2018年4月，F(xiàn)DA批準(zhǔn)了首個(gè)基于人工智能的醫(yī)學(xué)影像診斷產(chǎn)品IDx－DR，利用AI技術(shù)對(duì)眼底彩照進(jìn)行分析，篩查眼底是否有輕度以上糖尿病性視網(wǎng)膜病變。這一突破性的審批揭開(kāi)了醫(yī)療AI時(shí)代的序幕，也催熱了眼科AI的研發(fā)。

人工智能領(lǐng)域巨頭谷歌DeepMind團(tuán)隊(duì)也悄然布局眼科。2018年8月，DeepMind聯(lián)合英國(guó)Moorfields眼科醫(yī)院發(fā)布了一項(xiàng)眼科AI研究成果，可以準(zhǔn)確識(shí)別50種眼科疾病，準(zhǔn)確率可與頂級(jí)眼科專(zhuān)家媲美�；�于這一框架，未來(lái)可實(shí)現(xiàn)全病種的識(shí)別。如今，DeepMind已著手將這一技術(shù)逐步實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。

IDx已在眼底彩照上取得突破成功，為何DeepMind仍緊握這一場(chǎng)景不放？

Deepmind的選擇

DeepMind所青睞的OCT技術(shù)，全名為光學(xué)相干斷層掃描（Optical Coherence Tomography，OCT）。被譽(yù)為繼X線(xiàn)、CT和MRI之后又一大技術(shù)突破。其采用光學(xué)對(duì)生物組織的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行成像，分辨率接近組織病理切片的水平，又被稱(chēng)為為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的光學(xué)活檢。

相比于平面成像的眼底彩照，一次眼底OCT掃描即可生成成百上千幅眼底斷層影像，相當(dāng)于從“X光平片”升級(jí)到“CT”；它能提供精確的病灶性質(zhì)、厚度及層次定位等醫(yī)生無(wú)法通過(guò)肉眼觀察到的信息，且無(wú)創(chuàng)傷、無(wú)輻射，因而已成為眼科醫(yī)生的必備影像工具。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2020年，美國(guó)的眼科OCT檢查量預(yù)計(jì)將突破2000萬(wàn)次／年。

眼底彩照與OCT數(shù)據(jù)對(duì)比

研究表明，基于三維的圖像數(shù)據(jù)，OCT 圖像AI分析可用于更多疾病的篩查與診斷。然而基于OCT數(shù)據(jù)進(jìn)行人工智能研發(fā)有以下兩大難點(diǎn)：首先，三維的體數(shù)據(jù)分析算法難于二維平面數(shù)據(jù)分析；其次，AI公司在獲取OCT原始數(shù)據(jù)的過(guò)程中將付出高昂的成本。

在中國(guó)，眼科OCT設(shè)備生產(chǎn)廠家都幾乎沒(méi)有開(kāi)放數(shù)據(jù)接口，其市場(chǎng)幾乎被進(jìn)口設(shè)備所壟斷，AI公司想獲得原始數(shù)據(jù)更是難上加難。

那么中國(guó)“智”造能否打破本土OCT市場(chǎng)被進(jìn)口設(shè)備壟斷的僵局，并實(shí)現(xiàn)眼科OCT領(lǐng)域更全面的人工智能診斷呢？

深度與廣度并存

OCT成像掃描速度的快慢直接決定了最終的成像質(zhì)量和分辨率。OCT技術(shù)也從最早數(shù)百次／秒的時(shí)域激光技術(shù)、現(xiàn)在主流的幾萬(wàn)次／秒的頻域激光技術(shù)，發(fā)展到了最先進(jìn)的幾十萬(wàn)次／秒的掃頻激光技術(shù)。

目前，全球僅有兩家進(jìn)口品牌，德國(guó)Carl Zeiss與日本Topcon推出了基于掃頻激光技術(shù)的頂級(jí)眼科OCT，掃描速度為10萬(wàn)次／秒。其中，日本Topcon的Triton獲得了中國(guó)二類(lèi)醫(yī)療器械的注冊(cè)證，而Zeiss的Elite 9000僅在歐美銷(xiāo)售。

近日，一家名為視微影像的國(guó)內(nèi)公司，在上海發(fā)布了一款集成人工智能的高端眼科OCT設(shè)備VG200，該產(chǎn)品將掃描速度大幅度提升至20萬(wàn)次／秒，好比“64排CT”升級(jí)為“128排CT”。

OCT掃描速度對(duì)照

同時(shí)，在單次檢查中防止醫(yī)生漏查眼部疾病，視微影像升級(jí)了其OCT產(chǎn)品的視野。其新發(fā)布的VG200擁有56°掃描范圍，支持16mm掃描，圖像采集范圍比現(xiàn)有主流產(chǎn)品大至33％，en face影像的分辨率為國(guó)外頂級(jí)產(chǎn)品的4倍，可同時(shí)覆蓋眼底的黃斑區(qū)與視神經(jīng)，并能以更高的質(zhì)量去進(jìn)行后續(xù)的三維重建。

視微影像創(chuàng)始人彭先兆博士用一個(gè)身邊的例子闡述了OCT廣角的重要性：“我的一位代理商朋友對(duì)視微影像的設(shè)備非常感興趣，便用VG200進(jìn)行了OCT檢查，結(jié)果顯示他的脈絡(luò)膜良好，而視網(wǎng)膜的邊緣有一絲脫落的跡象。通過(guò)調(diào)整固視燈，改變角度對(duì)脫落部分進(jìn)行二次掃描，竟發(fā)現(xiàn)這里存在大范圍視網(wǎng)膜脫離。在此之前，他從未感覺(jué)到眼睛的異樣，而常規(guī)的檢查也無(wú)法觸及視網(wǎng)膜邊緣。若非這次偶然，極有可能會(huì)錯(cuò)過(guò)及時(shí)治療的機(jī)會(huì)。”

16mm 高清線(xiàn)掃描

基于深度學(xué)習(xí)的AI輔助診斷

硬件的突破能在物理層面上提供最堅(jiān)實(shí)的支持，而在醫(yī)療資源缺乏的大環(huán)境下，醫(yī)生還需人工智能技術(shù)對(duì)這些信息進(jìn)行解析，解決三維重建與診斷方向的問(wèn)題。

眼球呈層狀生物結(jié)構(gòu)，但脈絡(luò)膜下邊界和鞏膜之間的邊界模糊，這導(dǎo)致脈絡(luò)膜的病理影像分層非常困難，傳統(tǒng)的算法很難對(duì)邊界附近的影像進(jìn)行分類(lèi)。對(duì)此，視微影像運(yùn)用基于深度學(xué)習(xí)的Deep LayerTM技術(shù)對(duì)視網(wǎng)膜的各種正常和異常層次進(jìn)行識(shí)別，并輔助醫(yī)生進(jìn)行三維重建，大大縮短了醫(yī)生處理影像信息的時(shí)間。

當(dāng)每一臺(tái)設(shè)備落地醫(yī)院，視微影像便擁有了一個(gè)有效的數(shù)據(jù)流量入口。通過(guò)這個(gè)端口收集到的脫敏數(shù)據(jù)具有高質(zhì)量、結(jié)構(gòu)化、一致性等優(yōu)點(diǎn)，有利于人工智能輔診產(chǎn)品的訓(xùn)練。而視微影像人工智能產(chǎn)品將隨著硬件設(shè)備的推進(jìn)表現(xiàn)出更為優(yōu)異的輔診性能。

彭先兆博士對(duì)此表示：“現(xiàn)有的人工智能產(chǎn)品，大多針對(duì)有限的病種進(jìn)行識(shí)別，外掛于影像軟件或PACS系統(tǒng)之外，并且難以解決設(shè)備普適性的問(wèn)題。而我們的產(chǎn)品，將集成于我們自身的設(shè)備影像軟件之內(nèi)，基于我們自身設(shè)備的高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)，逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)眼底50多種眼底病全病種的覆蓋。這將是一款真正臨床實(shí)用的人工智能輔助診斷。”

標(biāo)準(zhǔn)、豐富的數(shù)據(jù)庫(kù)保證了人工智能的診斷質(zhì)量，同時(shí)也將直接降低OCT技術(shù)的使用成本，讓其應(yīng)用領(lǐng)域更容易向下延伸。

“AI作為一個(gè)劃時(shí)代的技術(shù)，沒(méi)有人否認(rèn)它的未來(lái)，但到目前為止，整個(gè)行業(yè)仍缺少經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)的盈利模式。對(duì)于那些專(zhuān)注于影像軟件的公司而言，盈利兩個(gè)字是一個(gè)巨大的考驗(yàn)。在現(xiàn)階段，視微影像把經(jīng)營(yíng)的重心放在硬件的銷(xiāo)售方面，在生存的同時(shí)開(kāi)拓AI技術(shù)的深度并摸索潛在商業(yè)價(jià)值。”

因此，在推出VG200后，視微影像將加強(qiáng)頂級(jí)眼科中心合作與宣傳，讓更多眼科醫(yī)生了解國(guó)內(nèi)也擁有搭載最先進(jìn)的掃頻技術(shù)的OCT產(chǎn)品，以求擴(kuò)大醫(yī)院裝機(jī)量，增加數(shù)據(jù)采集點(diǎn)。

而在人工智能方面，視微影像將識(shí)別到的結(jié)構(gòu)與病變數(shù)據(jù)結(jié)合進(jìn)行訓(xùn)練，不僅提供疾病輔助診斷，還可以提供疾病的量化數(shù)據(jù)（大小、體積、前后變化和轉(zhuǎn)歸），這將成為視微影像與一流人工智能企業(yè)合作的重要基礎(chǔ)。

人工智能分層

五年磨一劍

2014年初，擁有十余年硅谷研發(fā)經(jīng)驗(yàn)的光學(xué)系統(tǒng)專(zhuān)家彭先兆博士和醫(yī)學(xué)圖像算法專(zhuān)家李冰博士，在硅谷成立了一家OCT初創(chuàng)企業(yè)，致力于整合尖端光學(xué)設(shè)計(jì)、影像算法、人工智能、云平臺(tái)等前沿技術(shù)，為醫(yī)患提供基于OCT技術(shù)的醫(yī)學(xué)影像解決方案。

在國(guó)家政策支持下，2015年公司總部遷至洛陽(yáng)國(guó)家大學(xué)科技園，并定下八字目標(biāo)：視微如著，見(jiàn)微知著，取名為視微影像。公司于2015年入選洛陽(yáng)市“河洛英才”計(jì)劃并獲得數(shù)千萬(wàn)元財(cái)政支持，于2018年完成數(shù)千萬(wàn)元 Pre－A 輪融資。

作為企業(yè)的主要?jiǎng)?chuàng)始人，彭先兆博士專(zhuān)注于領(lǐng)導(dǎo)系統(tǒng)與光學(xué)設(shè)計(jì)的研究，擁有14年硅谷研發(fā)工作經(jīng)驗(yàn)。他1995年本科畢業(yè)于北京大學(xué)物理系， 2002年獲得美國(guó)俄勒岡州立大學(xué)光譜學(xué)博士學(xué)位。

團(tuán)隊(duì)的聯(lián)合創(chuàng)始人李冰博士負(fù)責(zé)公司的管理、軟件與算法研究。他1999年以福州市高考理科狀元考入北京大學(xué)電子學(xué)系，并于2007年獲美國(guó)弗吉尼亞大學(xué)圖像處理博士學(xué)位，擁有3套醫(yī)療圖集軟件著作，3項(xiàng)美國(guó)專(zhuān)利，為視微影像影像處理方向的研發(fā)作出了極大的貢獻(xiàn)。

五年來(lái)，種種技術(shù)上的突破均基于視微影像對(duì)臨床需求的深入理解及其深厚的技術(shù)儲(chǔ)備。如今，VG200的技術(shù)水平可與業(yè)內(nèi)頂級(jí)OCT產(chǎn)品媲美，甚至部分超越。今年視微影像還將攜手國(guó)內(nèi)頂級(jí)眼科專(zhuān)家，亮相國(guó)際眼科展會(huì)，為世界帶去中國(guó)的醫(yī)療硬科技。

據(jù)了解，視微影像還將繼續(xù)研發(fā)40萬(wàn)次掃頻OCT、掃頻生物測(cè)量?jī)x等前沿技術(shù)，保持硬件科技的先進(jìn)性，并通過(guò)完美的軟硬件整合，不斷提升產(chǎn)品的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

文 ｜ 趙泓維

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