目的:评估白内障人工智能辅助诊断系统在社区筛查中的应用效果。方法:采用前瞻性观察性研究方法对白内障人工辅助诊断系统的应用效果进行分析,结合远程医疗的模式,由社区卫生人员对居民进行病史采集、视力检查和裂隙灯眼前节检查等,将数据上传至云平台,由白内障人工智能辅助诊断系统和人类医生依次进行白内障评估。结果:受检人群中男性所占比例为35.7%,年龄中位数为66岁,裂隙灯眼前节照片有98.7%的图像质量合格。该白内障人工智能辅助诊断系统在外部验证集中检出重度白内障的曲线下面积为0.915。在人类医生建议转诊的病例中,有80.3%也由人工智能系统给出了相同的建议。结论:该白内障人工智能辅助诊断系统在白内障社区筛查的应用中具有较好的可行性和准确性,为开展社区筛查疾病提供了参考依据。
目的:对视网膜光学相干断层扫描图像中不同层和积液区域的分割。方法:提出一种基于深度学习的轻量级的神经网络,参考DRUNet体系、膨胀卷积和残差网络的架构,通过连接不同深度网络处得到的上采样输出,进行多尺度特征融合,使网络能够更好地识别出图像中的边界信息。结果:改进型DRUNet显著提升了视网膜分层的效果,准确率较U-Net提高了1.25%,同时能提前1~2次迭代达到传统U-Net的准确度。结论:本文采用的网络结构提高了对视网膜光学相干断层扫描图像的分割性能,同时降低了网络参数,具有强大的应用潜力。
目的:针对活体共聚焦显微镜(in vivo confocal microscopy,IVCM)和传统光学相干层析技术(optical coherence tomography,OCT)在人眼角膜成像各自存在成像视野小或无法细胞成像的限制,开发具有高分辨率的非接触全视场光学相干层析系统(full-field optical coherence tomography,FFOCT),实现活体人眼角膜细胞结构FFOCT成像。方法:FFOCT系统采用高数值孔径干燥显微物镜及高速面阵相机,使用双相位调制图像处理方法,实现系统高速高分辨率非接触成像。利用系统对健康人眼进行角膜各深度层的活体FFOCT成像验证其可行性。结果:本研究团队研发了FFOCT的新型活体人眼角膜高分辨率成像系统,实现理论平面成像分辨率1.7 μm,成像视野1.26 mm×1.26 mm,成像速率达275帧/s。利用该系统对正常活体人眼角膜成像实验,在非接触情况下获取了角膜各主要结构层的高分辨率结构影像。结论:FFOCT高分辨率活体人眼角膜成像系统兼具了传统OCT的非接触、大成像视野及IVCM的细胞级别平面分辨率的优势,将为角膜疾病的研究及临床诊疗提供全新的成像分析技术。
目的:探索智能语音随访系统在医疗场景中的新型应用服务模式并分析其在新冠肺炎疫情期间的应用效果,以此评估该系统应用于互联网医院开展医疗咨询服务的实际效能。方法:本研究应用智能语音随访系统针对先天性白内障患儿术后的常见问题进行回访。首先,针对随访目的,设计出完善的结构化随访内容与步骤。其次,部署智能外呼系统自动拨打用户电话,并通过语音识别技术对用户的每次应答进行识别,根据用户的应答自动跳转到下一个随访步骤,在完成一系列问答后根据用户的回答给出恰当的建议,实现电话随访的自动化与智能化。收集2020年2月24日至2月28日期间,智能语音随访系统随访的电话内容、呼叫时间、患儿资料等数据,采用描述性统计分析。结果:2020年2月24日至2月28日期间,中山大学中山眼科中心应用智能语音随访系统电话共随访1154例,其中收到有效回访数据561例,平均有效回访率48.6%。有效回访人群中,有204位(36.4%)家属认为疫情期间复诊时间延长,对宝宝眼睛的恢复有影响,309位(55.1%)家属认为对宝宝眼睛的恢复没有影响。360位(64.2%)先天性白内障患儿眼睛恢复情况良好,没有出现不良反应,169位(30.1%)患儿出现不良反应和体征,包括瞳孔区有白点,眼睛发红和有眼屎流眼泪等。统计患儿不同行为显示,有417位(74.3%)患儿佩戴眼镜,135位(24.1%)患儿没有佩戴眼镜,另有9位(1.6%)患儿佩戴眼镜情况不清楚,经常揉眼的患儿更容易出现眼睛发红(20.4%)、眼睛有眼屎或流眼泪(17.0%)和瞳孔区有白点(6.8%)等不良反应。结论:智能语音随访系统在临床随访中显示出巨大的应用潜力,可作为一种新型的智能医疗服务模式。
目的:分析人眼的睑板腺形态学特征,探索睑板腺分析系统在眼表疾病的应用研究。方法:中山眼科中心入组正常受试者24例(42眼),进行睑板腺红外摄影。选取受试者中的10例(20眼)在同型号的设备上由二名操作员分别进行睑板腺红外摄影。图像通过自行设计的分析软件对上睑结膜中央5条腺体形态学参数进行定量分析,对数据进行重复性测试。结果:测量的生物参数腺体直径为(0.48±0.09) mm,腺体长度为(5.25±0.68) mm,腺体面积为(2.12±0.53) mm,腺体形变系数为10.01±3.85,显影值为6.32±1.23,中央五条腺体占中央区域面积百分比为(10.94±2.20)%,腺体占上睑结膜面积百分比为(58.07±8.13)%。各指标两次测量值差异无统计学意义(P>0.05)。重复性分析结果显示:腺体各项生物参数的变异系数(coefficients of variation,CV)均小于5%,组内变异系数(intraclass correlation coefficient,ICC)均大于0.95。结论:睑板腺综合分析系统对腺体的形态学分析有良好的可靠性和一致性,有望为临床上对睑板腺腺体功能评估提供新的非侵入性参考指标。
目的:获取眼表图像的综合信息,建立眼表疾病综合诊断和评估。方法:将超高分辨率光学相干断层成像仪(ultra-high resolution optical coherence tomography,UHR-OCT)与基于裂隙灯生物显微镜的微血管成像系统相结合,开发了一种多模态、非接触式的眼科光学成像平台。结果:UHR-OCT模块在组织中实现轴向分辨率约为2 μm 。眼表微血管成像模块在最大放大倍率下横向分辨率约为3.5 μm。通过集成在裂隙灯显微镜成像光学路径的不同模块,多模态成像平台能够执行实时前段OCT结构成像、结膜微血管成像和传统裂隙灯成像功能。利用自主开发的软件,进一步分析结膜血管网络图像和血流图像,获取血管分形维数、血流速度、血管直径等定量形态学和血流动力学参数。结论:通过在健康受试者和角膜炎患者的在体成像测试,表明多模态眼前段成像设备可为眼科临床应用及人工智能提供结构和功能信息数据。
当前,药物临床试验面临着两大难题:数据真实性及相关人员操作规范性。现阶段国内外在药物临床试验方面的监管主要以事后监查为主,在数据质量管理以及操作规划标准的监查方面存在一定的时延性。而区块链通过非对称加密、哈希算法及智能合约等技术,可以在保证受试者隐私信息的前提下,提高政府相关监督机构的监管效率,提升药物临床试验数据管理的透明度;同时,与物联网的紧密结合可以实现对标准操作规范的进一步核查,与人工智能的结合有望实现受试者的自动招募。
人工智能(artificial intelligence,AI)为解决中国患者“看病难”问题提供了可行方案。眼科AI已实现为患者提供筛查、远程诊断及治疗建议等方面的服务,能显著减轻医疗资源不足的压力和患者的经济负担。而AI的应用过程中,给医疗管理带来的挑战应引起重视。本文从医疗管理的角度,总结分析AI在眼科医疗过程中,尤其是交接环节中出现的主要问题,提出对策与建议,并讨论AI在眼科医疗的应用展望。
光学相干断层成像(optical coherence tomography,OCT)自1991年发明以来,在生物成像尤其在眼科和心血流成像中起越来越重要的作用。OCT的发展经历了早期的时域系统及最新的频域系统。其中频域系统又分为谱域OCT(spectral domain OCT,SD-OCT)系统和扫频OCT(swept source OCT,SS-OCT)系统。随着眼科临床应用对系统速度、灵敏度及功能化要求的不断提升,眼科扫频OCT已经走向成熟并逐步商用化。本文将简介扫频OCT的原理,并归纳扫频OCT相对于时域和谱域OCT系统的优势,并展示其在眼科临床的应用。
阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是发生于老年期或老年前期的中枢神经系统退行性病变,以进行性认知功能障碍为特征。随着社会老龄化加剧,AD已成为全球公共卫生问题,亟需研发更敏感、便捷和经济的筛查技术进行早期防控。眼球运动与认知功能密切相关,且眼球运动检查有非侵入性、成本低、检查时间短等优点。研究眼球运动异常和认知功能障碍之间的相关性,有助于研发更简便易操作的认知功能障碍筛查工具。随着人工智能技术的发展,机器学习算法强大的特征提取和计算能力对处理眼球运动检查结果有显著优势。本文对既往AD患者与眼球运动异常之间的相关性研究进行综述,并对机器学习算法模型辅助下,基于眼球运动异常模式进行认知功能障碍早期筛查技术开发的研究前景予以展望。
接触镜在全球的应用日益广泛,配适方法的不断进步是目前接触镜安全性、舒适性不断提高的原因之一。在接触镜适配过程中,越来越多的先进影像技术被运用于指导接触镜的配适,这些技术的出现简化了接触镜适配的过程,为临床医生进行简便、准确、个性化的接触镜适配提供了帮助,也为接触镜的个性化设计提供了参考数据。
人工智能(artificial intelligence,AI)在眼科领域的应用不断深入、拓展,目前在糖尿病性视网膜病变、白内障、青光眼以及早产儿视网膜病变在内的多种常见眼病的诊疗中逐渐成为研究热点。AI使医疗资源短缺、诊断标准缺乏、诊疗技术水平低下的现状得到改善,为白内障的诊疗开辟了一条“新赛道”。本文旨在综述AI在白内障诊疗中的应用现状、进展及局限性,为AI在白内障领域的进一步开发、应用及推广提供更多信息。
近年来,使用人工智能(artificial intelligence,AI)技术对临床大数据及图像进行分析,对疾病做出智能诊断、预测并提出诊疗决策,AI正逐步成为辅助临床及科研的先进技术。生物样本库作为收集临床信息和样本供科研使用的平台,是临床与科研的桥梁,也是临床信息与科研数据的集成平台。影响生物样本库使用效率及合理共享的因素有信息化建设水平不均衡、获取的临床及检验信息不完全、各库之间信息不对称等。本文对AI和区块链技术在生物样本库建设中的具体应用场景进行探讨,展望大数据时代智能生物样本库信息化建设的核心方向。
建立标准化的数据中心有利于收集高质量数据资源与促进医学人工智能的发展,在医疗大数据的基础上建立不同应用场景的医疗人工智能系统,整合、搭建可满足多种疾病诊疗需求的智能服务云平台,全面提升智能医疗管理的效率。本文以眼科为研究基础,对眼科数据中心和智能服务云平台的建设经验进行总结分析,为眼科及其他专科开展人工智能研究、建立数据中心、搭建智能服务云平台等方面提供参考。
手术前常规检查在临床诊疗中被广泛应用,但在一些低风险择期手术前对患者进行常规检查,对提高医疗质量并无帮助,反而降低了医疗效率,增加了医疗费用。为提高效率,一些地区、机构和专家学者陆续通过宣传教育、发表共识、制定指南等方式控制无指征术前常规检查,但效果仍依赖于执业者的重视程度和专业水平。大数据机器学习方法以其标准化、自动化的特点为解决这一问题提供了新的思路。在回顾已有研究的基础上,我们抽取2017至2019年在中山大学中山眼科中心进行眼科手术的3.4万名患者的病史和体格检查资料大数据,涵盖年龄、性别等口学信息,诊断、既往疾病等病史信息,视功能、入院时身体质量指数(BMI)等体格检查信息。并以此为基础使用机器学习方法预测术前胸部X线检查是否存在异常,受试者操作特性曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)曲线下面积达到0.864,预测准确率可达到81.2%,对大数据机器学习精简术前常规检查的新方式进行了先期探索。
本文根据上海鹰瞳医疗科技有限公司的创新产品《糖尿病视网膜病变眼底图像辅助诊断软件》在国家药品监督管理局(NMPA,原CFDA)历时两年半的上市前创新申报与注册申报经历,介绍了人工智能类医疗器械产品的产品研发、注册申报流程及相关重点难点,并且列明了在整个过程中需要遵循和参考的法律法规,为此类产品的上市前注册工作提供参考。