糖尿病患者與眼科篩查醫(yī)生人數(shù)形成鮮明“剪刀差” 上海醫(yī)學(xué)團(tuán)隊(duì)研發(fā)AI系統(tǒng)識(shí)別病變

人民網(wǎng)上海5月29日電 （龔莎）近日，上海交通大學(xué)附屬第六人民醫(yī)院內(nèi)分泌代謝科、上海市糖尿病研究所、上海市糖尿病臨床醫(yī)學(xué)中心賈偉平教授課題組的研究成果在線發(fā)表于《自然通訊》。該研究基于全球最大的眼底圖像數(shù)據(jù)庫(kù)，構(gòu)建了糖尿病視網(wǎng)膜病變輔助智能診斷系統(tǒng)——DeepDR，實(shí)現(xiàn)了對(duì)糖尿病視網(wǎng)膜病變從輕度到增殖期病變的全病程自動(dòng)診斷，并能對(duì)眼底圖像的質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋以及眼底病變的識(shí)別分割。

糖尿病視網(wǎng)膜病變是糖尿病慢性并發(fā)癥，長(zhǎng)期高血糖環(huán)境會(huì)損傷視網(wǎng)膜血管，引起一系列眼底病變，例如微血管瘤、滲出、新生血管、黃斑水腫等。該病進(jìn)展十分隱匿，患者在初期通常沒(méi)任何癥狀，當(dāng)出現(xiàn)可感知的視力受損時(shí)，病情往往已十分嚴(yán)重，可導(dǎo)致永久視力損傷甚至失明，給個(gè)人、家庭和社會(huì)造成沉重負(fù)擔(dān)。

根據(jù)《中國(guó)2型糖尿病防治指南》推薦，所有2型糖尿病患者及病程5年以上的1型糖尿病患者1-2年應(yīng)進(jìn)行一次眼底攝片篩查，以便及早發(fā)現(xiàn)糖尿病視網(wǎng)膜病變，并進(jìn)行干預(yù)。然而，眼底攝片篩查的普及困難重重。我國(guó)成年糖尿病人數(shù)高達(dá)1.298億，全國(guó)注冊(cè)眼科醫(yī)生卻僅4.48萬(wàn)，比例高達(dá)3000:1，DR篩查面臨眼科醫(yī)生不足的困境，且人工讀片具有耗時(shí)較長(zhǎng)、主觀性較強(qiáng)（需要兩到三名醫(yī)生閱片復(fù)核）、對(duì)醫(yī)生要求較高（對(duì)微血管瘤等輕度病變?cè)\斷困難）的特點(diǎn)。

針對(duì)糖尿病視網(wǎng)膜病變篩查與防治的需要，該研究開(kāi)發(fā)了糖尿病視網(wǎng)膜病變輔助智能診斷系統(tǒng)（DeepDR）。通過(guò)對(duì)上海市加強(qiáng)公共衛(wèi)生體系建設(shè)三年行動(dòng)計(jì)劃重大項(xiàng)目“上海市糖尿病預(yù)防和診治服務(wù)體系建設(shè)”中的近70萬(wàn)張的眼底圖片數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，使DeepDR能像眼科醫(yī)生一樣對(duì)眼底照片進(jìn)行視網(wǎng)膜病變?cè)\斷。

DeepDR由多個(gè)交叉遷移強(qiáng)化的多任務(wù)學(xué)習(xí)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組成，包括三大功能：圖像質(zhì)量分析與實(shí)時(shí)反饋、病變檢測(cè)和分級(jí)診斷。

其中，圖像質(zhì)量分析模塊可以給予攝片者關(guān)于圖像質(zhì)量所存在問(wèn)題的實(shí)時(shí)反饋，可有效避免采集低質(zhì)量無(wú)效圖片，顯著提高視網(wǎng)膜病變篩查的攝片效率。病變檢測(cè)模塊可以對(duì)視網(wǎng)膜特征病變實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別和分割，精確識(shí)別微血管瘤、棉絮斑、硬性滲出和出血等病變。視網(wǎng)膜病變分級(jí)模塊最后給出分級(jí)診斷結(jié)果，精準(zhǔn)區(qū)分從輕度到增殖期不同程度的視網(wǎng)膜病變。

相比既往研究，DeepDR在輕度視網(wǎng)膜病變中實(shí)現(xiàn)了高靈敏度和特異性診斷，且不只是給出分級(jí)，而是提供視覺(jué)提示，幫助用戶識(shí)別不同類型病變的存在和位置，使得其診斷過(guò)程更接近于眼科醫(yī)生的思維過(guò)程。

該系統(tǒng)將有助于減輕基層醫(yī)生的診斷難度和工作負(fù)荷，在提高眼底攝片篩查的可及性和效率方面具有很大潛力，擴(kuò)展了糖尿病慢病管理和精準(zhǔn)防控的新路徑。

該研究核心成果獲中國(guó)授權(quán)發(fā)明專利3項(xiàng)、美國(guó)授權(quán)發(fā)明專利1項(xiàng)，已在全國(guó)多地醫(yī)院落地使用。不止在國(guó)內(nèi)，DeepDR還已經(jīng)應(yīng)用于國(guó)際糖尿病聯(lián)盟全球中低收入國(guó)家糖尿病視網(wǎng)膜病變篩查項(xiàng)目，覆蓋40多個(gè)國(guó)家和地區(qū)，為糖尿病全球管理和防控提供了中國(guó)特色的人工智能解決方案。