李冬梅教授:智慧医疗时代,人工智能如何推动眼整形手术的创新发展?

健康   健康   2025-01-22 17:30   北京  

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编者按


随着生活品质的提升,公众对个人形象的追求日益增强,眼科整形手术领域迎来了新的发展契机。科技的进步更为这一领域带来了前所未有的机遇,其中,人工智能(AI)技术的应用尤为引人注目。AI不仅显著提升了眼科整形手术的精确性,还在辅助诊断眼眶疾病、识别眼睑疾病等方面展现了巨大潜力,为眼科整形手术的未来发展提供了无限可能。首都医科大学附属同仁医院李冬梅教授针对AI在眼科整形手术领域的辅助应用进行了深入探讨,揭示了智慧医疗时代眼科整形手术的创新发展之路。


AI辅助诊断眼眶疾病

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甲状腺相关性眼病(TAO)

AI辅助TAO的筛选、预测和诊断


收集4412名TAO和非TAO眼睑疾病患者眼眶减压手术之前的外眼影像资料,内容包括凝视、侧向和平视时9个诊断眼位,并对图像进行标注及预处理。利用经过训练的多元神经网络,判断输入的外眼图像中是否存在TAO的眼部体征。


眼部外观的改变,如上睑退缩、斜视和眼球突出是诊断TAO的关键。Karlin等通过对一组包含1944张照片和344张附加图像(“测试集”)的测试发现,该模型在测试集上的准确率为89.2%,特异性为86.9%,召回率为93.4%,准确率为79.7%,F1评分为86.0%。


Yoo等也曾进行过类似的研究,通过患者术前和术后眼眶减压的外眼照片进行分析,提示GAN可能是预测眼部整形手术效果的新工具。


李冬梅教授等通过随机森林模型对TAO活动性检测分析发现,CAS评分与高危因素I131、吸烟、FT3、FT 4、TT3、TT 4、TSH、TRAb结合,建立了一种新的辅助诊断方法测定TAO活动性,准确率分别为0.93和0.79。



AI辅助预测TAO对糖皮质激素的治疗反应


EOMs的T2WI的影像组学较半定量成像特征更好的诊断性能,尤其是使用基于逻辑回归分析的分类时。[曲线下面积(AUC)=0.968, 0.916]


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脱髓鞘性视神经炎DON

也有学者通过将患者治疗前的资料输入混合模型对疾病进行分类。借助深度学习混合模型、利用CT图像预测可疑的DON患者,准确率96%、特异性99.5%、灵敏度94%、精密度98.9%、F1评分96.4%。


AI辅助识别眼睑疾病


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眼部参数评估

深度学习分析系统可以提供眼睑的形态学参数,包括睑裂(PF)长度、睑缘映光点距离(MRD)、眼睑退缩距离、眼睑长度、巩膜区、瞳孔中央眼睑距离(MPLD)。仅使用面部图像便可自动、全面、客观的测量眼睑形态。AI通过对数字化照片的数据测量,可以用于眼睑位置异常的检测。这是一种快速、客观、便捷的上睑下垂评估方法,可以在患者数据评估中纠正人为误差以保证结果的客观性和可重复性,可能成为眼科整形手术评估的新工具。

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眼睑肿瘤评估

深度学习分析系统不仅能够应用于全扫描图像(WSI)的识别和肿瘤鉴别,还能够根据面部照片进行临床决策。该系统通过图像水平可视化热图实现了补丁级分类与嵌入的精准操作;基于随机森林的WSI水平分类方法表现出色,其灵敏度、特异性和κ值分别高达94.7%、95.3%和0.878,充分展示了该系统在医学诊断领域的准确性和可靠性。


为了对比深度学习系统和眼科医生在识别和分析眼部疾病方面的表现,Bum-Joo Cho等人采用了一个更大规模的样本集,包含来自928名患者的共计4954张眼部照片。经过严格的数据处理和对比分析,他们发现,深度学习系统在诊断准确性方面已经达到了与人类眼科医生相当的水平。


李教授团队在上述研究的基础上,开发了一款智能眼睑肿物筛查小程序。用户在使用时,将头部置于采集相框内,确保肿瘤部位清晰可见,然后进行拍照。拍照完成后,在界面右下角的相册中选择并导入照片。若用户需要,还可对照片进行编辑,以确保目标眼睑部位清晰可见。编辑完成后,点击“确定”进行上传,系统将自动输出筛查结果。据该程序提供的数据显示,有92.098%的用户右眼存在恶性肿瘤,而左眼则未显示出明显的肿瘤迹象。此外,该程序还提供了丰富的科普内容,旨在帮助人们了解眼睑常见肿瘤的相关知识。同时,线上客服团队为用户提供解答常见问题及专业的咨询服务。如有需要,用户还可直接通过该程序预约挂号,以便及时就医。



ChatGPT在眼科整形手术中的应用


随着AI技术的飞速发展,ChatGPT作为一种先进的语言生成模型,已经在多个领域展现出其强大的能力。而在眼科整形手术这一专业领域,ChatGPT也开始展现出其独特的应用价值。


ChatGPT与知情同意文件的差异。值得注意的是,由ChatGPT生成的知情同意文件与传统的原始文件之间存在显著差异。这种差异可能源于术语的使用和信息的选择偏差。


辅助宣教与支持。


2024年,一项发表在Ophthalmic Plastic and Reconstructive Surgery杂志上的研究指出,ChatGPT可以辅助对眼整形患者进行宣教,并提供多方面的支持。例如,ChatGPT能够为医生提供准确的信息资料、术后愈合情况、用药期间的眼部状况以及药物使用说明等。这不仅有助于医生更好地了解患者的需求和状况,也能够为患者提供更加个性化和精准的服务。

根据相关研究数据,ChatGPT的回答率如下:综合回答率为71.4%,正确但不充分的回答占12.9%,混合回答占10.5%,完全错误的回答占5.1%。


与患者沟通的新方式。此外,Cox A等人认为,在患者沟通交流方面,医生可以利用ChatGPT-4向患者提供有关眼睑整形手术的医疗信息。与传统的医学术语相比,ChatGPT能够以更加通俗易懂的方式向患者解释复杂的医学知识,从而提高患者的知情度和满意度。


与GANs的结合应用。值得一提的是,生成对抗网络(GAN)作为一种先进的训练方法,在特征提取方面具有良好的性能。Lim B等人认为,ChatGPT可以与GANs结合用于临床实践。具体而言,ChatGPT-4和BARD可以预测代表鼻、脸和眼睑理想标准的文本序列,并将这些序列作为GAN的输入信息。这种结合有望为眼科整形手术提供更加精准和个性化的医疗服务。

小结:在当前及未来的眼整形临床实践中,AI技术的运用已经展现出其巨大的潜力和价值,但关于其是否能够完全替代人类医生的问题,目前仍然无法给出明确的答案。AI的决策基于大量的数据和算法,但在面对复杂多变的人体结构和疾病情况时,人类医生的经验、直觉和人文关怀仍然是不可或缺的。在未来的眼整形临床实践中,AI和人类医生将更可能以协作的方式共存,医生可以借助AI的力量提升手术效率和精准度,而AI则需要在人类医生的指导和监管下不断完善和优化,以实现更加安全、高效和人性化的医疗服务, 共同推动眼整形医学的进步和发展。


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(来源:《国际眼科时讯》编辑部)




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