来自:南方都市报
广州眼科专家首创婴幼儿视功能人工智能评估系统,一段视频就能筛出九成白内障,相关技术发表于《自然·生物医学工程》。
诊断即光明,错过则黑暗,而且是终身的
婴幼儿阶段如果罹患了诸如视网膜脱落、先天性白内障等眼科疾病,及时诊断清晰,快速干预、治疗,则能确保孩子的视力、光明;而错过治疗窗口期,孩子极可能终身失明。可如何让不会言语的小家伙配合视光学检查,则是一项世界性难题。也这是因为难,难于客观评估婴幼儿视功能状况,全球2000万以上的视觉损伤婴幼儿不能被及时发现而终生致盲。
为解决这一难题,中山大学中山眼科中心刘奕志教授和林浩添教授通过多年的临床实践发现,这些不能言语的视损伤孩子,往往会表现出一些特殊的动作、行为。利用AI技术学习、分析后,在全球首次建立了基于行为模式的婴幼儿智能视功能评估系统,用于客观筛查婴幼儿的视功能,及时发现语言前婴幼儿的视觉损伤。“我们期望这套系统能开发成一个APP,以后家长们利用手机,在家就能完成诸如先天性白内障、先天小眼球、小角膜、先天无晶体等眼科疾病的筛查”,中山眼科中心院长助理、人工智能与大数据科主任林浩添教授表示,目前最新研究成果美国时间21日发表于《自然》杂志的子刊《自然生物医学工程》。
首次明确视觉损伤和行为模式的量化关系
一个正常的人走过的直线路径,当遮蔽一只眼再走时,会出现明显的偏差。不同的视力缺失疾病,也会让人表现出一些特殊的细微动作。成人如此,孩子也一样。
中山大学中山眼科中心研究团队开发的婴幼儿视功能评估系统,也正是基于这一原理,捉孩子的一小段动作视频后,将这一视频交给AI去进行分析。人眼难于捕捉和发现的细微差异,人工智能能够明察秋毫的予以捕捉,并进行判断。
林浩添教授表示,本次研究通过分析过去10年,4196例婴幼儿的行为学表型视频大数据,定量对比不同视功能群体4大类、13个行为特征的发生频率及严重程度,首次明确了斜视、眼球震颤、代偿头位等11个标志性的医学行为体征,与婴幼儿视觉损伤的量化关系。
图:视觉损伤和行为模式量化关系的研究流程
从分析图片、文字到分析视频
这个AI运用了众多的全新技术
人工智能运用于医学领域,这两年方兴未艾,如火如荼。但也已成形的技术,往往集中在对医学影像图片,特定格式生化检查数值的分析,极少有对动态视频加以分析并辅助医生诊断的AI技术
本研究创新性采用时序分割网络来自主学习、建立行为学表型在视频水平的特征模型。该算法结合稀疏采样的策略和视频水平的监督,以实现对动态视频数据集的高效拟合。简单来说,该技术就是将一段视频分段进行审核、分析,捕捉细微动作差异所反映的潜在眼科疾病。
通过验证,这一技术有着极为敏锐的判断力和极高的准确率。林浩添透露,以先天性白内障为例,该系统通过视频捕捉的诊断准确率达到93%。而其他诸如先天性小眼球、小角膜晶体脱位等疾病,准确率也普遍超过80%。
AI加持的智能评估系统将简便到可用手机应用
一项全新的筛查技术,需要简便、易操作的加以推广,而中山眼科团队研发的这一有AI加持的智能评估系统,则有望通过手机APP的模式广泛运用。
“我们特别希望将来,家长能够利用手中的智能手机或其他终端,在家里就为孩子做检查。其实就是捕捉一段孩子1-2分钟的视频,然后上传后,AI在后台加以迅速计算,完成初筛。为孩子的治疗赢得时间。
采写:南都记者 王道斌 通讯员 邰梦云
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