由于難以客觀評(píng)估嬰幼兒視功能，全球2000萬(wàn)以上的視覺(jué)損傷嬰幼兒不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)而終生致盲，造成了沉重的社會(huì)負(fù)擔(dān)。中山大學(xué)中山眼科中心劉奕志教授和林浩添教授發(fā)現(xiàn)正常和視覺(jué)損傷嬰幼兒的行為模式差異，并利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)，并在全球首次建立了基于行為模式的嬰幼兒智能視功能評(píng)估系統(tǒng)，用于客觀篩查嬰幼兒的視功能，及時(shí)發(fā)現(xiàn)語(yǔ)言前嬰幼兒的視覺(jué)損傷。最新研究成果“Discrimination of?the behavioural dynamics of visually impaired infants via deep learning”于2019年10月21日發(fā)表于《自然》雜志的子刊《自然生物醫(yī)學(xué)工程》（Nature Biomedical Engineering）。▲Nature Biomedical Engineering在線發(fā)表的文章首頁(yè)
▲10月22日，劉奕志教授和林浩添教授及其團(tuán)隊(duì)面向媒體發(fā)布了這一重磅研究成果。
首次明確視覺(jué)損傷和行為模式的量化關(guān)系?知覺(jué)和行為的精確協(xié)作是生物生存和進(jìn)化的基礎(chǔ)。視覺(jué)是人類最重要的知覺(jué)，既往研究表明，視覺(jué)和行為表型之間存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。然而，視力喪失如何影響個(gè)體行為模式變化，在很大程度上仍然是未知的。本研究通過(guò)分析4196例嬰幼兒的行為學(xué)表型視頻大數(shù)據(jù)，定量對(duì)比不同視功能群體4大類、13個(gè)行為特征的發(fā)生頻率及嚴(yán)重程度，首次明確了斜視、眼球震顫、代償頭位等11個(gè)標(biāo)志性的醫(yī)學(xué)行為體征，與嬰幼兒視覺(jué)損傷的量化關(guān)系。▲視覺(jué)損傷和行為模式量化關(guān)系的研究流程
創(chuàng)新應(yīng)用時(shí)序分割網(wǎng)絡(luò)為核心的醫(yī)學(xué)人工智能算法框架本研究創(chuàng)新性采用時(shí)序分割網(wǎng)絡(luò)（Temporal Segment Network）來(lái)自主學(xué)習(xí)、建立行為學(xué)表型在視頻水平的特征模型。該算法結(jié)合稀疏采樣的策略和視頻水平的監(jiān)督，以實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)視頻數(shù)據(jù)集的高效擬合。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，該算法采用基于分段結(jié)構(gòu)的稀疏采樣方案，從原始視頻序列中提取短片段，再?gòu)牟蓸悠蔚木奂畔⒅校瓿梢曨l水平的預(yù)測(cè)和推斷。輔助的光流網(wǎng)絡(luò)將通過(guò)一致性分段函數(shù)，進(jìn)行整合，達(dá)到不同片段得分融合的效果，以產(chǎn)生最終的分類概率。▲采用時(shí)序分割網(wǎng)絡(luò)自我學(xué)習(xí)表型特征
建立嬰幼兒智能視功能評(píng)估系統(tǒng)本研究為建立高準(zhǔn)確性和特異性的嬰幼兒智能視功能評(píng)估系統(tǒng)提供可能。研究結(jié)果表明，通過(guò)行為模式的視頻記錄來(lái)評(píng)估嬰幼兒的視覺(jué)功能，智能評(píng)估系統(tǒng)在檢測(cè)輕度和重度視覺(jué)損傷以及病因診斷方面都有令人滿意的表現(xiàn)。與傳統(tǒng)的檢測(cè)方法相比，該系統(tǒng)對(duì)技術(shù)支持和嬰兒合作的需求較少，可行性和準(zhǔn)確性都更高。此外，該系統(tǒng)可作為視覺(jué)發(fā)育臨床研究的技術(shù)支持，對(duì)于進(jìn)一步探究和明確嬰幼兒的視覺(jué)發(fā)育規(guī)律具有重要意義。▲人工智能篩查模型用于明確嬰幼兒視覺(jué)缺陷病因
具有優(yōu)異的敏感性與特異性
?研究背景介紹?中山大學(xué)中山眼科中心一直致力于醫(yī)療技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新，引領(lǐng)眼科服務(wù)水平的發(fā)展。2018年5月成立首個(gè)全國(guó)醫(yī)學(xué)人工智能新型臨床?？疲ㄎ?a target="_blank" href="http://www.fqxs.cn/tag/%e4%ba%ba%e5%b7%a5%e6%99%ba%e8%83%bd" title="View all posts in 人工智能">人工智能診療平臺(tái)研發(fā)、臨床試驗(yàn)、應(yīng)用服務(wù)推廣三大任務(wù)。?？凭哂袌?jiān)實(shí)的工作基礎(chǔ)及人才團(tuán)隊(duì)，在劉奕志教授和林浩添教授的帶領(lǐng)下，已完成眼科大數(shù)據(jù)資源池建設(shè)（Science 2015），研發(fā)白內(nèi)障新療法成功應(yīng)用于臨床（Nature 2016），創(chuàng)建全球首個(gè)人工智能白內(nèi)障診療云平臺(tái)（Nat. Biomed. Eng. 2017，封面論文）和青少年近視個(gè)體智能化預(yù)測(cè)系統(tǒng)（PLOS Medicine 2018），開(kāi)啟全球首個(gè)眼科人工智能機(jī)器人門診，并聯(lián)合多家眼科單位完成全球首項(xiàng)人工智能多中心臨床對(duì)照試驗(yàn)研究（EClinicalMedicine?2019，封面論文）。?？圃趪?guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，粵港澳大灣區(qū)醫(yī)療技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)項(xiàng)目及廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃等重大科研項(xiàng)目支持下，在人工智能醫(yī)療領(lǐng)域達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。全文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41551-019-0461-9
來(lái)源：中山大學(xué)中山眼科中心
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