看眼科， AI来帮忙

暑假结束了，你带孩子去检测过视力吗?身为家长，你会不会为孩子面对视力表越来越迷惑的表情而胆战心惊?殊不知孩子们也十分害怕被老爸老妈拖着去医院检查视力啊。

因为各种电子产品的普及，保护眼睛的任务更加艰巨。而除了近视，我们要重视的，还有包括身体疾病致使失明或视力下降，比如黄斑变性(AMD)，及时发现和治疗这些视力问题的重要性越来越不容忽视。这时候告诉你，人工智能不仅棋艺高超，还可以成为高明的眼科医生，你想不想试一试?

 

8月13日，开发了阿尔法狗(AlphaGo)程序的前沿人工智能企业Deep Mind发表论文称，他们开发的人工智能软件可以比人类医生更好地检测到疾病的迹象。Deep Mind及其研究合作方——英国伦敦Moorfields眼科医院和伦敦眼科大学学院表示，他们计划在2019年对该技术进行前瞻性临床试验。

 

A

 

黄斑变性致盲人数越来越多

 

以与年龄相关的黄斑变性(AMD)为例。在西方国家，黄斑变性是造成50岁以上人群失明的主要原因。在美国，黄斑变性导致的失明比青光眼、白内障和糖尿性视网膜病变这三种常见病致盲人数总和还要多;在英国，据说每一天就有近200人因严重的黄斑变性而致盲……虽然有研究显示，AMD发病率有种族差异，白种人的发病率高于有色人种，但在中国，黄斑变性发病率也不低：60-69岁发病率为6.04%-11.19%。随着中国人口老龄化的加快，该病有明显的上升趋势，但是一般人对黄斑变性的认识与关注却不够。

 

黄斑变性的病理机制主要为黄斑区结构的衰老性改变，通常是高龄退化的自然结果，随着年龄增加，视网膜组织退化、变薄，从而引起黄斑功能下降。临床症状表现为视网膜色素上皮细胞对视细胞外界盘膜吞噬消化功能下降，使未被消化的盘膜残余小体潴留于基底部细胞原浆中，并向细胞外排出，形成玻璃膜疣，因此导致黄斑变性发生。总之，这种病症主要与黄斑区长期慢性光损伤、脉络膜血管硬化、视网膜色素上皮细胞老化有关。

 

Google旗下人工智能企业Deep Mind公司在2016年7月发表的一篇文章显示，到2020年，全球AMD患者人数将增加到近2亿。这也意味着，及早发现和治疗AMD等疾病，避免因病导致失明变得更加迫切。

 

B

 

AI治眼疾准确率高达94%

 

目前，眼科医生通常使用光学相干断层扫描(OCT)作为诊断过程的一部分。这些扫描可以发现眼睛疾病的不规则和其他迹象。

 

光学相干断层扫描技术是近十年迅速发展起来的一种成像技术。它利用弱相干光干涉仪的基本原理，检测生物组织不同深度层面对入射弱相干光的背向反射或几次散射信号，通过扫描，可得到生物组织二维或三维结构图像。

 

但专业人员表示，OCT扫描仪的结果并非所有医护人员都能理解并应用。因此，OCT扫描中几乎一有异常情况就会最终转诊给专业的眼科医生作进一步检查。2007年至2017年，英国的眼科转诊率增加了37%。这个转诊过程，使人们等待治疗的时间延长了，更重要的是，那些病情严重的患者会因此更难得到及时的有效治疗。

 

随着科技的发展，人工智能(AI)却可以更快速地诊断这些疾病，及时为眼科医生提供更准确的治疗方案。

 

2016年，谷歌旗下的Deep Mind Health，Moorfields眼科医院NHS信托基金和伦敦大学学院眼科研究所共同创建了一种人工智能系统，旨在通过训练人工智能软件，更快更准确地分析OCT扫描结果，以帮助改善对视力威胁性疾病(如年龄相关性黄斑变性和糖尿病眼病)患者的护理。

 

请注意，Deep Mind就是开发了阿尔法狗程序的那家人工智能公司。2016年3月，AlphaGo以4：1的傲人成绩击败韩国围棋冠军李世石，成为近年来人工智能领域的里程碑事件之一。如今，他们关于AI在眼科疾病治疗方面的研究成果已于8月13日发表在《自然医学》(Nature Medicine)杂志中。

 

研究人员详细介绍了AI在眼科疾病治疗方面取得的进展，表示AI可用于分析视网膜扫描最常见的眼疾(比如青光眼、年龄相关性黄斑变性、糖尿病性视网膜病变)等，并且为50多种眼疾推荐治疗方案，准确率高达94%，与顶级人类专家不相上下。

 

C

 

将提高未来眼科患者护理质量

 

Deep Mind的AI软件使用了两个独立的神经网络，一种基于人类大脑工作原理的松散机器学习机制。其中一个神经网络标记与眼病相关的OCT图像中的特征，另一个神经网络基于这些特征对眼部状况做出诊断。通过训练，AI系统很快学会通过高度复杂的扫描结果来识别眼病的十个特征，然后该系统还能够根据检测到的紧急情况程度，再推荐转诊。

 

Moorfields眼科医院NHS基金会信托顾问眼科医生、伦敦大学学院眼科学院NIHR临床医师科学家Pearse Keane博士说，这种任务拆分与直接从医学图像进行诊断的单个神经网络不同，Deep Mind的AI并非“黑盒子”，它的决策理由对人类医生完全是透明的。也就是说，医生再配合使用AI的诊断，能够进一步避免因系统故障而带来的诊断失误。

 

为了对系统进行基准测试，Deep Mind进行了1000次由AI与人类眼科医生共同参与的扫描测试，四名高级眼科医生和四名视力测光师参与了测试，他们都经过了专业培训来识别OCT扫描结果。研究人员发现，人工智能AI可以为超过50种眼科疾病做出正确的转诊决定，准确度达到94%。

 

至关重要的是，该软件没有假阴性结果，没有漏掉过任何疾病指标，只出现了两个假阳性结果，这比任何人类专家都做得好(假阴性就是扫描报告上写的是阴性，但其实这个结果是错的，称假阴性。通俗地说，就是不会把有病说成没病，假阳性则反之)。

 

DeepMind及其研究合作伙伴伦敦Moorfields眼科医院和伦敦眼科大学学院表示，他们计划在2019年对该技术进行前瞻性临床试验。如果临床试验成功证明该技术可以安全有效地使用，Moorfields将在30家英国医院和社区诊所内免费使用最终获监管部门批准的AI产品，试用期长达五年。

 

Keane博士说：“我们正在进行的眼部扫描工作量增长速度相当快。这个过程的确会存在视力疾病的诊断错误和治疗延迟的风险，这对患者来说可能是毁灭性的。我们正在开发的人工智能技术，旨在准确地挑选出应该优先考虑交由专业眼科医生诊治的患者。如果我们能够及早诊断和治疗，它就能带给我们拯救人们视力的最佳机会。随着进一步的研究，它可以为未来的眼疾患者带来更高的护理质量。”

 

科技的发展的确为人类的生活增添更多色彩，也为人类的健康提供更多保障。不过，在接受更先进便捷的AI诊治的同时，我们还是要更加爱惜自己的身体，要饮食均衡，保持作息规律，定期检查身体也必不可少。