编者按:科技浪潮奔涌向前,人工智能正以前所未有的速度渗透至医疗领域,为各学科发展注入强劲动力,带来前所未有的变革契机。屈光手术作为矫正视力、改善视觉质量的关键手段,同样在人工智能的赋能下,开启了全新发展篇章。在近日召开的中华医学会第二十九次眼科学术大会(CCOS 2025)上,天津市眼科医院王雁教授围绕“人工智能在屈光手术中的最新应用研究”这一前沿话题,展开了精彩论述。借此契机,《国际眼科时讯》对王雁教授进行了深入采访,期待能为眼科同仁带来新的启发与思考。
国际眼科时讯:在当前的屈光手术领域,人工智能有哪些前沿的应用场景?例如,在术前评估、手术方案规划、术中导航或术后效果预测等方面,人工智能是如何具体介入并发挥作用的?
王雁教授:众所周知,当前我们已步入智能化时代。从人工智能的整体发展历程来看,技术层面实现了诸多突破,例如数据质量、算力、算法等方面均得到显著提升。此外,人工智能技术必然需要相应的应用场景,在整个医学领域以及屈光手术眼科细分领域皆是如此。以屈光手术为例,该领域发展日新月异,新技术不断涌现,同时也有很多人工智能技术融入其中。在术前诊断方面,许多疾病的诊断得益于人工智能技术,早期圆锥角膜的筛查便是一个典型案例。典型的圆锥角膜相对容易诊断,但早期圆锥角膜在裂隙灯下无明显异常表现,这给诊断带来了很大挑战。后来我们研究发现,力学因素是圆锥角膜的重要影响因素,但如何捕捉关键指标又成为新问题。我们团队借助人工智能技术,发现将人工智能与力学相结合,显著提升了早期圆锥角膜诊断的准确性,这是利用人工智能提高诊断率的一个典型案例。
当然,人工智能的应用不止于术前诊断,还涵盖了手术设计、术中导航以及术后的效果预测等多个环节。实际上,接受手术的患者和医师都希望了解,经过复杂的手术设计后,手术效果可能达到什么程度。现在,借助人工智能,结合角膜地形图的形态、术后可能出现的情况等因素,能够进行良好的模拟分析。我们团队针对视力、对比敏感度、视功能、近视眼眼底相关变化等开展了大量预测研究,尤其关注其在屈光手术领域的应用,这些研究均可借助人工智能来实现。
国际眼科时讯:与传统依靠医师经验和常规检查手段相比,人工智能在屈光手术中的应用具有哪些显著优势?在提高诊断的一致性、发现潜在风险因素以及优化手术参数等方面,人工智能的表现如何?
王雁教授:我常常强调,人工智能具备诸多优势,关键在于如何实现其有效利用。以手术设计过程为例,在日常的屈光手术设计中,受过往条件限制,设计时可能仅考虑单一因素。在屈光手术领域,我们追求手术的高度精准,术前设计至关重要,包括如何依据患者个体情况调整目标屈光度。传统方法通常基于过往经验进行大致估算,例如将目标屈光度调整5%或10%,但这只是非常粗略的估算。研究发现,实际上有许多因素会对手术设计产生影响,例如年龄、角膜参数(包括曲率半径、角膜厚度、切削比例等)、手术眼别(左眼或右眼)以及设备能量等。过去,若要实现更精细的设计而非简单估算,只能依赖医师的经验。以我自身为例,我可能会根据患者年龄,相应地增减一定度数,再结合手术眼别和设备情况,进一步调整度数。然而,这远远不够。而且,如何将我的经验传授给年轻医师或初学者,实际上是一个巨大的技术难题,因为不同因素对手术设计的影响程度存在差异。
后来,我们与北京航空航天大学开展合作研究,发现可以借助人工智能整合众多影响因素。我们能够依据各因素的贡献率,为不同患者量身定制个性化的手术设计方案。我们团队开展了大量工作,包括对人工智能算法进行迭代优化以及尝试不同的运算方式。研究结果显示,这种个性化手术设计在精准度、安全性和有效性方面显著优于其他方法。因此,从这个典型案例可以看出,人工智能确实能够使手术更加精准、安全、有效。这在国际本领域也是较早开展并十分成功的案例。
国际眼科时讯:尽管人工智能在屈光手术中展现出巨大潜力,但在实际应用过程中也面临一些挑战。您认为目前主要存在哪些问题,比如数据质量、模型可解释性与临床流程的整合等方面?您和团队采取了哪些措施来应对这些挑战?
王雁教授:在应用人工智能的过程中,存在诸多亟待攻克的技术难点,同时需达成其与临床应用的有效融合。例如,数据质量问题,不同规模的数据(小样本数据与大规模数据)在结构上存在差异。此外,人工智能模型还需依据应用需求持续迭代与更新,类似的问题还有很多。
就我个人而言,投身于人工智能与临床应用相结合的研究已有五六年。在此期间,我发现一个极为关键的问题,即要精准界定想要解决的临床实际问题。明确问题后,与专业从事人工智能研究的团队展开深入、有机地合作,使其了解如何从专业层面突破该临床难题。
以圆锥角膜为例,典型或晚期的圆锥角膜诊断并非难事,真正的挑战在于早期圆锥角膜的诊断。在现有的检测手段下,早期圆锥角膜的特征并不显著。而人工智能能够对所有数据进行综合分析与整理,并与临床专业人员持续交流,捕捉可能对诊断起关键作用的信息。随后,将这些信息反馈至数据库,扩大样本量,通过不断迭代更新与学习,最终锁定真正的关键问题。
此外,人工智能还具备一大优势:对于医师而言,诊断经验可能存在主观性与局限性,而人工智能更为科学,它能够整合当前与医学和技术相关,甚至是我们尚未察觉的潜在因素,并将其有机结合,为我们提供更有效的信息,进而显著提升诊断率。
国际眼科时讯:基于目前的研究进展和行业动态,您认为人工智能在屈光手术中的未来发展趋势是怎样的?未来是否有可能与远程医疗、个性化医疗等理念深度融合,为屈光手术带来全新的模式和体验?
王雁教授:早在多年前,我就曾提出,未来屈光手术的发展方向必然朝着个性化、多元化迈进,其中智能化发展亦是极为关键的一环。历经这些年的发展实践,现已明确,智能化不仅是当下屈光手术的发展态势,在未来也必将持续深化,成为主导趋势。
从早期精准诊断与个性化设计,到未来手术过程的全程跟踪、智能导航,再到远程会诊等应用场景,均充分彰显了智能化的优势。不仅如此,智能机器人也将逐步参与手术操作,实现对每一个精细动作的智能化控制。这些智能化元素正在逐步融入整体医疗流程,是医疗智能化发展的具体呈现。因此,可以预见,未来必将是智能化的时代。
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条评论
Linda Gareth
2015年3月6日, 下午2:51Donec ipsum diam, pretium maecenas mollis dapibus risus. Nullam tindun pulvinar at interdum eget, suscipit eget felis. Pellentesque est faucibus tincidunt risus id interdum primis orci cubilla gravida.