2019年01月17日 | 人工智能如何挽救一双眼睛？

全国有 300 多个地级行政区、2800 多个县级行政区。AI 医疗在中国落地的第一个地方，却是一个不知名的小县城——德庆。

德庆县位于广东省肇庆市，人口只有 30 多万，2018 年一季度生产总值在肇庆 9 个县区中排名第六。县城里医疗水平偏低、医疗资源紧张。

德庆县人民政府官网显示，2015年德庆全县每千常住人口床位数 3.72张，执业（助理）医师 1.23人，均低于全省平均水平。

就是这样一个县城，因为满足了一些特定条件，成为 AI 医疗落地的起点。

红色区域是德庆县AI 医疗，从眼底影像开始

“医疗水平偏低的基层，比大城市更需要 AI 医疗的帮助。之所以选择德庆，是因为肇庆是广东的缩影，而广东又是中国的缩影。”中山大学中山眼科中心袁进教授对 PingWest 品玩解释道，“ 广东有非常发达的珠三角地区，也有欠发达的粤北地区，和中国整体情况相近。肇庆市现在被列入粤港澳大湾区，是国家重点开发的地区，但也有德庆这样较贫困的县城。”

中山大学中山眼科中心是全国连续八年排名第一的眼科医院，他们在 2018 年 11 月 1 日的百度世界大会上与“百度灵医”签署了合作框架协议，推动 AI 医疗进入广东省更广泛的基层，首先从眼科医疗影像切入，在德庆进行第一个试点。

从事眼科临床工作十余年的袁进教授，是医院方面的主要推动者，而百度灵医是百度旗下的 AI 医疗品牌。“百度灵医成立于 2018 年 4 月，6 月决定切入医疗影像领域。”百度灵医影像产品负责人王冰告诉 PingWest 品玩。

百度灵医医疗影像主任架构师许言午补充道：“之所以从眼科医疗影像切入，是因为这个风险相对可控，市场有明确需求，大家接受起来也比较容易。”

AI 医疗在德庆的落地，因一场义诊被更多当地居民所知晓。2018 年 1 月 10 日，原本用于停放急救车的德庆县人民医院门前，伫立着两个蓝色帐篷。帐篷上挂了长长的横幅，上面写着：广东省眼科人工智能诊断系统下基层大型义诊活动。

前来接受义诊的居民络绎不绝，他们大多年过半百，有的甚至不能认全横幅上的字。但对他们来说，“大城市来的医生”给看病，是一个“难得的机会”。

义诊范围集中在糖尿病和眼科疾病上。居民需要先找接诊护士填写一份病例报告表，登记自己的出生日期、性别、联系电话、地址、药物过敏史、手术史等信息，并且签署一份知情同意书。

签署知情同意书后，意味着签署人将参与到一项名为“多模成像及人工智能诊断系统的多层级临床应用”的研究中。

这项研究是“眼科多模态成像及人工智能诊疗系统的研发和应用”项目（2017YFC0112405）的一部分。这是个国家重点研发计划项目，于 2017 年 9 月启动，项目承担人正是上文提到的袁进教授。

这次义诊在为当地居民提供检测和诊断的同时，也在为这个项目收集样本。研究人员将根据病例报告上的信息，持续追踪参与到研究中的患者。

目前，这个项目正在尝试用“AI 眼底相机”帮助医生诊断眼底疾病。眼底是人体唯一可直接观测到血管和神经的地方，医生通过拍摄眼底图像并诊断，不仅能发现眼睛的疾病，还可以揪出其他全身性疾病（如糖尿病）。

AI 眼底相机的目的，就是用低操作门槛和 AI 算法替代医生看片子、做诊断，解决一些地方眼科医生少、眼疾患者做检查难的问题。

王冰表示：“中国 45 岁以上的中老年人，和所有的糖尿病患者等多个群体都有必要定期进行眼底筛查，总数达 4.4 亿人。”与此相矛盾的是，“全国只有三万多名眼科医生，主要集中在三甲医院”，并且“这三万名医生中，有鉴别眼底照片能力的只有几千人”。

“德庆县人民医院连个眼科都没有，只有五官科。当地人想要看眼睛的病，要跑到肇庆市里的医院。”肇庆市高要人民医院眼科主任夏鸿慧告诉 PingWest 品玩。他是上述国家重点研发计划项目的团队成员，这次义诊也来到了现场。

百度的 AI 眼底相机可以看什么病？

登记完信息、签署完知情同意书后，居民将依据流程免费测视力、眼压、血压和血糖。血糖偏高的患者将由糖尿病专家诊断，血糖正常的居民由眼科专家诊断、了解过往病史。经过专家诊断后的居民，会去排队接受 AI 眼底相机拍照。

PingWest 品玩获知，在上述国家重点研发计划项目中，参与的 AI 眼底相机有好几家。但在义诊现场，两台 AI 眼底相机都来自百度，一台改造自“拓普康”，另一台改造自“新视野”。它们都被百度灵医以捐赠的形式，送到了德庆当地的医院。

经过改造后，百度的 AI 眼底相机结合了眼底相机、AI 算法、计算主机、打印机等几个模块，官方名称是“AI 眼底筛查一体机”。

AI 眼底筛查一体机的操作非常“傻瓜”，稍经训练后，“能够在无人指导的情况下让患者轻松完成眼底摄像，并快速得出筛查报告，极大程度弥补了基层医疗力量的不足”。并且，从拍摄眼底照片到 AI 算法诊断出结果，整个过程只需要 10 秒钟。

AI 眼底筛查一体机最早面向公众亮相，是在 2018 年 11 月 1 日百度世界大会上。当天，百度 CEO 李彦宏宣布，百度公益基金会将向全国 500 个贫困县医疗点捐赠 AI 眼底筛查一体机。

在此之前的 10 月，一体机的研发原型机已经开始在德庆进行测试。目前，AI 眼底筛查一体机已经在肇庆的 4 家医院落地运营。预计 3 月底，广东省将会有 14 个试点医院用上一体机。

AI 眼底筛查一体机基于百度自主研发的算法，可以将拍摄的二维眼底图映射回三维眼底形态，主要针对“发病人群多、对视力损害严重、非常依赖早期发现”的三种眼科疾病：糖尿病视网膜病变（简称糖网病变）、青光眼和黄斑病变。

糖尿病视网膜病变是糖尿病最常见的微血管并发症之一，致盲率有 30%。“按照国家官方数据，中国糖尿病患者有近 1.2 亿，约有 30% 的糖尿病患者在疾病中后期会发生视网膜病变。”袁进教授说。

青光眼是我国排名第二的致盲眼疾。这是一种眼球压力过高导致视力受损、视野变窄的疾病。青光眼在 40 岁以上人群中发病率为 2.3%，致盲率与糖网病变相同，约为 30%，患病人数达到 1600 万人。

黄斑变性是一种非常高发的疾病，这种疾病在西方被认为是主要致盲的眼病，而在国内民众对它的认知却非常有限。目前，我国黄斑病变患者达 3000 万，致盲率约为 40%。

针对以上三种高致盲眼疾，百度 AI 眼底筛查一体机基于自研算法，通过检测不同的眼底结构进行诊断：

1.通过检测视网膜微血管是否有血斑、渗出等状况（有机体上发生病变的部位），诊断糖尿病视网膜病变；

2.分割并测量视盘和视杯，得出杯盘比，诊断青光眼病灶；

3.通过检测玻璃膜疣，诊断黄斑病变病灶。

理论上来说，AI 算法的可靠度和准确度有赖于标注数据的量级和准确度。

“对于糖网、青光眼、黄斑病变这三种疾病，我们分别使用了上万条数据去训练 AI 算法。”许言午告诉 PingWest 品玩，“标注的数据都是经过脱敏的真实病例，参与标注的医生也是资深级别的。并且，为了保证准确性，经过 5 个医生交叉标注的数据才能纳入我们的数据集，工作量非常大。”

许言午表示，在可控环境下，百度的 AI 算法准确度能达到 94%，但在实际应用中一些以前完全没有接触过的、模糊案例会出现，所以一开始落地准确度会有下降。在实践数据量增大并回流训练算法后，准确度会提高回去。

从实验室到落地，逐步开放的 AI 医疗市场

尽管在数据和算法上已经花费了不少功夫，但在实际落地过程中，还是有不少意外情况发生。

比如，义诊一开始，百度其中一台 AI 眼底筛查一体机由于没法连上网，推迟了服务时间。由于义诊在户外进行，“自然光线比较强，遮光效果不好”，会导致成像不够清晰，进而影响 AI 算法的判断。此外，袁进教授对 PingWest 表示，“如果病人眼部有白内障、玻璃体浑浊、角膜浑浊，成像也会受到限制。”

这些问题有的已经解决了，有的正在解决中。王冰告诉 PingWest 品玩，百度的 AI 眼底筛查一体机有本地离线版本，“将 AI 阅片程序与设备直接在本地端相连，无需联网也能得出阅片报告，让没有网络条件的基层医疗机构也能使用百度的 AI 眼底筛查一体机”。

至于成像问题，现阶段可以通过控制进入光线量来提高清晰度。袁进表示：“我们在国家重点研发计划的支持下，已经开始改良眼底相机硬件的研究，比如改进光路、增加不可见光，即使患者屈光间质有浑浊，也能找到早期的病变。到后面，我们还将和百度的团队一起推出 AI 眼底筛查 2.0、3.0 系统。”

真正困难的问题是，如何正确评估 AI 眼底筛查一体机在临床上的效能。“当一个病人进入到临床医疗机构以后，AI 在为病人进行诊断的同时，也会将数据传到眼科中心。专家组成的阅片团队，会对这个结果和 AI 进行背靠背的分析和比较。”袁进教授告诉 PingWest 品玩，“如果出现偏差，我们会对偏差进行归因分析，看看是人为的原因还是算法的原因。”这个阅片团队由医生和技术两部分人员组成。医生人员来自上述国家重点研究计划项目的成员，技术人员则来自百度灵医。

德庆县人民医院的义诊在 2018 年 1 月 10 日当天就结束了，但 AI 医疗的落地还会持续推进。2018 年 10 月，中山大学中山眼科中心牵头成立了我国第一个眼科人工智能学组。

“这个学组目前有 170 家成员单位，包括全国排名前二十的眼科机构，以及每个省的三甲眼科机构。”袁进教授表示：“我们国家重点研究计划项目的临床研究团队，将会以中山眼科中心、眼科中心下属的临床研究网络、眼科人工智能学组的成员单位为基础，去做 AI 医疗在全国的广泛验证。”

而百度灵医团队的许言午告诉 PingWest 品玩：“人工智能现在是国家战略，肯定是个趋势，（AI 医疗）这个市场会慢慢开放。