人工智能在视网膜疾病中的应用
2021-11-30杨爱萍赵永旺
杨爱萍,陆 翔,赵永旺
0引言
人工智能(artificial intelligence,AI)是计算机领域重要的前沿技术[1],它是能够快速进行数据计算和处理复杂信息的一门新技术,其研究领域包括机器人、DNA序列测序、图像识别、语言识别、智能诊断和专家系统等。简言之,就是用计算机来模拟人类的智能行为。随着科技与医疗水平的发展,眼科疾病尤其是视网膜疾病在临床中受到颇多关注。年龄相关性黄斑变性(age-related macular degeneration,ARMD)[2]、糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy,DR)[3]、青光眼性眼底改变(glaucomatous optic neuropathy,GON)等视网膜疾病常常严重危害患者视力,而患者往往只有到了晚期才会出现明显症状。因此,早发现、早诊断、早治疗对于患者的预后具有重要意义。近年来,人工智能通过对眼底图像资料进行处理,在视网膜疾病的智能化筛查、诊断及随访中表现卓著,目前已应用于DR、ARMD、青光眼[4-5]和早产儿视网膜病变(retinopathy of prematurity,ROP)[6-9]等。但是AI在眼科相关研究中还存在着信息种类多源化、格式不统一、标注质量参差不齐等不足[10]。本文将对AI的概念及其在视网膜疾病研究中的应用、局限性进行综述。
1 AI与眼科
早在1950年代,AI这个概念由Carthy等在美国达特默斯学术会议上首次提出,它是一门基于计算机科学、心理学、哲学、控制论、语言学和统计学的交叉性学科和技术[11-12]。AI主要包括机器学习(machine learning,ML)和深度学习(deep learning,DL)两大部分。ML是指使计算机自身具有学习能力。DL是用大量人工神经元广泛连接而成的人工网络,也是AI的重要研究领域。此外,在DL的众多研究模型中,卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)可模拟大脑层级学习方法,更接近实际存在的生物神经网络结构,被广泛应用于图像模式识别[13]。……
