目錄
“數(shù)理醫(yī)學(xué)叢書(shū)”序
前言
第1章眼科人工智能概述1
1.1人工智能及其相關(guān)算法的發(fā)展過(guò)程1
1.2眼科學(xué)與人工智能技術(shù)的碰撞3
1.3中國(guó)智能眼科技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀4
第2章基于眼底彩照的人工智能研究方法6
2.1概述6
2.2眼底結(jié)構(gòu)7
2.3圖像預(yù)處理8
2.3.1圖像質(zhì)量增強(qiáng)8
2.3.2圖像數(shù)據(jù)增廣9
2.4深度學(xué)習(xí)簡(jiǎn)介9
2.4.1圖像卷積與池化9
2.4.2激活函數(shù)11
2.4.3損失函數(shù)12
2.5高度近視眼底風(fēng)險(xiǎn)人工智能分級(jí)方法13
2.5.1高度近視風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)方法流程15
2.5.2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果分析21
2.6高度近視眼底病灶語(yǔ)義分割方法28
2.6.1高度近視病灶分割方法流程29
2.6.2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果分析37
第3章糖尿病視網(wǎng)膜病變?nèi)斯ぶ悄苎芯?3
3.1概述43
3.1.1糖尿病視網(wǎng)膜病變篩查現(xiàn)狀43
3.1.2糖尿病視網(wǎng)膜病變?nèi)斯ぶ悄馨l(fā)展現(xiàn)狀44
3.1.3基于人工智能的糖尿病視網(wǎng)膜病變篩查意義45
3.2糖尿病視網(wǎng)膜病變?nèi)斯ぶ悄苎芯肯嚓P(guān)理論基礎(chǔ)46
3.2.1糖尿病視網(wǎng)膜病變?nèi)斯ぶ悄苎芯康墓�共�?shù)據(jù)集46
3.2.2糖尿病視網(wǎng)膜病變?nèi)斯ぶ悄芩惴��?gòu)建與性能評(píng)價(jià)47
3.2.3糖尿病視網(wǎng)膜病變?nèi)斯ぶ悄苘浖�與臨床應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)49
3.3糖尿病視網(wǎng)膜病變智能診斷的應(yīng)用實(shí)踐50
3.3.1國(guó)外糖尿病視網(wǎng)膜病變智能診斷的應(yīng)用實(shí)踐50
3.3.2國(guó)內(nèi)糖尿病視網(wǎng)膜病變智能診斷的應(yīng)用實(shí)踐52
3.3.3糖尿病視網(wǎng)膜病變智能診斷代表產(chǎn)品及應(yīng)用場(chǎng)景55
3.4糖尿病視網(wǎng)膜病變?nèi)斯ぶ悄苎芯康那熬昂驼雇?1
3.4.1多模態(tài)、多任務(wù)人工智能系統(tǒng)61
3.4.2眼科多病種人工智能研究61
3.4.3算法監(jiān)管與更新63
第4章白內(nèi)障人工智能研究64
4.1白內(nèi)障概述64
4.1.1白內(nèi)障的定義及其發(fā)病機(jī)制64
4.1.2白內(nèi)障的分類(lèi)64
4.1.3白內(nèi)障的臨床表現(xiàn)、診斷和治療64
4.2白內(nèi)障診療現(xiàn)狀及存在問(wèn)題66
4.3白內(nèi)障人工智能研究概述67
4.3.1人工智能技術(shù)的特點(diǎn)及其在醫(yī)療行業(yè)應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)67
4.3.2人工智能在白內(nèi)障診療及相關(guān)方面的應(yīng)用價(jià)值67
4.4人工智能在白內(nèi)障診斷和治療中的應(yīng)用研究68
4.4.1人工智能與白內(nèi)障篩查與診斷68
4.4.2人工智能與白內(nèi)障手術(shù)70
4.4.3人工智能與白內(nèi)障管理平臺(tái)78
4.5人工智能及相關(guān)技術(shù)在白內(nèi)障手術(shù)培訓(xùn)中的應(yīng)用研究80
4.5.1人工智能手術(shù)培訓(xùn)系統(tǒng)在白內(nèi)障手術(shù)培訓(xùn)中的應(yīng)用與發(fā)展80
4.5.2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在白內(nèi)障手術(shù)培訓(xùn)中的應(yīng)用與拓展81
4.6人工智能在白內(nèi)障診治及相關(guān)研究中存在的問(wèn)題與展望82
4.6.1存在的問(wèn)題82
4.6.2展望86
4.7結(jié)語(yǔ)88
第5章青光眼人工智能研究89
5.1青光眼人工智能研究概述89
5.1.1研究的背景和意義89
5.1.2研究的數(shù)據(jù)和臨床場(chǎng)景90
5.2青光眼人工智能輔助測(cè)量研究91
5.2.1眼底彩照中視杯/視盤(pán)區(qū)域的信息測(cè)量91
5.2.2OCT圖像中視神經(jīng)纖維層厚度測(cè)量93
5.2.3AS-OCT圖像中房角測(cè)量94
5.3青光眼人工智能輔助診斷研究95
5.3.1基于眼底彩照（眼底圖像）的青光眼篩查95
5.3.2基于OCT影像的青光眼識(shí)別96
5.3.3基于AS-OCT影像的閉角型青光眼識(shí)別96
5.3.4基于多模態(tài)影像的青光眼分級(jí)97
5.4國(guó)內(nèi)外青光眼人工智能軟件推廣與應(yīng)用情況97
5.4.1國(guó)內(nèi)青光眼人工智能軟件推廣與應(yīng)用情況98
5.4.2國(guó)外青光眼人工智能軟件推廣與應(yīng)用情況99
5.5青光眼人工智能技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)100
第6章眼表疾病人工智能研究101
6.1眼表疾病人工智能處理和分析技術(shù)101
6.2翼狀胬肉的人工智能研究102
6.3圓錐角膜的人工智能研究104
6.4感染性角膜炎的人工智能研究109
6.5干眼癥的人工智能研究111
6.6其他基于眼表疾病影像的人工智能的診斷研究115
6.7結(jié)語(yǔ)116
第7章OCT人工智能診斷研究118
7.1眼科OCT概述118
7.1.1OCT原理及發(fā)展歷程118
7.1.2OCT在眼科診斷中的應(yīng)用123
7.2AS-OCT的人工智能研究127
7.2.1圓錐角膜診斷和治療127
7.2.2核性白內(nèi)障分級(jí)128
7.2.3青光眼診斷129
7.3眼底OCT的人工智能研究132
7.3.1病變自動(dòng)診斷和篩查132
7.3.2病變定量分析141
7.3.3病變預(yù)測(cè)149
7.4OCT人工智能診斷發(fā)展趨勢(shì)155
第8章眼科手術(shù)機(jī)器人研究與應(yīng)用157
8.1機(jī)器人手術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史157
8.1.1手術(shù)機(jī)器人的誕生與相關(guān)概念157
8.1.2手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的發(fā)展和代表類(lèi)型158
8.1.3機(jī)器人手術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)159
8.1.4手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的展望160
8.2眼科手術(shù)機(jī)器人的研究進(jìn)展160
8.2.1眼科手術(shù)機(jī)器人的需求與技術(shù)特點(diǎn)160
8.2.2眼科手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的類(lèi)型161
8.2.3國(guó)內(nèi)外眼科手術(shù)機(jī)器人的研究及應(yīng)用狀況163
8.3眼科手術(shù)機(jī)器人的未來(lái)發(fā)展171
8.3.1眼科手術(shù)機(jī)器人的未來(lái)應(yīng)用領(lǐng)域171
8.3.2眼科手術(shù)機(jī)器人的技術(shù)發(fā)展方向173
第9章人工智能在近視防控領(lǐng)域中的應(yīng)用175
9.1概述175
9.2人工智能在近視領(lǐng)域的應(yīng)用176
9.3人工智能在近視篩查和診斷中的應(yīng)用177
9.3.1屈光不正評(píng)估177
9.3.2病理性近視的診斷178
9.4人工智能在近視進(jìn)展預(yù)測(cè)方面的應(yīng)用179
9.5人工智能在近視屈光手術(shù)中的應(yīng)用179
9.5.1術(shù)前篩查180
9.5.2指導(dǎo)手術(shù)計(jì)劃的制訂180
9.5.3與近視相關(guān)的人工晶狀體度數(shù)計(jì)算180
9.6人工智能在近視行為干預(yù)中的應(yīng)用181
9.7人工智能與近視遺傳學(xué)182
9.8近視防控的新模式：遠(yuǎn)程醫(yī)療182
9.9當(dāng)前的挑戰(zhàn)和未來(lái)的方向183
9.9.1可重復(fù)性和可比性較低183
9.9.2影像資料質(zhì)量要求高183
9.9.3可解釋性較低184
9.9.4數(shù)據(jù)監(jiān)管與隱私保護(hù)尚不成熟184
9.9.5研究范圍較為局限，交叉研究較少184
9.9.6倫理、法律和監(jiān)管問(wèn)題184
9.10結(jié)語(yǔ)185
第10章眼科智能裝備創(chuàng)新研究和應(yīng)用186
10.1傳統(tǒng)眼科成像裝備的發(fā)展簡(jiǎn)史186
10.1.1裂隙燈生物顯微鏡187
10.1.2眼底照相技術(shù)189
10.1.3光學(xué)相干斷層掃描190
10.2傳統(tǒng)光學(xué)成像裝備的專業(yè)化192
10.2.1角膜地形分析系統(tǒng)192
10.2.2眼表綜合分析儀193
10.2.3角膜內(nèi)皮鏡194
10.2.4熒光素血管造影195
10.2.5光學(xué)相干斷層掃描血管造影196
10.2.6廣域眼底成像技術(shù)198
10.2.7多模態(tài)成像裝備200
10.3下一代眼科智能成像裝備201
10.3.1功能性裂隙燈生物顯微鏡201
10.3.2自適應(yīng)光學(xué)與眼科智能裝備202
10.3.3全視場(chǎng)光學(xué)相干斷層掃描系統(tǒng)203
10.3.4偏振敏感OCT204
10.3.5可見(jiàn)光OCT206
10.3.6光學(xué)相干彈性成像207
10.3.7全眼OCT209
10.3.8手持OCT210
第11章眼視光智能裝備創(chuàng)新研究和應(yīng)用212
11.1眼視光檢測(cè)設(shè)備的智能化創(chuàng)新研究與應(yīng)用212
11.1.1屈光測(cè)量裝備212
11.1.2角膜形態(tài)分析系統(tǒng)215
11.1.3眼前節(jié)測(cè)量分析系統(tǒng)216
11.1.4波前像差儀218
11.2智能穿戴設(shè)備在眼視光領(lǐng)域的研究與應(yīng)用220
11.2.1智能穿戴設(shè)備的發(fā)展及設(shè)計(jì)原理220
11.2.2智能穿戴設(shè)備在眼視光領(lǐng)域的應(yīng)用224
11.2.3智能穿戴設(shè)備在眼視光領(lǐng)域的挑戰(zhàn)與展望230
11.3虛擬仿真裝置在眼視光領(lǐng)域的研究與應(yīng)用231
11.3.1擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)技術(shù)231
11.3.2擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)技術(shù)在眼視光領(lǐng)域的應(yīng)用234
第12章虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在眼科領(lǐng)域的應(yīng)用238
12.1概述239
12.2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在眼科手術(shù)中的應(yīng)用240
12.2.1眼科手術(shù)的難點(diǎn)240
12.2.2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在眼科手術(shù)中的優(yōu)勢(shì)240
12.2.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在白內(nèi)障手術(shù)中的應(yīng)用241
12.2.4虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在視網(wǎng)膜手術(shù)中的應(yīng)用241
12.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在眼科疾病治療中的應(yīng)用243
12.3.1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在青少年近視治療中的應(yīng)用243
12.3.2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在弱視治療中的應(yīng)用243
12.3.3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在眼底疾病治療中的應(yīng)用244
12.4虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在眼科教育中的應(yīng)用245
12.4.1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在眼科學(xué)生教育中的應(yīng)用245
12.4.2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在眼科醫(yī)生培訓(xùn)中的應(yīng)用245
12.5虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在眼科研究中的應(yīng)用246
12.5.1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在眼科研究中的優(yōu)勢(shì)246
12.5.2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在眼科研究中的應(yīng)用案例246
12.6虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在未來(lái)眼科發(fā)展中的應(yīng)用247
12.6.1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)247
12.6.2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在未來(lái)眼科診療中的應(yīng)用前景248
12.7結(jié)語(yǔ)249
第13章眼科人工智能數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)和應(yīng)用250
13.1臨床數(shù)據(jù)的種類(lèi)和標(biāo)準(zhǔn)化250
13.1.1臨床數(shù)據(jù)250
13.1.2眼科影像數(shù)據(jù)250
13.1.3臨床數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化251
13.2建立眼科人工智能數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)要求252
13.3現(xiàn)有的公開(kāi)眼科臨床數(shù)據(jù)庫(kù)252
第14章眼科人工智能展望與對(duì)策273
14.1眼科人工智能未來(lái)研究方向273
14.1.1以糖尿病視網(wǎng)膜病變篩查與診斷為切入點(diǎn)273
14.1.2單模態(tài)多病種眼科疾病篩查技術(shù)274
14.1.3多模態(tài)影像學(xué)融合眼科疾病診療技術(shù)275
14.1.4由眼部表現(xiàn)預(yù)測(cè)全身疾病276
14.1.5由全身危險(xiǎn)因素預(yù)測(cè)眼部疾病276
14.1.6人工智能結(jié)合組學(xué)數(shù)據(jù)的研究277
14.2眼科人工智能研究與臨床應(yīng)用的規(guī)范化277
14.3眼科人工智能的商業(yè)轉(zhuǎn)化探索278
14.4未來(lái)政策環(huán)境支持279
14.5眼科人工智能人才培養(yǎng)280
14.6眼科人工智能交流平臺(tái)的建設(shè)281
14.7結(jié)語(yǔ)282
參考文獻(xiàn)283