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中国非公立医疗机构协会经国务院批准,于2014年在北京成立,是全国唯一从事非公立医疗卫生机构行业服务和行业管理的国家级行业组织,英文名称为Chinese Non-government Medical Institutions Association(CNMIA),眼科专业委员会成立于2016年。

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AI如何重塑眼科的未来?

发布时间:2024/11/07

作者:医学进行时

随着科技的飞速发展,人工智能(AI)在医疗领域的应用已成为一个不可忽视的趋势。特别是在眼科诊断中,AI技术的介入不仅极大地提高了诊断的效率和准确性,还为资源匮乏地区提供了新的解决方案。中国眼科领域资深专家、AI领域的先行者北京协和医院陈有信教授、四川大学华西医院张明教授、温州医科大学附属眼视光医院刘晓玲教授、华中科技大学同济医学院附属同济医院孙旭芳教授,针对AI在眼科领域的应用现状、进展、挑战以及未来的发展方向进行了深度探讨。

 

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从左至右:张明教授、陈有信教授、刘晓玲教授、孙旭芳教授。 视频截图

 

话题一:

目前眼科疾病诊断中面临的问题和AI应用的潜力

 

孙旭芳教授:中国眼科医生数量有限,AI可以大幅提升诊断效率,特别在糖网病筛查中具有重要作用。AI赋能将改变传统的诊疗模式,眼科医生需要学习和了解 Al,否则可能被技术取代。

 

刘晓玲教授:眼底疾病诊断依赖大量影像数据,AI能帮助医生管理和整合这些数据,简化随访和科研。

 

张明教授:我国的地区发展差异化比较大,在西部边远地区,AI可以解决医疗资源匮乏的问题,特别是在疾病筛查和早期诊断方面。AI的高重复性和不知疲倦的特性能在相对恶劣的条件下发挥更大作用。

 

陈有信教授:基层医生的培训和教学也是AI的应用场景,AI能自动标注病灶,帮助初学者学习和提高诊断水平。

 

话题二:

AI探索工作的经验分享

 

张明教授:AI的发展减少了对医生图像标注的依赖,使眼底影像不仅能识别眼部疾病,还能无创筛查全身问题。我也利用AI进行了一些研究,发现眼底微血管和脉络膜毛细血管的密度变化与帕金森病(PD)、阿尔茨海默病(AD)等中枢神经系统疾病相关,且黄斑中心凹的巩环直径与这些疾病存在关联。此外,AI在心脑血管疾病的早期无创检测上也展现出潜力,如高血压和糖尿病视网膜病变的早期识别。随着AI技术发展,未来不仅能更精准地诊断眼病,还将扩展至全身疾病的预测与防治。

 

孙旭芳教授:AI技术突破了传统眼科图像处理,实现自动识别与分级。我们团队利用AI进行的研究发现,Al结合自监督学习大幅提升了眼底影像分析的效率,不再依赖大量标注,并能自动归类与预测疾病。她的研究表明,眼底图像不仅能识别眼病,还能通过Al量化全身47项指标,如性别、体重、糖化血红蛋白和血脂。这使得眼底图像成为宝贵的健康资源和隐私数据。通过本研究进一步探索了AI在血管老化评估中的应用,开发了名为“reti-agent”的评分体系。该评分能高效判断血管老化程度,与传统的PWV (脉搏波速度)指标效能相当。同时,这一模型还能预测心血管事件的发生,如心梗、脑梗和粥样斑块。这些研究表明,AI赋能的眼底影像技术不仅用于还能预测心血管事件的发生,如心梗、脑梗和粥样斑块。这些研究表明,AI赋能的眼底影像技术不仅用于眼科诊断,还能在心血管疾病预测和健康管理中发挥重要作用。

 

陈有信教授:Al通过自监督学习,能够自动归类图像并诊断疾病,并且可以通过眼底图像量化多个健康指标,未来眼底图像可能成为健康预测的重要依据。

 

话题三:

AI探索工作的经验分享


刘晓玲教授:多模影像比单一影像更有利于疾病的精确诊断和长期观察。单靠一张眼科彩照无法完全诊断复杂的眼底疾病,必须结合OCT、血流OCT、自发荧光等多模影像才能进行全面分析。长期观察和结合多层次影像数据对疾病的精确诊断和治疗至关重要。温州医科大学附属眼视光医院开发的“EYE- GPT”系统可以在临床和科研中为医生提供帮助,通过自动回答患者问题、科普和教育年轻医生,减轻医生负担,并促进科研的发展。

 

陈有信教授:大数据模型的知识储备和信息处理能力远超人类,AI结合眼科影像能帮助医生解放时间,提高效率。AI在医学教育、科普和复杂临床问题中展现出巨大潜力。尽管专家经验丰富,但人工智能在信息整合上的优势不可忽视。专家应与时俱进,积极应用AI工具,以提升科研、教学和医疗成果。科技进步不可逆转,作为眼科专家,我们需结合经验解决AI应用中的挑战,让眼科工作更高效。

 

张明教授:人工智能虽是全球科技的进步,但在应用时需要考虑不同地域和种族的差异。人工智能不但要专注于特定的医学领域,如眼底病和白内障,还需结合不同区域的人口特点。结合病史和实验室检查,AI在疾病诊断和预测中的准确性优于传统医生的判断,尤其是通过眼底影响进行心脑血管疾病的预测方面表现出更高效能。因此,尽早加入AI赛道非常关键,否则未来将难以追赶。

 

孙旭芳教授:AI在某些领域已经超越了人类的认知极限。例如,AI在眼底图像分析中,能够准确分类糖尿病肾病和其他类型的肾脏疾病,超过了传统医生的诊断能力。Al能够察觉细微的结构和色彩变化,这些是人眼无法识别的。然而,尽管AI的发展迅速,它仍有不足之处,比如可能出现“幻觉”现象,即在没有确切答案时,它可能提供误导性的或不准确的信息。医生应当了解 AI的局限性,谨慎对待其建议,并在应用于患者时进行验证,以避免对患者造成潜在的负面影响。

 

话题四:

AI在眼科诊疗应用中的挑战


张明教授:人工智能在落地应用中仍面临法律、伦理和物价收费等挑战,其可持续发展需建立明确的规矩和底线。未来应由人类主导AI的开发与应用,确保其在辅助工作时不突破法律和伦理边界,避免潜在风险。制定合理的限制和规范将是行业发展的关键。

 

刘晓玲教授:人工智能应被视为我们的助手,并将来可能成为伙伴。然而,人工智能的应用仍需人为主导。虽然人工智能可以提供更广泛的视角和帮助,但其视角并不总是完全准确。因此,人们需要甄别和合理应用人工智能提供的信息,设定明确的边界,以确保它能有效支持而不是取代人类的决策和专业判断。

 

孙旭芳教授:当前人工智能在疾病诊断和预测中的可解释性仍然很差,表现得像一个“黑匣子”。虽然AI能够通过眼底照相等数据得出诊断结果,但其决策过程的解释仍然不够明确。例如,AI可能无法清楚说明为何通过眼底图像判断某种疾病,只能提供热图和一些部分解释。尽管在某些研究中,例如通过眼底图像和AI结合来诊断肠癌,已有初步解释,但整体上AI的逻辑和思维方式与人类不同,解释性仍需进一步探索。可解释性不足是当前AI研究面临的一个重要挑战,影响了论文的发表和应用。

 

陈有信教授:人工智能在预防和早期治疗的价值在卫生经济学上是显而易见的,但相关部门可能需要更多认识和计算来充分发挥其潜力。目前国际上已关注AI的算法准确性、伦理、隐私等挑战,如“幻觉”现象可能导致虚假结果。此外,数据共享与隐私保护尚未完善,大规模模型的能源与成本消耗也带来严峻挑战,如单次训练成本高达500万美元。因此,AI的发展需在提升管理的同时解决经济与环境问题。


值得一提的是,作为针对眼科医生的科研AI平台,小罗俱乐部包含了各种科研工具,包括大模型数据的应用,专门用于科研。此外,还有类似于知识图谱和知识库的功能,有点类似于 CHATGPT,但是内容更加包罗万象,可能会对我们的科研工作有所帮助。值得一提的是,作为针对眼科医生的科研AI平台,小罗俱乐部包含了各种科研工具,包括大模型数据的应用,专门用于科研。此外,还有类似于知识图谱和知识库的功能,有点类似于 CHATGPTa,但是内容更加包罗万象,可能会对我们的科研工作有所帮助。

 

话题五:

AI在眼科领域应用的展望


张明教授:AI在疾病数据处理和治疗决策中有很大的优势,Al能够高效抓取和分析大量数据,帮助医生发现以前忽略的信息,从而为预后、治疗方案(如治疗方案中如何选择抗VEGF药物、多靶点药物或激素类药物)提供更加合理的建议。通过AI生成的个性化数据,如患者的遗传背景和疾病风险,医生可以更精准地预测疾病进展。AI还可以加速新药研发,尤其在个性化治疗方面带来突破性的进展。

 

孙旭芳教授:AI在药物研发中展现了突破性的效率提升。传统药物分子构型设计可能需要8至10年,而Al能够通过筛选历史数据迅速合成新的药物,如抗多重耐药菌的抗生素“HYLOMYCIN”。AI不仅能加快新药研发,还可以设计出人类工艺暂时无法实现的药物分子。可以预见不远的将来,AI将显著提高科研和临床诊断的效率,医生和研究人员需要学习并掌握AI技术,以更好地利用其创新潜力。

 

刘晓玲教授:这是一个需要开放心态并重构知识结构的时代。ChatGPT在诊疗中的应用为医生提供了多种参考工具,我自己经常用ChatGPT解决问题。如何将ChatGPT等AI工具整合到具体工作中,是当今医生需要学习和适应的重要趋势。

 

陈有信教授:自2016年起便投入AI研究,取得了多项成果,认为AI在眼科的应用前景广阔。中国的眼科医生不能在人工智能领域落后于发达国家。未来,AI将能辅助医生查文献、回答患者问题,甚至进行手术和药物研发。有可能将逐渐成为医疗领域的重要组成部分。


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