OpthoAI是一款对话式多疾病人工智能眼科智能手机筛查系统,采用创新方法监测疾病进展。该系统可检测并监测糖尿病性视网膜病变(DR)等八种常见眼病,包括玻璃膜疣、年龄相关性黄斑变性、出血、青光眼、血管阻塞、黄斑水肿和痣。系统通过低成本的镜头装置捕捉眼底图像,用户可通过智能手机应用上传图像进行诊断。OpthoAI模拟真实医患互动,提供健康教育信息,并根据检查结果建议复诊。慢性病患者可借助该系统进行中期随访,减少前往眼科诊所的频率。
该系统使用巴西多标签眼科数据集(BRSET)的16,266张眼底图像进行训练,采用基于MobileNet的九个疾病特异性卷积神经网络(CNN)模型。为克服单纯AI监测进展的局限性,创新性地结合了AI图像预测、编码化的斯内伦视力表测试以及患者自评。该方法成功检测八种常见眼病,并实现糖尿病性视网膜病变进展的高置信度监测。
研究显示,在糖尿病视网膜病变进展监测中,单纯AI模型的平均召回率为58%,其中轻度非增生期召回率仅35%。通过引入人类输入:20分以上的视力恶化提示疾病进展;若模型预测恶化概率达15%且患者自评视力下降,则判定进展。这种多维度方法结合AI模式识别和患者自评,提升了慢性病监测的灵敏度,但需要更多临床验证。
系统开发基于Google Colab平台,使用Streamlit和NGROK库构建移动应用。应用包含五个阶段:患者身份识别(新患者/复诊)、斯内伦视力测试(转换为0-100分制)、患者自评(视力变化)、眼底图像上传分析以及系统复位。界面设计包含对话引导、下拉菜单显示视力表、滑动条输入视力、文件上传器等功能。
评估结果显示,八种疾病检测模型在1类(患病)的平均召回率为83%,其中玻璃膜疣达91%。但糖尿病视网膜病变进展模型表现较弱,特别是在早期阶段(1类召回率35%)。研究者强调数据集的局限性,包括地理局限性(仅巴西患者)和样本不平衡问题。未来计划扩展数据集至印度糖尿病视网膜病变数据集,优化模型性能,增加患者教育模块,并改进进展评分算法。
该系统通过低成本镜头装置(12英寸管+20屈光度非球面镜片)实现无需散瞳的眼底成像,设备成本显著低于传统专业设备。临床验证表明,结合AI与人类输入的混合算法在监测慢性病进展方面具有潜力,尤其适合医疗资源稀缺地区。但需注意其作为筛查工具而非诊断工具的定位,最终诊断仍需专业医生确认。
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