【導(dǎo)言】眼睛不僅是“心靈的窗戶”，也可以是“健康的窗口”。眼睛作為一個體表器官，全身唯一可以直接觀察到神經(jīng)組織和動靜脈的“窗口”，全身很多器官系統(tǒng)的病理變化，都會在眼睛留下“痕跡”。

傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)已經(jīng)證實，肝膽疾病患者可出現(xiàn)結(jié)膜和鞏膜黃染等多種臨床體征，然而由于傳統(tǒng)醫(yī)療的局限性，僅有少數(shù)患者和嚴重病例的眼部特征改變被臨床醫(yī)師發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，無法進行技術(shù)發(fā)掘和大規(guī)模人群篩查。

近幾年，中山大學(xué)引領(lǐng)國際上多項醫(yī)學(xué)人工智能技術(shù)的發(fā)展。在中山大學(xué)多學(xué)科合作的醫(yī)學(xué)人工智能創(chuàng)新平臺支持下，由中山大學(xué)中山眼科中心（負責(zé)人：林浩添）和中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院（負責(zé)人：鐘躍思）共同領(lǐng)銜的國際多中心研究項目，首次研發(fā)出通過眼部影像篩診肝膽疾病的技術(shù)及評估系統(tǒng)，2021年1月26日在國際頂級期刊《柳葉刀-數(shù)字醫(yī)療》（《The Lancet Digital Health》）發(fā)表。

此項研發(fā)工作得到了國內(nèi)外同行的高度評價，來自國際著名醫(yī)療機構(gòu)美國梅奧醫(yī)療集團（Mayo Clinic）的大內(nèi)科主任和肝膽首席專家Vijay H Shah 教授發(fā)表了同期評論稱贊道“這項研究及時且重要，人工智能技術(shù)引導(dǎo)了不同學(xué)科的合作創(chuàng)新，并產(chǎn)生了新時代的醫(yī)療技術(shù)”。

近年來，中山眼科中心已經(jīng)取得了眼病人工智能診療系列技術(shù)突破，中山三院在人工智能領(lǐng)域也有良好的積累，此項跨學(xué)科的智能技術(shù)的成功研發(fā)，也開啟了智慧醫(yī)療和健康管理的新時代。

圖1，研發(fā)亮點示意圖

圖2，The Lancet Digital Health在線發(fā)表文章頁面

圖3，美國梅奧醫(yī)療集團肝膽首席專家Vijay H Shah 教授同期評論文章

一、實現(xiàn)全民健康，需要醫(yī)療技術(shù)和健康管理模式的突破

人民健康是民族昌盛和國家富強的重要標志。目前，我國醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)水平較以往有大幅提高，但隨著現(xiàn)代化進程、人口老齡化發(fā)展、生態(tài)環(huán)境及生活行為方式等變化，慢性非傳染性疾病已成為居民的主要死亡原因和疾病負擔(dān)，成為制約健康預(yù)期壽命提高的重要因素。

同時重大傳染病防控形勢仍然嚴峻，由此引發(fā)的精神衛(wèi)生和慢性病管理等問題不容忽視。此外，人民群眾對健康期望水平快速提升，但醫(yī)療總體服務(wù)能力低下、服務(wù)模式單一，遠遠滿足不了社會發(fā)展的需求。高效利用有限的醫(yī)療資源，建立防篩診治一體化智能健康管理系統(tǒng)，提高居民生活質(zhì)量，延長健康壽命，以較低成本取得較高健康績效，是健康中國2030的核心要求。

二、基于眼部影像學(xué)的智能診斷技術(shù)將會成為創(chuàng)新醫(yī)療的新“核心”

眼睛結(jié)構(gòu)精密，位置特殊，80%以上的外界信息均由眼部接收，相對于其他器官部位，以眼為窗口進行全身智能健康管理具有多項優(yōu)勢。首先，眼部數(shù)據(jù)最易于采集、模態(tài)最為豐富，眼科也成為人工智能應(yīng)用的領(lǐng)跑學(xué)科，為人工智能在其他多個醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)展提供豐富經(jīng)驗。

與此同時，在人體眾多器官中，眼睛是唯一能直接觀察動脈和神經(jīng)等重要結(jié)構(gòu)的體表器官，全身各個器官系統(tǒng)的病變都會在眼部具有特征性表現(xiàn)。全身性疾病的全面篩查過程耗時費力，中山大學(xué)中山眼科中心林浩添教授早在2018年即提出要以眼睛為窗口創(chuàng)建疾病新管理模式的概念，通過近三年的探索與布局，使智能模型通過一站式眼科檢查識別全身病成為可能，進一步實現(xiàn)對疾病的預(yù)防、篩查、診療、隨訪的統(tǒng)一管理。

三、中國是肝膽疾病大國，亟需可大規(guī)模推廣的無創(chuàng)篩診技術(shù)

肝膽疾病影響全球數(shù)十億人，中國是“肝病大國”，有近4億肝病患者，約占全世界肝病患者總?cè)藬?shù)的三分之一?，F(xiàn)有的檢查方法如血檢等有創(chuàng)檢查或B超、CT、MRI等影像學(xué)技術(shù)不足以滿足大規(guī)模人群的篩診需求。世界衛(wèi)生組織發(fā)布的指南建議使用簡單的、非侵入性診斷測試來篩查肝膽疾病患者并評估其治療資格，優(yōu)先考慮病情最嚴重和死亡風(fēng)險最高的患者進行治療。

四、通過眼部影像篩診肝膽疾病的技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用的主要亮點

此項目納入來自中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院肝膽外科及感染科、南方醫(yī)科大學(xué)附屬花都區(qū)人民醫(yī)院感染科、愛康集團廣州愛康國賓檢查中心南天分院及環(huán)市分院這五個醫(yī)療機構(gòu)的1789名參與者，通過前瞻性采集他們眼表及眼底影像學(xué)數(shù)據(jù)，研究組使用深度學(xué)習(xí)技術(shù)成功地從這些影像數(shù)據(jù)中提取出肝膽疾病的眼部特征并開發(fā)及驗證了14個模型（7個裂隙燈模型及7個眼底模型）,可分別用于篩查是否患有肝膽疾病及診斷是否患有肝癌、肝硬化、慢性病毒性肝炎、非酒精性脂肪肝、膽石癥及肝囊腫六大類常見肝膽疾病。

此研究構(gòu)建的模型效果各有差異，在診斷重癥肝病如肝癌、肝硬化方面取得了良好的效果，而在癥狀相對較輕的慢性病毒性肝炎、非酒精性脂肪肝、膽石癥及肝囊腫中則表現(xiàn)欠佳。這些篩診模型已成功部署在中山大學(xué)中山眼科中心智能診斷預(yù)測云平臺上，可作為大規(guī)模快速無創(chuàng)篩診的工具。

圖4，使用眼表及眼底影像學(xué)數(shù)據(jù)對肝膽疾病進行篩診

圖5，中山大學(xué)中山眼科中心智能診斷預(yù)測平臺肝膽疾病篩診系統(tǒng)界面

為了解析模型機制、打破黑箱效應(yīng)，研究組首先采用了可視化技術(shù)來明確影像學(xué)相關(guān)特征，隨后進行遮蓋試驗及灰度化測試進一步確定了關(guān)鍵影像學(xué)特征。通過上述技術(shù)的疊加應(yīng)用，此研究首次驗證了與結(jié)膜和鞏膜相似，虹膜顏色和眼底視盤及血管結(jié)構(gòu)包含了關(guān)鍵診斷信息，這一發(fā)現(xiàn)為更好地了解疾病的病理生理機制及其個性化管理創(chuàng)造了新的機會和方向。

圖6，眼表及眼底注意力熱圖

五、項目核心人員介紹

在國家重點研發(fā)計劃（2018YFC0116500）、廣東省重點研發(fā)項目（2018B010109008）及廣州市科技計劃項目（202002010006）的共同支持下，領(lǐng)銜單位中山大學(xué)中山眼科中心和中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院與各家合作單位共同努力，歷時近3年，攜手完成這一重大項目。

團隊青年核心骨干包括肖薇博士（共同一作；中山眼科中心）、黃茜碩士（共同一作；中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院）、王婧薈博士（共同一作；中山眼科中心）；核心專家包括林浩添教授（中山眼科中心）、鐘躍思教授（中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院）、陳偉蓉教授（中山眼科中心）及劉奕志教授（中山眼科中心）。此項目也得到了合作企業(yè)北京致遠慧圖科技有限公司在設(shè)備和技術(shù)方面的大力支持。愛康集團廣州愛康國賓健康檢查中心也在健康人群的篩查及多中心人群的驗證中提供了幫助。

此外，項目的參與人員還包括中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院器官移植科郭志勇教授、中國人民解放軍第二軍醫(yī)大學(xué)第三附屬醫(yī)院（東方肝膽外科醫(yī)院，東方肝膽外科研究所）文文研究員、香港中文大學(xué)眼科學(xué)與視覺科學(xué)系Carol Yim-Lui Cheung及英國Moorfields Eye Hospital（歐洲排名第一）Ji-Peng Olivia Li、日本Cancer Institute Hospital（全球排名第二）Yoshihiro Mise等國內(nèi)外多學(xué)科領(lǐng)域?qū)＜摇?/p>

（通訊員：邰夢云）