這些場(chǎng)景中， AI 技術(shù)在醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域中的落地應(yīng)用最廣，據(jù)研究，在醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)中使用到有關(guān)于醫(yī)學(xué)影像分析和圖像分析

2、的算法超過(guò)72%， AI 在醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域應(yīng)用成熟度較高。在醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域中的細(xì)分領(lǐng)域內(nèi)， AI 眼底影像分析的發(fā)展備受矚目，除了其落地的趨勢(shì)發(fā)展之快，更重要的是其背后代表的醫(yī)療產(chǎn)業(yè)價(jià)值，眼底篩查和診療離不開(kāi)影像設(shè)備的輔助，那么， AI 技術(shù)+眼底影像設(shè)備又碰撞出哪些新的魔法呢？眼睛是人體非常重要的器官，而眼底病是威脅視力的重要危險(xiǎn)因素，眼底病與癌癥、心腦血管疾病是最能影響生活質(zhì)量的疾病前三，目前大部分眼底病可以通過(guò)眼底影像篩查設(shè)備及時(shí)發(fā)現(xiàn)、治療，可以大大降低致盲率。眼疾的診療離不開(kāi)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的輔助，對(duì)于 AI 眼底影像分析技術(shù)來(lái)說(shuō)，在現(xiàn)下的整個(gè)臨床診療過(guò)程中，從篩查、診斷、治療引導(dǎo)和評(píng)估，都占

3、據(jù)了極其重要的地位，是非常重要的輔助工具。 AI 技術(shù)與眼底影像設(shè)備的邂逅提供的價(jià)值包含：首先是對(duì)于患者來(lái)說(shuō)，緩解供需失衡的診療需求。我們是一個(gè)擁有14 億人口大國(guó)，但是醫(yī)療資源供需嚴(yán)重失衡，什么時(shí)候去醫(yī)院都是人滿為患，而對(duì)于眼科領(lǐng)域，注冊(cè)的眼科醫(yī)生只有三萬(wàn)多人，想要在有限的醫(yī)療資源條件下去服務(wù)這么大的患者群體， AI 眼底影像的技術(shù)背后的閱片效率輔助，可以有效的減緩醫(yī)療資源的緊張事態(tài)，并創(chuàng)造新的解決方案和醫(yī)療模式。其次從醫(yī)師的角度來(lái)看，提高了眼疾診斷精度與效率。由于就診量巨大，醫(yī)師長(zhǎng)期從事高負(fù)荷的閱片工作，容易出現(xiàn)漏、誤診等問(wèn)題。再加上眼科領(lǐng)域的工作專業(yè)性高比較復(fù)雜，對(duì)于一些經(jīng)驗(yàn)不足的基層醫(yī)

4、師，也會(huì)出現(xiàn)一些誤診的情況， AI 眼底影像技術(shù)的介入，對(duì)于一些眼底疾病的評(píng)估，準(zhǔn)確性和人類專家的水平相似，在幾秒內(nèi)就可以給出診斷建議，成為眼科醫(yī)生的得力助手，提高診斷的精度、時(shí)間，可以釋放醫(yī)生的部分精力到研究性工作和治療當(dāng)中。再者就是 AI 眼底影像技術(shù)對(duì)于除眼疾以外其他病癥的輔助判斷。由于眼底富有各種動(dòng)靜脈血管，眼底檢查已經(jīng)成為監(jiān)測(cè)多種全身性疾病的重要依據(jù)，比如動(dòng)脈硬化、高血壓、腎炎、白血病、貧血等都會(huì)引起眼底變化，能反映諸如高血壓、糖尿病等慢性病的病變和累積。有了 AI 眼底影像分析的技術(shù)，這一對(duì)專業(yè)能力要求較高，而很難普遍應(yīng)用的領(lǐng)域得以發(fā)揮價(jià)值，不僅提升了眼底影像分析的效率和診斷的準(zhǔn)確

5、性，眼科醫(yī)療模式也從以醫(yī)院為中心變成以患者為中心，惠及大眾，緩解了醫(yī)療資源的緊張。從疾病的診治角度來(lái)看，從晚期發(fā)現(xiàn)保守治療的模式轉(zhuǎn)變?yōu)檠奂苍缙诘暮Y查管理介入，遠(yuǎn)離致盲的危險(xiǎn)，而一切變化的前提是AI 影像分析技術(shù)對(duì)于新醫(yī)療模式的支持。 AI 眼底影像的價(jià)值巨大，其發(fā)展已經(jīng)走上了商業(yè)化落地的路上。現(xiàn)下市場(chǎng)上的 AI 眼底影像分析設(shè)備幾乎都能夠精準(zhǔn)識(shí)別絕大多數(shù)常見(jiàn)眼底病灶，漏診與誤診均在較低水平，能夠幫助醫(yī)生患者實(shí)現(xiàn)分級(jí)診療，篩查分析早期介入臨床診療中從而降低致盲率，充分發(fā)揮眼底疾病篩查的公共衛(wèi)生價(jià)值。DeepMind 聯(lián)合倫敦 Moorfields 頂級(jí)眼科醫(yī)院合作推出的 AI 眼底篩查技術(shù)，能夠

6、實(shí)現(xiàn)在30秒之內(nèi)識(shí)別出數(shù)種疾?。话俣鹊?AI 眼底篩查一體機(jī)可以十秒內(nèi)識(shí)別篩查數(shù)種眼疾，如篩查糖網(wǎng)、青光眼、黃斑病變等，準(zhǔn)確率可達(dá)到90%以上，基本接近三甲醫(yī)院醫(yī)生能力，目前在500個(gè)貧苦縣試點(diǎn)部署落地。一些 AI 創(chuàng)企如 Airdoc 可以檢測(cè)診斷眼科常見(jiàn)的 22 種眼底疾病和狀況，如常見(jiàn)的年齡相關(guān)性黃斑病變、糖尿病視網(wǎng)膜病變、黃斑前膜、視網(wǎng)膜靜脈阻塞等眼底疾病等，其特異性和靈敏度結(jié)果在90%以上，只需要10秒鐘左右，就會(huì)自動(dòng)生成診斷報(bào)告，目前在一些眼科醫(yī)院已經(jīng)部署了具有眼底影像AI 分析設(shè)備。除了眼疾的診斷外， AI 眼底影像分析也在其他病癥的診療中有新的進(jìn)展，中山大學(xué)中山眼科中心在柳葉刀

7、發(fā)布了首例通過(guò)AI 眼部影像篩診肝膽疾病的研究項(xiàng)目，研究組使用深度學(xué)習(xí)技術(shù)從影像數(shù)據(jù)中提取出肝膽疾病的眼部特征并開(kāi)發(fā)及驗(yàn)證了 14 個(gè)模型，用于篩查是否患有肝膽疾病及診斷是否患有肝癌、肝硬化、慢性病毒性肝炎、非酒精性脂肪肝、膽石癥及肝囊腫六大類常見(jiàn)肝膽疾病，這些篩診模型已成功部署在中山大學(xué)中山眼科中心智能診斷預(yù)測(cè)云平臺(tái)上，可作為大規(guī)?？焖贌o(wú)創(chuàng)篩診的工具?？v觀整個(gè)醫(yī)療領(lǐng)域 AI 眼底影像分析的發(fā)展，雖然有較大的技術(shù)進(jìn)步和此起彼伏的技術(shù)革新，但是因?yàn)槠湫袠I(yè)的結(jié)構(gòu)性特點(diǎn)，對(duì)專業(yè)性和嚴(yán)謹(jǐn)性要求極高， AI 醫(yī)療落地相較于其他行業(yè)來(lái)說(shuō)門(mén)檻更高，實(shí)現(xiàn)普及化需要深厚的 AI 技術(shù)積累和大量的 AI 落地應(yīng)用

8、經(jīng)驗(yàn)， AI 眼底影像技術(shù)的革新道路并不似康莊大道般平坦順利。AI 眼底影像分析在實(shí)際的臨床商業(yè)應(yīng)用中，面臨不少挑戰(zhàn)。一是背后的技術(shù)制約，數(shù)據(jù)的獲取與處理成本過(guò)高。在醫(yī)療領(lǐng)域，數(shù)據(jù)的量與質(zhì)都很重要，準(zhǔn)確性和規(guī)范性都需要考慮。因?yàn)獒t(yī)療領(lǐng)域數(shù)據(jù)孤島的影響，數(shù)據(jù)主要是在醫(yī)院，數(shù)量有限并且只在小范圍內(nèi)閉環(huán)使用。此外在收集數(shù)據(jù)的過(guò)程中，非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)占數(shù)據(jù)總量的90%左右，參與模型訓(xùn)練的數(shù)據(jù)必須要經(jīng)過(guò)醫(yī)療領(lǐng)域的專業(yè)人員標(biāo)注，其準(zhǔn)確性直接影響最終的診斷結(jié)果，數(shù)據(jù)標(biāo)注處理需要耗費(fèi)大量的成本。二是 AI 眼底影像系統(tǒng)魯棒性有待提高。目前， AI 眼底影像分析產(chǎn)品的性能參數(shù)大多數(shù)來(lái)源于有限的數(shù)據(jù)集訓(xùn)練， AI

9、模型的泛化能力不足。在高度復(fù)雜的臨床應(yīng)用中，單任務(wù)的深度學(xué)習(xí)算法已經(jīng)無(wú)法應(yīng)對(duì)多眼底病種需求，多任務(wù)的算法發(fā)展必須深研跟進(jìn)，產(chǎn)品魯棒性有待提高。三是行業(yè)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系未完善?，F(xiàn)下國(guó)家對(duì)個(gè)人信息的安全越來(lái)越看重，而醫(yī)療數(shù)據(jù)涉及患者的個(gè)人隱私，當(dāng)前尚無(wú)專門(mén)針對(duì)醫(yī)療信息及個(gè)人健康隱私保護(hù)的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)醫(yī)療信息的敏感部分無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，其他數(shù)據(jù)指標(biāo)體系的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)行業(yè)內(nèi)尚未完善，存在爭(zhēng)議。在倫理和法律法規(guī)方面，出現(xiàn)誤診及醫(yī)療事故由誰(shuí)負(fù)責(zé)有待明確，缺乏評(píng)估AI 系統(tǒng)安全性和有效性的標(biāo)準(zhǔn)。四是來(lái)自政策監(jiān)管的制約，醫(yī)療作為一個(gè)強(qiáng)監(jiān)管行業(yè)，受到國(guó)家政策的引導(dǎo)和約束，醫(yī)療影像AI 產(chǎn)品上市必須先獲得相關(guān)部門(mén)審批，驗(yàn)

10、證安全性、有效性才能夠應(yīng)用于市場(chǎng)，如果審批受阻，對(duì)快節(jié)奏發(fā)展的醫(yī)療AI 創(chuàng)業(yè)公司來(lái)說(shuō)，時(shí)間就是生命，前期的投入如果有打水漂的可能，一切都要玩完。技術(shù)的發(fā)展之路或者是商業(yè)化之路，在充分競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)中，結(jié)論就是變革迭代一直存在，無(wú)論是技術(shù)、體驗(yàn)還是政策，變化是唯一確定的道路，回顧眼底成像技術(shù)的發(fā)展，從1851 年 Helmholtz 發(fā)明的首款可以觀察眼睛的檢眼鏡，再到 1950年彩色眼底照相技術(shù)記錄的眼底世界。九十年代相干光層析成像術(shù)(OCT)的誕生，使我們得到了二維、三維的眼底圖像。到新時(shí)代AI技術(shù)將硬件設(shè)備與軟件算法相結(jié)合，影像設(shè)備可以數(shù)十秒內(nèi)診斷出報(bào)告輔助醫(yī)生判斷決卒策。在這些里程碑事件中，我們可以看到眼底成像技術(shù)在科技發(fā)展浪潮之下突飛猛進(jìn)越變?cè)胶?，未?lái)AI 眼底影像技術(shù)也有新的發(fā)展思路與革新方向，一方面是 AI 眼底影像研究正在嘗試多模態(tài)任務(wù)的算法開(kāi)發(fā)。對(duì)于多種眼病診斷的復(fù)合系統(tǒng)，單任務(wù)的深度學(xué)習(xí)算法已經(jīng)無(wú)法應(yīng)對(duì)需求，未來(lái)多源、多維度的數(shù)據(jù)通過(guò)深度學(xué)習(xí)分析融合，朝著對(duì)一些病變和疾病的關(guān)系確認(rèn)方面發(fā)展，提升診斷的特異性及準(zhǔn)確性，尤其是對(duì)少見(jiàn)病、罕見(jiàn)病的診斷，多模態(tài)任務(wù)的算法將是大勢(shì)所趨。另一方面， AI 眼