陈有信教授:AI 登场,赋能眼底病诊疗新思路

  • 2020-12-29 15:28:00
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 编者按:2020年11月19-22日,由中华医学会、中华医学会眼科学分会主办,厦门市医学会承办的中华医学会第二十五次全国眼科学术大会(CCOS)在美丽的鹭岛—厦门圆满举行。眼底病变的诊疗自然是本次会议的讨论热点之一,其中人工智能技术在眼病病变诊疗中的应用受到了学者的广泛关注。《国际眼科时讯》特别邀请中国医学科学院北京协和医院陈有信教授,就STURGE-Weber综合征合并脉络膜血管瘤的治疗长期随访、人工智能与nAMD和糖网的筛查诊治进展、糖网AI标准数据库的建设情况等话题进行了深入探讨。

Sturge-Weber综合征的诊断标准和治疗策略
 
Sturge-Weber综合征又名脑面血管瘤病,常常合并眼部血管异常生长。异常血管可生长在结膜、房角、脉络膜等部位,通常为单侧眼发病,偶尔可见双侧眼发病。其中,最严重的病变为房角异常血管,可导致房角关闭和堵塞,造成眼内压升高,发生继发性青光眼。患者常常无法察觉到明显症状,未及时就诊,长期的眼压升高可导致视神经萎缩和失明。眼底的异常血管增生常表现为脉络膜血管瘤,通常覆盖范围大,导致广泛的眼底渗出和视网膜下积液等,严重时可威胁视力,患者预后情况与眼底病变程度以及病程相关。
 
脑面血管瘤病的诊断较为容易,患者常常表现为一侧或者双侧面部皮肤的血管瘤,范围可大可小,没有规律可循,伴或不伴眼部损害。诊断时如果颜面血管痣伴有视力障碍、眼压升高等症状体征,基本上可以诊断为Sturge-Weber综合征。在此基础上,可以进行一些眼科检查,检查眼压,观察结膜血管和房角血管是否出现异常增生和扩张,眼底是否出现弥漫性或斑块状的血管瘤,可以做荧光血管造影、ICG血管造影、眼底B超等,了解颜面血管痣对眼底的侵犯情况。
 
并发青光眼常常需要对症治疗,可以通过药物控制,并持续监测患者的视野、视神经纤维层、杯盘比等指标。如果药物控制效果欠佳,就要考虑手术,手术需要交给专业的青光眼大夫来处理,有各种手术方式,包括小梁切除术、硅管植入术等,甚至有的要用破坏性手术,包括激光光凝、激光冷凝等。
 
如果伴有弥漫性脉络膜血管瘤,引起视网膜下积液,视力下降,最好的办法是光动力疗法,主要是其治疗光斑大,最大的可以到5000μm以上。治疗原理不同于传统的直接用热凝的方式破坏血管,而采用光敏剂和弱光进行光化学作用,将血管闭塞,减轻了对视网膜的损伤,为Sturge-Weber综合征合并弥漫性的脉络膜血管瘤提供一个新的治疗办法。近期抗VEGF也被用于Sturge-Weber综合征的治疗,目前应用效果不明确,临床经验较少,光动力疗法仍为首选。
 
人工智能预测抗VEGF治疗nAMD的短期效果
 
陈有信教授团队做了一个很有趣的研究,将nAMD在抗VEGF治疗前后的OCT图像用于训练人工智能模型,用对抗生成网络技术,得到抗VEGF治疗后的OCT图像智能预测系统。根据患者在抗VEGF治疗之前的OCT,可以告诉他完成一次药物治疗后会怎么样,对患者教育很有意义。这篇文章在今年四月份发表在英国眼科杂志,获得了广泛关注。陈有信教授团队探讨了人工智能应用的一种可能性,现在正在做基于结构的视功能预测研究,实现患者治疗后的视力预测,这方面的工作正在进行之中。
 
人工智能在糖网筛查、诊疗中的应用
 
基于全球庞大的糖尿病人群,糖尿病视网膜病变也引起了人们的高度关注。据推测中国有一亿多糖尿病患者,合并糖尿病视网膜病变的患者大约有三千万,其中可能有近千万患者的病变严重威胁视力。
 
然而糖尿病视网膜病变是一种可防可治的疾病,早期进行筛查、诊断、处理,对于改善预后意义重大。糖尿病视网膜病变的特征比较明显,如微血管瘤出血渗出、棉绒斑等都是糖尿病视网膜病变的明显特征,易于进行人工智能标注和识别,因此这也是目前的研究热点。
 
关于眼底疾病筛查的人工智能软件,发展已卓见初效。美国2018年4月批准了一款智能软件,用于眼底糖尿病视网膜病变的筛查。我国药监局也批准了两款DR糖尿病视网膜病变的筛查软件,在业内引起积极反响。我国幅员辽阔,人口众多,医疗资源发展相对不均衡,在这种前提下,如果人工智能技术加上互联网技术,实现在基层、社区,偏远地区进行早期筛查,对我国糖尿病视网膜病变的防治会起到极大的推进作用,显著提高我国的眼保健水平。
 
糖网AI标准数据库的建设
 
陈有信教授团队在和AI公司合作的过程中,进行了大量的糖网 标注工作,深切体会到标注质量的重要性。考虑到目前很多公司的智能软件测试都是自行开展,其敏感性、特异性指标的可靠性较低,恰此时团队正好申请到中国医学科学院的人工智能先导基金,在基金项目的支持下,收集到大量不同病变程度的糖网眼底照片,便进行了非常严格的标注。
 
主治医生初步标注,三个主治医生的结果如果完全一致,标注通过;
 
如果出现不一致,则进行讨论,并找第三方专家进行仲裁。
 
陈教授团队收集的数据涵盖了近一万五千张高质量的标注眼底图像,覆盖了不同程度的病变,且符合临床分布。通过对数据机进行内审和外审,同时陈有信教授团队制定了二十项SOP,最终建成基于眼底彩照的糖尿病视网膜病变标注验证数据集。这个标准化工作历时三年完成,在上海世界人工智能大会健康分会上,陈教授对该工作进行了报告,相关工作获得业界的高度认可。
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条评论

  • Linda Gareth
    2015年3月6日, 下午2:51

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