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林浩添 AI赋能,助推眼科诊疗高质量发展

时间:2024-04-24

华南

5G眼科智能巡诊车高科技赋能基层眼病诊疗,开展“粤新光明行”;开发AI辅助系统,用于缺血性视网膜疾病的全程智能诊治;首创婴幼儿视功能人工智能评估系统,进行客观筛查婴幼儿的视功能,及时发现语言前婴幼儿的视觉损伤;研发全球首个人工智能白内障诊疗云平台CC-Cruiser系统,获评“影响全球医学界的11大AI事件”……

既坚守临床一线,也探索科学前沿,全国青联常委、中国青年科技工作者协会(简称“中青科协”)理事、中山大学中山眼科中心主任、眼科医院院长林浩添,很早就进入了医学、生物学、信息学融合地带。当下风头正劲的AI之路,他已探索多年。

“利用人工智能技术辅助医生,推进数字医学高质量发展。”这是林浩添坚定发展的方向。在他看来,在医学领域,人工智能技术的最大作用是使优质医疗资源扩容下沉、拓展专家经验,辅助年轻医生,或在医疗资源不足的地区开展高质量医疗活动,让广大人民群众享受到均质化的优质医疗服务。

将人工智能应用于临床诊疗的念头,萌发于林浩添从中山眼科中心博士毕业留在中心工作后。作为我国第一间集医疗、教学、科研、防盲治盲于一体的现代化眼科中心,这里的候诊大厅每天挤满前来就诊的患者。而放眼全国,“目前,国内有注册眼科医生4万名左右,但患者数量庞大,许多人因为无法得到及时有效的治疗,失去光明。”林浩添说。他开始思考,如何寻找一种方式、一个载体,使中山眼科中心积累的大量临床数据得以利用,让优质医疗资源辐射更多地方,造福更多有需要的人。

2013年,一直对计算机很感兴趣、关注前沿技术的林浩添,决定将人工智能引入临床诊疗。“科研必须面向患者最迫切的需求。我们研发工作的重点之一,就是要用数据为AI建立学习策略,使AI具备准确识别、判断的能力;用大医院最好的医生们在临床工作中积累的丰富经验,对AI进行核心训练,这是最重要,也需要最多人力和专科知识的过程。”

2014年,林浩添主持的《白内障防治的计算系统研究平台》项目获评广东省自然科学杰出青年基金项目,广东省科技厅提供的100万元经费成为项目启动后第一笔资金支持。“这笔项目资金是我们整个团队的起步,开启了我们对眼科人工智能的探索之路,对我及团队取得一系列科研成果起到了非常重要的作用。”

2017年2月,《自然·生物医学工程》(Nat u re Biometical Engineering)以封面文章形式刊登了林浩添和团队的研究成果——全球首个人工智能白内障诊疗云平台CC-Cruiser系统,并用硕大的英文点题:“前途远大的机器学习”。后来,这项研究又被《科技纵览》杂志评为“影响全球医学界的11大AI事件”。

这年5月,广州市区庄立交桥东南角,在运行了50多年的中山眼科医院老院区,全新的眼科人工智能门诊开诊。这是全球首个眼科人工智能门诊,AI眼科医生自此正式走进普通人的生活。

从人工收集数据,到建立并不断改善模型算法,再到逐步实现疾病自动诊断和预测;从白内障诊断扩展到角结膜疾病、眼底疾病、近视疾病,再到通过眼科的診疗数据提示和筛查全身疾病,林浩添带领团队夜以继日、不断创新。“加班是正常的事,不值得一提。”与辛苦相伴的,是梦想一步步成为现实,从0到1、由1及N——

2020年1月,开发全球首个超广域人工智能眼底病筛查系统,可自动快速筛查多种眼底病变,检测准确率达到98%以上;

2021年1月,发布全球首个通过眼部影像筛诊肝胆疾病的技术及评估系统,只需一张眼底照片即可“看清”患者是否罹患肝病;

2021年8月,完成了全球首个眼科多病种人工智能真实世界研究,推出的“致盲眼病数字智能化诊疗技术体系的创研和应用”系统,可以筛查14种常见眼科疾病,平均准确率在95%以上。次年,这一成果获评第十一届吴文俊人工智能科技进步奖一等奖。

同时,为了在AI诊疗过程中保护患者隐私,中山大学中山眼科中心牵头启动了一项结合数字技术与医学技术的交叉研究,历时3年多研发出“Digital Mask”技术,在去除患者身份信息同时,可保留用于患者诊断的特征,实现“识病不识人”的匿名就医效果。

0-4岁婴幼儿处于视功能发育的关键时期。在这个阶段发生的眼病如果不能及时干预治疗,很可能导致患者长达几十年低视力甚至致盲,给家庭和社会带来沉重的负担。据国家疾控中心数据显示,全国5000万0-4岁婴幼儿中,眼病发病率高达9.11%,早筛早治是提高婴幼儿视功能预后的关键。“但是,由于这个年龄段的婴幼儿尚无法配合现有视功能检查,据估计造成全国数十万婴幼儿因错过最佳诊断干预时机而终生低视力。研发婴幼儿视功能筛诊技术,以对视功能损伤及相关眼病进行早筛早治,已成为亟待解决的公共卫生问题。”林浩添立志在此有所突破。

经过长期临床实践,林浩添和研发团队发现了一批与婴幼儿视功能损伤高度相关的异常注视行为模式。以此为突破口,他们联合移动医疗及人工智能技术,历时8年,前瞻性采集来自3652名婴幼儿的超过2500万帧注视行为大数据,构建了一套人工智能筛查系统,实现了对先天性白内障、先天性上睑下垂、先天性青光眼等16种婴幼儿常见致盲眼病引起视功能损伤的早期检测,完成了首个婴幼儿视功能损伤手机智能普筛系统“理论突破—技术研发—落地转化—临床验证”的研发全生命周期。

2023年1月,全球首个婴幼儿视功能损伤手机智能筛查系统上线,婴幼儿只要看3分钟动画,就能检测16种常见致盲眼病,准确率达85.9%。“应用也很简单,以智能手机为应用终端,普通人下载手机APP即可即时检测筛查。”林浩添说着,打开手机APP界面,轻松操作。“这些软件功能现在全部免费提供给家长使用,我们希望研发的新医疗技术成果具有普惠性,惠及更多普通人。”

林浩添1981年出生在广东揭阳,父亲是一名退伍军人,在村里做赤脚医生。从小耳濡目染基层医疗资源缺乏和百姓病痛,也从父亲那里感受到百姓对医生职业的尊重,“学医、治病、救人、报国”的志向从儿时便悄然深植心底。

1999年,林浩添考入中山医科大学(现中山大学中山医学院)临床医学本硕连读专业。眼科学是中山大学医学的最好专业之一,2004年本科毕业时,他下定决心专注于此,在二级专业上选择了中山眼科中心。

五年后林浩添博士研究生毕业,进一步跟着我国白内障微创手术开创者、“眼科第一把刀”刘奕志教授学习临床和科学研究。他一直记着刘奕志教授和他说:“如果想要做眼科医疗科研相关的路,就要选当前治疗效果不好、亟待临床攻关的疾病,克服困难才能取得突破。”为此,林浩添决定投入先天性白内障诊疗攻关。虽然都叫白内障,但成人白内障和先天性白内障两者的病变和治疗机理都不一样,“成人白内障治疗早已成为常规,先天性白内障由于发病率约万分之四、治疗复杂,术后复发率极高,治疗效果差,近半个世纪都未取得实质性突破,且少有人问津。”

经过反复观察和研究,刘奕志教授团队设计研发了超微创手术技术,通过激活原组织内源性干细胞的损伤修复功能,实现了功能性晶状体再生,并成功应用于临床。林浩添至今记得投入先天性白内障研究后的第一位小患者,“我们一直保持着随访。”他也记得,一位患儿的父母第一次来到林浩添的诊室时,对治疗方案并不太信任。而后他们带着孩子辗转其他私立医院,花了很多钱,得到相同的治疗方案。最终他们回到中山眼科中心,治疗和恢复效果都很好。

林浩添说,团队为每个患者建立档案,他跟患儿家属详细地谈治疗方案,主动把自己的联系方式留给患儿家长,最大限度地取得患儿家长的理解和支持,并做好后续的跟踪、随访、复查。“我特别感谢这么多年来患儿家属的理解和对我们的配合。眼科疾病康复是一个漫长的过程,很多外地患者要连续多年、数十次前来复查,这些随访、复查的信息,也为我们进一步研究疾病机理、探索更完善的诊疗方案、努力寻求疾病防治手段提供了宝贵的科研数据。”

2016年,在刘奕志教授的带领下,林浩添以第一作者在《自然》(Nature)杂志上发表该研究成果的原创性论文,引发了国际广泛关注。《自然》(Nature)同期以“有远见卓识的干细胞疗法”为题发表评论文章,称“这是利用干细胞再生眼组织领域最令人振奋的消息”。同年底,这项研究被《自然医学》(Nature Medicine)杂志评为“2016年生命医学的八大突破性进展之一”,这也是中国研究者主导的研究成果首次获此项殊荣。

林浩添常说,医生的职业成就感与很多行业不一样,不能用金钱衡量。“在临床中,真正帮到很多小患者,让他们得到及时、准确的确诊、治疗,恢复到最好的视力状态,是最开心的事。”

2023年9月,林浩添参加中青科协“科技之光青年讲堂·走进港澳”宣讲活动,面向港澳青少年们作了《中國数字医学创新发展 让公民享有公平可及的健康生活》主题分享。他从“小眼睛看见大世界”的角度出发,讲述了我国医疗卫生水平发展的历史阶段和新时代人民健康的需求,并分享中山眼科中心科研团队贯彻***总书记科技创新和科学普及“两翼理论”,驱动医疗快速发展和推进数字医学高质量发展。他表示,此次“走进港澳”活动是“走出去”宣讲和展示,也是寻找合作交流和“引进来”的机会,未来是合作共赢的时代,欢迎同行交流、学科交叉、跨界合作,一起勇攀科技高峰、破解发展难题,与国内国际同道共筑光明未来,为人类的眼健康事业作出贡献。

跨学科合作探索,在实践中推动科技成果转化,服务人民、服务社会,林浩添从未停止脚步。目前,在广州市越秀区,林浩添团队研发的“AI眼科医生”,已完成了对3个社区居民的常见眼底疾病筛查。社区只需要设一名操作裂隙灯显微镜的工作人员,即可实现白内障的早诊早治,如果需要手术,还可以“一键转诊”到医院进行手术。他正带领团队将眼病智能诊疗技术在粤港澳大湾区各级医疗机构落地应用,探索基于人工智能的新型眼病“三级诊疗”模式。“立足临床需求,寻找技术的融合点,科研方向就显而易见。从需求出发回归技术本身的发展,进行逐步探索,正是我走上这条医学科研道路的重要原因。”林浩添说。

青年人才队伍建设机制也在不断完善中。“虽然人工智能可以为医生减负,但眼科医生力量还很薄弱,加快人才培养非常重要。”林浩添说,他要求学生以创新性思维解决现实难题,牢记“患者的需求就是努力方向”。

2023年8月,林浩添担任中山眼科中心主任,他带领中山眼科中心新一届领导班子进行的第一场调研,就把主题定为“青年人才培养”。为激发青年人才综合潜能,并在创新实践中发现人才、培育人才、凝聚人才,更好地服务眼科青年的成长发展,中山眼科中心提出并启动青年“宝贝(保倍)计划”构想。“强化青年人才培养,是新时代医院高质量发展的关键。”林浩添说,人工智能正在迅速改变世界,眼科青年要不断提升临床、科研、教学、管理四重能力,涵养复合型拔尖人才素养,将个人成长融入时代发展。

“医病医身医心,救人救国救世”,这是林浩添铭记在心的母校院训,也是他毕生追求的目标。快节奏、高强度的工作,是他的日常。林浩添说,“大医精神”一指医术精湛,解决和体恤病患痛苦的医者精神;二则是不断探索未知并提升医术的创新精神。而他,一直在求索、创新之路上。

责任编辑 陈晰

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