深耕眼科智能十余载,探索眼脑联动新未来

发布日期:2021-03-03 15:17
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      眼作为中枢神经系统的一部分,与脑具有高度的发育同源性和功能相似性,特别是细胞的组成、神经递质功能、血供等。近日,由南方科技大学刘江教授、胡衍博士、王浩联合深圳市精神卫生中心荣晗主任、惠州市第二人民医院谢新晖医生、徐淑娴医生、中科院宁波所赵一天研究员、陈浜博士等科研人员在权威中文医学杂志《中华精神科杂志》发表了“眼脑联动与神经精神疾病”的文章。通过对几种主要的神经发育性和退行性疾病,如孤独症、精神分裂症、阿尔茨海默病、帕金森病等的眼、脑相关的研究结果进行系统回顾发现,在这些神经精神类疾病中眼和脑均存在广泛的功能及结构损害。但是将眼和脑视为一个整体进行的整合研究尚且不足。文章进一步揭示了将眼、脑作为一个整体进行研究的必要性、潜力和难点,并提出了相应的基于人工智能的眼脑联动研究的基本研究框架,即“眼脑联动”框架。



      “眼脑联动”的概念是2016年刘江教授刚通过国家“千人计划”回国不久(刘江教授曾在眼科人工智能领域有十几年的研究经历,曾领导了世界上最大的眼科人工智能团队——iMED新加坡团队)提到的新概念。随后于2016建立了隶属于中科院系统的iMED中国团队下的“眼脑联动”实验室。由于有关脑的检测仪器或方法如 CT、 MRI、 PET、 腰椎穿刺取脑脊液等大多对医院设施和技术要求高、价格昂贵,使用繁琐,或者具有一定的放射性和创伤性并不适于广泛推广,难以用于疾病的早期筛查,而眼的检测仪器如OCT、眼底照相机、网膜电位等仪器小巧、便携、使用简便且无创,再加上“眼脑联动”模型的帮助, 将使得眼科仪器和检测方法非常适合用于疾病的早期查。“眼脑联动”实验室致力于通过人工智能的方法,搭建眼科和脑科之间的联系,建立多模态眼脑疾病联合研究框架,通过眼科数据分析脑神经系统疾病和通过脑神经系统数据分析眼科疾病,揭示其内在的联合和疾病间发展规律。

        经过几年的探索,“眼脑联动”实验室形成了30多人的“眼脑联动”独立方向,也是iMED中国团队下的四大研究方向之一。目前iMED中国团队“眼脑联动”实验室(宁波)PI由赵一天研究员担任。iMED中国团队“眼脑联动”实验室(深圳)由金日初博士负责。iMED中国团队“眼脑联动”实验室先后与中山大学眼科医院、温州大学眼视光医院、北京同仁医院、深圳市康宁医院、日本TOPCON、日本TOMEY集团等眼科、脑神经科医院和设备厂商开展合作,并联合开展相关课题研究。基于“眼脑联动”这一原始创新,实验室在医学影像顶级期刊(TMI、MIA)、会议(MICCAI、CVPR)等每年都有多篇文章发表。

      最近,刘江教授牵头多中心联合参与研究的“基于眼脑数据分析神经退性疾病诊断和筛查的关键技术研究”项目获得深圳市科创委重点支持。iMED中国团队目前正与眼科医院、脑神经科医院和医疗器械设备厂商共同合作,通过眼脑联动研究进一步加深对眼脑之间联系的理解, 建立更加详细的眼-脑计算模型, 仔细探讨眼作为脑的研究窗口的作用。期待iMED中国团队进行系统性的“眼脑联动”研究,对阿尔兹海默症、精神分裂症、老年黄斑变性等模式疾病的早期诊断和干预做出基础性的贡献。

作者:王浩


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