嵩岳機器人驚艷亮相

我國自主研發(fā)的嵩岳機器人在為廣大患者服務(wù)的同時，也打響了中國眼科AI的品牌，走在了世界的前列。

近年來，隨著國際醫(yī)學(xué)界在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)深度學(xué)習(xí)方面取得的長足進步，人工智能掀起了一個前所未有的熱潮。在眼科和視覺科學(xué)領(lǐng)域，AI應(yīng)用呈爆發(fā)式增長。國際規(guī)模最大的眼科與視覺科學(xué)研究年會（ARVO）相關(guān)文獻報道由2017年的8篇猛增到2018年的49篇。

2018年4月11日，美國衛(wèi)生監(jiān)管機構(gòu)食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準了一款眼科人工智能技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)品，而這一產(chǎn)品正是針對糖尿病視網(wǎng)膜病變進行篩查的AI軟件。

不過，F(xiàn)DA所推進的視網(wǎng)膜病變AI應(yīng)用產(chǎn)品目前還停留在軟件階段，真正的“完全體”卻首先在中國驚艷亮相。2018年6月5日上午，在全國愛眼日活動期間，河南省人民醫(yī)院、河南省立眼科醫(yī)院在“糖尿病視網(wǎng)膜病變篩查人工智能機器人新聞發(fā)布會”上宣布，第一代“嵩岳”機器人醫(yī)生正式上崗。它不僅是國內(nèi)首批進入CFDA三類醫(yī)療器械審批程序的AI醫(yī)療產(chǎn)品，而且是國際上首個利用深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對視網(wǎng)膜病變作出人工智能輔助診斷的機器人醫(yī)生。

今后，嵩岳將成為該院眼科醫(yī)生的“得力助手”，在它的幫助下，以往早期診斷率較低的糖尿病視網(wǎng)膜病變將得到高水平的診斷和篩查，及時發(fā)現(xiàn)“病灶”解決問題。

功能強大特點鮮明

糖尿病是一種涉及全身多系統(tǒng)的疾病，全球發(fā)病率約5%，我國高于10%。2011年我國糖尿病發(fā)病人數(shù)為9200萬人，2017年超過1億人，位列全球第一。由于對糖尿病的控制情況不一，我國30%的患者還會出現(xiàn)糖尿病視網(wǎng)膜病變，從而導(dǎo)致失明等嚴重后果。據(jù)統(tǒng)計，此類患者的早期診斷率很低，普通眼科醫(yī)生的初次診出率不足一半，眼底病專業(yè)的眼科醫(yī)生診出率在70%～80%。

河南省人民醫(yī)院眼科研究所副所長雷博告訴記者，糖尿病視網(wǎng)膜病變雖然危害嚴重，但是可防、可治。大量研究顯示，及時發(fā)現(xiàn)病變，第一時間進行干預(yù)，嚴格控制糖尿病危險因素（如血糖、血壓、血脂、煙酒等）能有效地減緩病情發(fā)展，從而穩(wěn)定視力，提高生活質(zhì)量。因此，加強對糖尿病患者的早期診斷和規(guī)律篩查，已成為糖尿病視網(wǎng)膜病變防治中的重要環(huán)節(jié)。

但是，面對如此龐大的糖尿病和糖尿病視網(wǎng)膜病變?nèi)巳海覈劭脐犖閰s明顯不足。粗略估計，河南省糖尿病視網(wǎng)膜病變患者有300萬人，而全省眼科醫(yī)生才1416人，缺口巨大。

為此，河南省人民醫(yī)院從2016年開始，啟動了眼科人工智能的研發(fā)工作，希望通過人工智能閱片，快速、準確、高效地對糖尿病視網(wǎng)膜患者進行篩查和診斷。

據(jù)介紹，研發(fā)分為兩個階段。第一階段主要是軟件的開發(fā)，團隊成員包括河南省人民醫(yī)院（河南省立眼科醫(yī)院、河南省眼科研究所）金學(xué)民教授團隊、北京協(xié)和醫(yī)院和北京同仁醫(yī)院的眼科專家，以及北京致遠慧圖科技有限公司的工程師。研發(fā)團隊基于對7萬張眼底照片和100余萬標注病灶的深度學(xué)習(xí),對各期糖尿病視網(wǎng)膜病變作出了更為詳細的診斷，并分級分類，在程序中提示出了相關(guān)病灶，最終建立起了糖尿病視網(wǎng)膜病變?nèi)斯ぶ悄茉\斷系統(tǒng)。

在此基礎(chǔ)上，研發(fā)團隊于2018年3月進入了研發(fā)第二階段，即機器人硬件的研發(fā)，使其具備了人機交流、信息收集、遠程診斷、打印報告等強大功能。

雷博表示，嵩岳第一代目前的主要應(yīng)用范圍是糖尿病視網(wǎng)膜病變的篩查、病變分級及提供相應(yīng)診療建議。該機器人具有以下幾個特點。

一是機器人不僅可對各期糖尿病視網(wǎng)膜病變作出診斷，還可以提示相關(guān)的病灶；二是具有業(yè)界最好的糖尿病視網(wǎng)膜病變篩查性能，其敏感性和特異性均達90%以上；三是診斷速度快，5秒鐘內(nèi)即可完成診斷，并打印出結(jié)果；四是對于少量機器人不能確定的診斷結(jié)果，可通過河南省眼科疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心閱片部進行遠程結(jié)果復(fù)診，獲得眼科專家最終診斷；五是患者檔案可永久儲存，隨時獲取以往的檢查結(jié)果，利于隨訪和復(fù)診；六是結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)可進行實時遠程診斷，便于服務(wù)廣大的基層和偏遠地區(qū)的群眾。

該機器人為何取名“嵩岳”呢？對此問題，河南省人民醫(yī)院宣傳部網(wǎng)絡(luò)媒體科科長秦基石告訴記者，三山五岳是中國的歷史文化名山，其中中岳嵩山又稱“嵩岳”，地處河南省境內(nèi)，所以該機器人以“嵩岳”命名。一方面為了突出地理特性，表明了該機器人的出生地在河南；另一方面象征著這個自主研發(fā)的機器人目前站在了技術(shù)高峰，必將引領(lǐng)眼科AI新潮流。

人機競賽大展身手

6月5日，在嵩岳機器人發(fā)布現(xiàn)場，河南省人民醫(yī)院舉辦了一場“糖尿病視網(wǎng)膜病變眼底圖片判讀”人機比賽。競賽的一方是嵩岳機器人，另一方則是來自全國各大醫(yī)院的16名眼科專家。最終結(jié)果顯示，在時間方面，機器人以每張圖片用時3.8秒判讀的成績完勝醫(yī)生；在準確率方面，機器人與排名前三位醫(yī)生的讀片結(jié)果一致性超過九成，與其研發(fā)者之一的王艷婷醫(yī)師打成平手。綜合成績判定，這次人機大戰(zhàn)的獲勝者仍舊是機器人。

“事實上，在這次較量之前，我們還進行了面向全國眼科醫(yī)生的公開擂臺賽?！睋?jù)雷博介紹，此前全國大賽征集時間為兩天，共有23個省區(qū)市共118名眼科醫(yī)生報名參賽，選手單位涵蓋二、三級醫(yī)院，最終“嵩岳”位列第三名。

一名參賽選手表示，嵩岳機器人具有國際先進水平，一方面它作為醫(yī)生得力的輔助診斷助手，使內(nèi)分泌科、內(nèi)科等相關(guān)科室以及社區(qū)的糖尿病患者及早得到高水平的診斷和篩查，對早期發(fā)現(xiàn)糖尿病視網(wǎng)膜病變并防止致盲具有重大意義；另一方面嵩岳可愛的造型拉近了醫(yī)患關(guān)系，節(jié)省了患者就醫(yī)的時間。

盡管嵩岳獲得了比賽勝利和多方認可，但雷博認為，嵩岳還存在兩個方面的問題需要改進。一是機器人與患者互動方面還不夠完善；二是第一代機器人診療眼底疾病范圍僅限于糖尿病視網(wǎng)膜病變，比較單一。他表示，下一步研發(fā)團隊將聯(lián)合國內(nèi)外著名的機器人研發(fā)公司，深度開發(fā)嵩岳的人機互動功能，尤其是針對不同糖尿病視網(wǎng)膜病變分級的診療建議。同時，豐富診斷病種，盡快推出包括黃斑變性、青光眼等常見眼底疾病的診斷功能，并通過深度學(xué)習(xí)，進一步提高機器人診斷的特異性和敏感性。

目前,第一代嵩岳機器人僅有兩臺，河南省人民醫(yī)院正在籌劃增加機器人生產(chǎn)數(shù)量，將來通過互聯(lián)智慧平臺，選擇首批10～15家基層醫(yī)院眼科和內(nèi)分泌科進行推廣；另外，還將以“糖尿病視網(wǎng)膜病變篩查進社區(qū)”的形式，選定部分社區(qū)開展機器人篩查活動，服務(wù)于廣大糖尿病患者。