圖片說明(通訊員供圖):研發亮點示意圖。


記者 郭靜 通訊員 邰夢雲 沈思博


眼睛不僅是“心靈的窗戶”,也可以是“健康的窗口”,全身很多器官系統的病理變化,都會在眼睛留下“痕跡”。近幾年,中山大學引領國際上多項醫學人工智能技術的發展。在中山大學多學科合作的醫學人工智能創新平臺支持下,由中山大學中山眼科中心林浩添和中山大學附屬第三醫院鍾躍思共同領銜的國際多中心研究項目,首次研發出通過眼部影像篩診肝膽疾病的技術及評估系統,2021年1月26日在國際頂級期刊《柳葉刀—數字醫療》上發表。


圖片說明:The Lancet Digital Health在線發表文章頁面。


據瞭解,此項研發工作得到了國內外同行的高度評價,來自國際著名醫療機構美國梅奧醫療集團(Mayo Clinic)的大內科主任和肝膽首席專家Vijay H Shah 教授發表了同期評論稱讚道“這項研究及時且重要,人工智能技術引導了不同學科的合作創新,併產生了新時代的醫療技術”。


圖片說明:美國梅奧醫療集團肝膽首席專家Vijay H Shah 教授同期評論文章。


中山大學中山眼科中心林浩添教授在接受採訪時表示,眼睛結構精密,位置特殊,80%以上的外界信息均由眼部接收,相對於其他器官部位,以眼爲窗口進行全身智能健康管理具有多項優勢。首先,眼部數據最易於採集、模態最爲豐富,眼科也成爲人工智能應用的領跑學科,爲人工智能在其他多個醫學領域發展提供豐富經驗。與此同時,在人體衆多器官中,眼睛是唯一能直接觀察動脈和神經等重要結構的體表器官,全身各個器官系統的病變都會在眼部具有特徵性表現。


圖片說明:使用眼表及眼底影像學數據對肝膽疾病進行篩診。


全身性疾病的全面篩查過程耗時費力,我們早在2018年即提出要以眼睛爲窗口創建疾病新管理模式的概念,通過近三年的探索與佈局,使智能模型通過一站式眼科檢查識別全身病成爲可能,進一步實現對疾病的預防、篩查、診療、隨訪的統一管理。”林浩添教授說。


圖片說明:中山大學中山眼科中心智能診斷預測平臺肝膽疾病篩診系統界面。


需要特別強調的是,肝膽疾病影響全球數十億人,中國是“肝病大國”,有近4億肝病患者,約佔全世界肝病患者總人數的三分之一。現有的檢查方法如血檢等有創檢查或B超、CT、MRI等影像學技術不足以滿足大規模人羣的篩診需求。世界衛生組織發佈的指南建議使用簡單的、非侵入性診斷測試來篩查肝膽疾病患者並評估其治療資格,優先考慮病情最嚴重和死亡風險最高的患者進行治療。


圖片說明:眼表及眼底注意力熱圖。


此項目納入來自中山大學附屬第三醫院肝膽外科及感染科、南方醫科大學附屬花都區人民醫院感染科、愛康集團廣州愛康國賓檢查中心南天分院及環市分院這五個醫療機構的1789名參與者,通過前瞻性採集他們眼表及眼底影像學數據,研究組使用深度學習技術成功地從這些影像數據中提取出肝膽疾病的眼部特徵並開發及驗證了14個模型,其中7個裂隙燈模型及7個眼底模型,可分別用於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、膽石症及肝囊腫六大類常見肝膽疾病。此研究構建的模型效果各有差異,在診斷重症肝病如肝癌、肝硬化方面取得了良好的效果,而在症狀相對較輕的慢性病毒性肝炎、非酒精性脂肪肝、膽石症及肝囊腫中則表現欠佳。這些篩診模型已成功部署在中山大學中山眼科中心智能診斷預測雲平臺上,可作爲大規模快速無創篩診的工具。



同時, 爲了解析模型機制、打破黑箱效應,研究組首先採用了可視化技術來 明確影像學相關特徵, 隨後進行遮蓋試驗及灰度化測試進一步 確定 關鍵影像學特徵。 通過上述技術的疊加應用, 研究首次驗證了與結膜和鞏膜相似,虹膜顏色和眼底視盤及血管結構包含了關鍵診斷信息,這一發現爲更好地瞭解疾病的病理生理機制及其個性化管理創造了新的機會和方向。

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