(人民日報健康客戶端記者 周學津 趙萌萌)韓奕(化名)最近發現兩歲的兒子眨眼比以往頻繁,擔心自己和丈夫600多度的近視會給孩子的眼健康「埋雷」。朋友推薦了一位「手機醫生」,只要讓0到4歲的小朋友看一段3分鐘的動畫視頻,就能檢測16種常見致盲眼病。這位「手機醫生」是中山大學中山眼科中心歷時八年研發出的嬰幼兒視功能損傷手機智能篩查系統,相關成果於1月26日在國際學術期刊《自然·醫學》在線發表。

「我們團隊採集了3652名嬰幼兒的注視習慣和行為模式視頻大數據,構建了一套人工智慧篩查系統,實現了對先天性白內障、先天性上瞼下垂、先天性青光眼等16種嬰幼兒常見致盲眼病引起視功能損傷的早期檢測,平均篩查準確率超85%。」中山大學中山眼科中心副主任林浩添教授告訴人民日報健康客戶端記者。

來醫院看病的孩子很多是中晚期,讓人痛心

這些年,林浩添在自己的診室里經歷了太多家庭的眼淚,目睹了太多父母對孩子愧疚的眼神。有位母親在聽到診斷結果後,坐在原地一動不動,盯著桌面發呆。丈夫把她扶起時,她的腳步還有些踉蹌。「那種感覺讓人痛心,我當時最大的心願就是想如何讓這些小孩子的眼病能夠早點被發現,而不要說來到醫院後我們已經沒有辦法幫助他們了。」

據國家疾控中心數據顯示,全國5000萬0至4歲嬰幼兒中,眼病發病率達9.11%。早篩早診是治療的關鍵,但林浩添發現嬰幼兒眼病的篩查存在著一個「語言困境」。沒有語言表達能力的孩子不能說,有語言表達能力的孩子不會說,還有的孩子不想說。「等父母意識到孩子的眼睛出現問題時,很多情況下已經是中晚期了,要知道眼睛的功能性損傷是不可逆的。」

靠人力去一家一戶做篩查?不現實。有沒有什麼方法能降低家庭的篩查成本?「當時團隊著實動了一番腦筋,最後選擇手機作為技術承載媒介。」林浩添告訴人民日報健康客戶端記者,傳統的眼病篩查一定是要專業的人做專業的事,大部分技術的「使用壁壘」較高,難以大面積推廣。隨著人工智慧等新技術的不斷湧現,個人技術素養的提升,非專業的人也能有機會去做一些以往只有專業人士才能做的事情,「當科研人員把人工智慧、大數據等前沿技術落地成每個人可簡便使用的醫療工具,就可以大大提高技術可及性,讓大家享受到技術進步的紅利。」

天河二號超級計算機為項目提供算力支撐

陳文賁是林浩添團隊的博士後,也是這套嬰幼兒視功能損傷手機智能篩查系統的主要負責人之一。提及當年研發時的場景,陳文賁的語氣里有幾分激動:「整個項目歷時八年,前四年是理論論證,後四年是技術落地。對於科研人員來說,新技術既有我們對患者醫療條件改善的希望,每一串代碼、每一個深夜裡也有我們的青春。」

「我們通過分析積累的嬰幼兒注視行為大數據發現,有視功能損傷的寶寶,他們的頭部位置、眼部神態,包括一些特異的手部動作都和健康的寶寶不一樣。我們收集數據後最難的是如何把這些異常行為進行量化,構建一套智能算法模型。」陳文賁回憶,那段時間團隊成員很辛苦,上午要在診室問診,下午要大包小包帶著去採集數據,晚上回來又要整理數據思考模型結構。

數據有了,如何處理?團隊採集的都是動態的視頻圖像而非靜態的圖片,模型的網絡架構較深,採用串聯加並聯的模型設計,參數也很多。整個項目對算力的要求極為龐大,如果用普通的雲伺服器會嚴重拖慢進度。

算力的問題還未解決,數據隱私保護的問題就來了。「我們的項目涉及的是醫療數據,有寶寶的面部圖像,一旦泄露就會有安全風險。說實話,當時真是一波未平一波又起,頭大了。」陳文賁說,「後來經林老師指導,國家超算中心廣州分中心是由中山大學託管,國家隊既有實力又安全可靠,可算是解決了我們的問題。」

模型建構完成後,初始的測試的效果卻並不好。陳文賁坦言,當時是基於醫院場景做的模型研發,在居家或者是更複雜的場景下應用會出現「失靈」。「我們團隊成員對自己的技術和操作流程很熟悉,採集的數據準確度高。在家庭或者其他場景,家裡的長輩在做測試時並未對寶寶的行為過多干預,拍攝的角度、寶寶的哭鬧都會影響數據的質量。又經過一年的調試,我們終於成功了!」

「畢業」後要努力守護孩子們的心靈之窗

得知有人稱呼團隊研發的嬰幼兒視功能損傷手機智能篩查系統為「手機醫生」後,林浩添笑著說:「這位『求學』八年的眼科『手機醫生』現階段確實『本科』畢業了,但是後續也得繼續『讀研、讀博』,人工智慧有一個從研發到應用,又在應用中反饋到研發的改進過程。」

林浩添告訴人民日報健康客戶端記者,目前在眼科治療領域人工智慧、大數據等技術已經逐漸進入臨床應用轉化的階段,人們應該慢慢培養一種與人工智慧相處的意識。「人類歷史上第一輛汽車剛誕生時跑得比馬車慢,最高時速只有15公里/小時,很多人不理解為什麼要發明它。等汽車進步到速度超越馬車時,人們又擔心安全隱患,在這個階段與汽車相關的管理規範開始出現。醫療領域的人工智慧也發展到了汽車應用的第二階段,行業需要通過溝通協商,斟酌出一套規則,形成應用共識。」

「醫學是科學的一部分,但又不僅僅是科學,需要考量人的問題。這是一門站在自然科學和社會科學交叉路口的學問。我們國家對於健康的需求很大,老百姓急難愁盼的問題需要一種技術上的新解法作為已有醫療手段的補充。每一個時代都有專門的技術來輔助人類生活得更好、更健康。這位『手機醫生』只有不斷進行深度學習、疊代升級,才能守護好孩子的眼睛。」

在等待檢測結果的空檔,韓奕問丈夫萬一兒子的眼睛真有問題該怎麼辦。「兒子今年兩歲,屬於早發現早治療的範圍,真有問題也還來得及。」當看到結果正常的那一刻,夫妻二人長舒一口氣。