原標題:眼科 AI 的里程碑 | 全面解讀業內首個基于眼底照相的 AI 篩查系統指南
指南對硬件設備要求、數據采集規范、數據庫建立標準、算法評價、AI臨床應用流程提供了規范和建議。同時,在國際發布后不到3周的時間,指南英文版的展示數超過7萬余篇次,Science、PNAS、BMJ等142種國際著名科技期刊頁面也都同步鏈接。
作者 | 李雨晨
9月20-22日,第四屆嶺南眼科論壇暨第二屆全國眼科人工智能大會在廣州舉辦。
大會以“Eye+AI”為主題,由廣東省醫師協會眼科分會、中國醫藥教育協會智能醫學專委全國智能眼科學組主辦,中山大學中山眼科中心、廣東省醫師協會眼科醫師分會青年委員會、廣東省眼科診斷與治療創新工程技術研究中心承辦。
大會同期進行了基于眼底照相的DR篩查AI系統應用指南的發布推廣儀式。
先搭班子再唱戲
回顧第一屆全國眼科人工智能大會,全國智能眼科學組組長、大會主席袁進教授仍然覺得“這件事情開了個好頭”。
第一屆全國眼科人工智能大會其實是一個“搭班子”的過程,大會的嘉賓主要來自全國智能眼科學組,只有半天的議程,嘉賓也局限于學組內的專家。但是,大會結束后,這些專家依靠著自己的“朋友圈”,不斷吸引來自其他領域的學者和業界人士,為大會注入更多的新鮮血液。
到了第二屆,袁進發現各方力量對眼科AI方面交流的需要越來越強。
所以,學組決定將第二屆大會的主題設置為“Eye+AI”,從原來單純的學術交流會議變成學科融合的舞臺,讓各個參會代表更全面地了解眼科專業診療技術最新的發展趨勢,以及如何規范地、更有質量地去做好眼科AI。
據雷鋒網AI掘金志了解,本次大會設置了近80個主題演講,與人工智能相關的主題有“AI技術與眼科實踐”、“Eye+AI”、“眼科AI技術應用”,涉及青光眼、白內障、角膜病、糖尿病視網膜病變等多個關注度較高的病種。
袁進說到,醫療AI最重要的就是醫工結合,本次大會希望給有前景的智能成果提供一個展示與對接的平臺,讓這些成果進行路演,請算法專家、臨床專家以及風投專家,從不同角度來點評產品的價值——如果有,怎么樣做的更好;如果沒有,為什么沒有。
值得一提的是本次大會的眼底圖像算法大賽,中國的醫療AI行業很熱,但是底層能力的創新性,例如算法層面的突破卻并不明顯。袁進說到:“成果能不能接受第三方的檢驗,由算法專家、醫生來點評,這個大賽是我們第二屆的最大特色。”
大會主題的設置和競賽環節的設置也得到了參會者的認可。截至9月21日下午,大會的線下注冊人數已經接近500人,而去年的第一屆僅僅100多人,大會的增長勢頭迅猛。
適逢其時的指南
作為本次大會的重頭戲,9月21日上午,基于眼底照相AI篩查系統指南的推廣、5G眼科AI云系統以及《AI眼底彩照標注》團體標準啟動會相繼進行。值得一提的是指南的發布推廣,袁進在會上表示,這是目前醫學界里第一個AI方面的指南。
無論從技術發展,還是資本市場來看,AI在醫學影像的應用是目前人工智能各領域最熱門的賽道之一。但時至今日,醫療AI還遲遲不能商業化落地,其中一大重要原因是:產品研發和審批環節的標準體系尚未建立。
2018年11月起,中國醫藥教育協會智能醫學專委會智能眼科學組、國家重點研發計劃“眼科多模態成像及人工智能診療系統的研發和應用”項目組,就開始著手制定“基于眼底照相的糖尿病視網膜病變人工智能篩查系統應用指南”。
2019年8月,該指南在中華實驗眼科雜志正式發布(點擊查看指南全文)。指南對硬件設備要求、數據采集規范、數據庫建立標準、算法評價、AI臨床應用流程提供了規范和建議。同時,指南英文版在國際同步發布后不到3周的時間,展示數超過7萬余篇次,Science、PNAS、BMJ等142種國際著名科技期刊頁面也都鏈接了該“指南”。
南方科技大學教授、眼科學組成員唐曉穎教授說到,發布的指南意在提供一個標準,而這個標準主要是指圖像標注的標準化。“做算法最關鍵的一點就是如何標注圖像,標注的質量是影響模型性能的重要因素。”
目前,行業內存在的一個問題是,每一個團體都有自己的標準。
AI掘金志了解到的是,長征醫院影像醫學與核醫學科主任劉士遠教授是中國醫學影像AI產學研用創新聯盟的理事長 。該聯盟也致力于推動醫學影像AI基本規則的制定,其中包括術語、識別、標記等重要組成部分。
袁進說,現在醫療AI的各項標準還很不完善,沒有可參照的經驗。在這樣的情況下,只能由研究者和企業結合之后拿出一個固定的產品,形成自己的一個企業標準。那么在沒有其他標準的時候,企業標準可能會作為一個參照。
但是這個標準不一定會得到廣泛的認可。所以企業標準會尋求有資質的學術組織的審定,修改之后進行發布,這個時候企業標準就會變成團體組織的標準,其公信力、權威性就會更上一個臺階。
當然,不同的學術組織可以推出不同的團體標準。當團體標準達到一定的規模,國家可能會在團體標準的基礎上產生強制性的“國標”。
袁進說到,現在發布的指南也只是針對眼底相機的糖網篩查,沒有辦法去做一個更大范圍的指南,但是邁出的第一步是非常重要的。
“在我們學組的內部,是由百度公司根據自己的產品形成企業標準,然后再由我們學組內部進行討論,上升為團體標準,我們現在處于第二階段,鼓勵大家用這個標準去評估實踐,并且進行完善。”
唯一入選科技部的眼科項目
2017年,科技部提出了 “數字診療裝備研發”重點專項。專項的設計初衷,是針對一些心腦血管疾病,研發早期診斷的創新解決方案并且圍繞創新解決方案進行臨床驗證,建立全新的醫療模式。眼科并不在當時的考慮范圍之內。
但在袁進看來,眼科疾病非常重要,是位列腫瘤、心腦血管之后的第三大影響生活質量的疾病,面臨的臨床挑戰更加艱巨。“你想想看,我們國家近13億人口,但是注冊的眼科醫生只有32000人,想要在有限的醫療資源條件下去服務這么大的患者群體,一定要用到新的解決方案和醫療模式。”
當時,袁進和唐曉穎正在合作角膜疾病的項目。兩人看到這個消息后,還是抱著“試一試”的心態,準備好資料后進行答辯,最后成為了唯一一個以眼科入選的項目。
除了疾病本身的重要性,項目的另一個出發點是,將人工智能診療系統應用到一些偏遠地區,把基層醫院、區域醫院,跟頂級醫院整合在一起。這也是大會同期啟動5G眼科AI云系統的一個重要原因,唐曉穎說到,“我們想做從設備端、到數據處理、軟件開發、應用落地,形成一個完整的閉環。”
這件事情需要多方角色的參與。因此,項目組下設了五個課題,各有分工。
課題一:主要是做眼科的創新成像設備的優化和升級,是由中山大學電子信息工程學院的光學團隊來做;
課題二:由中山大學眼科中心、廣東省眼科診療工程技術中心牽頭,進行眼部微血管的平臺和功能分析軟件的研發;
課題三:由蘇州六六視覺科技負責,主要負責眼科成像設備的制造,把光學成像系統和微血管分析系統進行集成和整合,打造多模態、一站式的成像設備;
課題四:有了硬件和軟件支撐,由唐曉穎教授所在南方科技大學的算法團隊牽頭,進行人工智能算法、眼科云系統的搭建;
課題五:由基層醫院——肇慶市高要區人民醫院牽頭,在該院落地新的5G眼科云系統,對重要眼病早期篩查的臨床效果,進行真實環境的評價。
袁進說到,“我們的想法就是,以臨床的需求為導向,整合行業里的各個角色,形成一個創新的復合體,去解決臨床上的通用性問題。
未來,眼科人工智能醫療平臺將會包含兩個部分:多模態的一體化成像平臺以及眼科云診斷系統,從而達到功能診斷、遠程判斷、全程預警的功能。
項目的工程機設計已完成
眼科重大眼病的早期診斷是實現醫保控費、實現“健康中國2025”的重要一步棋。早期診斷才意味著早期介入和干預,早期介入和干預才能夠阻斷病情的自然發展。
因此,項目組選擇了用戶基數最大的糖尿病視網膜眼底病變(以下簡稱糖網)。當然,除了糖網,未來還會慢慢拓及到老年黃斑變性、青光眼、角膜病等眼科問題,逐漸形成全眼覆蓋的解決系統。
袁進說到,目前,大家把AI當成一個輔助決策系統。所以,AI第一個要滿足的功能需求就是判斷對疾病進行定性。在此基礎上,對疾病的嚴重程度進行分期、分級。
除了上述兩點,還需要讓AI對看到的影像結果進行生物測量。“有了這些生物測量以后,就有更加量化的指標進行評價,這是我們目前做的比較重要的一件事情。”
唐曉穎表示,目前,AI診療系統的數據主要是來自于袁進所在的中山大學中山眼科中心。在判斷患者是否患有糖網這件事情上,AI系統的表現基本上沒有問題,“我們在多中心圖像上的準確率可以達到90%。”
同時,AI系統也能對糖網進行分級、分期。目前系統對糖網的六分期準確率達到80%。因為相比于定性,眼底疾病分期的挑戰更大。
除了分類之外,團隊還做了很多病變檢測的工作,例如出血、滲出,以及結構性的標注,例如眼底的黃斑中心、視杯視盤,以及提供特征參數。
當然,這其中也存在很多挑戰。
唐曉穎表示,最主要的還是數據問題。“我們也拿給袁教授看過,像Kaggle這樣的公共數據集,有一些標注也不太準,所以我們要做大量的清理和重標工作。”
而且,病變檢測比分類的難度更大,需要醫生手動標注。最后,系統能不能經得住市場的考驗,到底能不能投入到醫院里?
在解決這些問題之后,AI系統需要從單模態、單任務跨越到多模態、多任務。“我們現在做的只是針對眼底圖片來診斷糖網,但我們未來的終極目標是將整合了OCT的光學系統、血管系統、眼底照相系統的多模態AI,用于診斷青光眼、診斷黃斑變性等其他眼科病。
當然,因為該產品涉及到多方角色,有高校、醫院以及企業,產品的最終歸屬權是一個重要的問題。袁進說到,醫院和研究機構是技術提供方,但是申報、注冊產品一定是依托于企業,團隊跟企業去共享成果。
經過3年多的發展,各界都期盼著國內第一張醫療AI的證書能盡早批下來。而說到AI產品的落地,就不得不提FDA批準的IDx-DR,這是目前世界上唯一一款獲批的人工智能診斷設備。
唐曉穎說到,IDx最大的成功是把AI系統和硬件進行了結合。“單純的AI的系統,很難做到在跨設備的同時,又能保持很好的敏感性和特異性。但是如果綁定設備,至少能夠在這臺設備上達到很高的水準。做AI算法的團隊很多,主動跟硬件結合的比較少。”
在唐曉穎看來,這種“單兵作戰”的方式,會對產品的落地推廣帶來挑戰。“百度有他們自己的算法,但是也會指定一個眼底相機的供應商,然后把系統和相機打造成一體機去進行推廣。我覺得這是一個比較好的范本。”
在這樣的思路下,承擔課題三的六六視覺科技就承擔了“最后一公里”的任務,該公司副總經理龐杰說,目前眼科多模態的成果,已經完成了設備工程機的設計,爭取一年之內把產品完成。
“這也是項目組對我們提出的要求和目標,我們也希望,能夠盡快將這一套智能的數字診療裝備帶到公眾面前。”返回搜狐,查看更多
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