目錄
“數理醫(yī)學叢書”序
前言
第1章眼科人工智能概述1
1.1人工智能及其相關算法的發(fā)展過程1
1.2眼科學與人工智能技術的碰撞3
1.3中國智能眼科技術的發(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眼底結構7
2.3圖像預處理8
2.3.1圖像質量增強8
2.3.2圖像數據增廣9
2.4深度學習簡介9
2.4.1圖像卷積與池化9
2.4.2激活函數11
2.4.3損失函數12
2.5高度近視眼底風險人工智能分級方法13
2.5.1高度近視風險分級方法流程15
2.5.2實驗設計與結果分析21
2.6高度近視眼底病灶語義分割方法28
2.6.1高度近視病灶分割方法流程29
2.6.2實驗設計與結果分析37
第3章糖尿病視網膜病變人工智能研究43
3.1概述43
3.1.1糖尿病視網膜病變篩查現(xiàn)狀43
3.1.2糖尿病視網膜病變人工智能發(fā)展現(xiàn)狀44
3.1.3基于人工智能的糖尿病視網膜病變篩查意義45
3.2糖尿病視網膜病變人工智能研究相關理論基礎46
3.2.1糖尿病視網膜病變人工智能研究的公共數據集46
3.2.2糖尿病視網膜病變人工智能算法構建與性能評價47
3.2.3糖尿病視網膜病變人工智能軟件與臨床應用標準49
3.3糖尿病視網膜病變智能診斷的應用實踐50
3.3.1國外糖尿病視網膜病變智能診斷的應用實踐50
3.3.2國內糖尿病視網膜病變智能診斷的應用實踐52
3.3.3糖尿病視網膜病變智能診斷代表產品及應用場景55
3.4糖尿病視網膜病變人工智能研究的前景和展望61
3.4.1多模態(tài)、多任務人工智能系統(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章白內障人工智能研究64
4.1白內障概述64
4.1.1白內障的定義及其發(fā)病機制64
4.1.2白內障的分類64
4.1.3白內障的臨床表現(xiàn)、診斷和治療64
4.2白內障診療現(xiàn)狀及存在問題66
4.3白內障人工智能研究概述67
4.3.1人工智能技術的特點及其在醫(yī)療行業(yè)應用中的優(yōu)勢67
4.3.2人工智能在白內障診療及相關方面的應用價值67
4.4人工智能在白內障診斷和治療中的應用研究68
4.4.1人工智能與白內障篩查與診斷68
4.4.2人工智能與白內障手術70
4.4.3人工智能與白內障管理平臺78
4.5人工智能及相關技術在白內障手術培訓中的應用研究80
4.5.1人工智能手術培訓系統(tǒng)在白內障手術培訓中的應用與發(fā)展80
4.5.2虛擬現(xiàn)實技術在白內障手術培訓中的應用與拓展81
4.6人工智能在白內障診治及相關研究中存在的問題與展望82
4.6.1存在的問題82
4.6.2展望86
4.7結語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研究的數據和臨床場景90
5.2青光眼人工智能輔助測量研究91
5.2.1眼底彩照中視杯/視盤區(qū)域的信息測量91
5.2.2OCT圖像中視神經纖維層厚度測量93
5.2.3AS-OCT圖像中房角測量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影像的青光眼識別96
5.3.3基于AS-OCT影像的閉角型青光眼識別96
5.3.4基于多模態(tài)影像的青光眼分級97
5.4國內外青光眼人工智能軟件推廣與應用情況97
5.4.1國內青光眼人工智能軟件推廣與應用情況98
5.4.2國外青光眼人工智能軟件推廣與應用情況99
5.5青光眼人工智能技術的發(fā)展趨勢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結語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核性白內障分級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病變自動診斷和篩查132
7.3.2病變定量分析141
7.3.3病變預測149
7.4OCT人工智能診斷發(fā)展趨勢155
第8章眼科手術機器人研究與應用157
8.1機器人手術發(fā)展簡史157
8.1.1手術機器人的誕生與相關概念157
8.1.2手術機器人系統(tǒng)的發(fā)展和代表類型158
8.1.3機器人手術的優(yōu)缺點159
8.1.4手術機器人系統(tǒng)的展望160
8.2眼科手術機器人的研究進展160
8.2.1眼科手術機器人的需求與技術特點160
8.2.2眼科手術機器人系統(tǒng)的類型161
8.2.3國內外眼科手術機器人的研究及應用狀況163
8.3眼科手術機器人的未來發(fā)展171
8.3.1眼科手術機器人的未來應用領域171
8.3.2眼科手術機器人的技術發(fā)展方向173
第9章人工智能在近視防控領域中的應用175
9.1概述175
9.2人工智能在近視領域的應用176
9.3人工智能在近視篩查和診斷中的應用177
9.3.1屈光不正評估177
9.3.2病理性近視的診斷178
9.4人工智能在近視進展預測方面的應用179
9.5人工智能在近視屈光手術中的應用179
9.5.1術前篩查180
9.5.2指導手術計劃的制訂180
9.5.3與近視相關的人工晶狀體度數計算180
9.6人工智能在近視行為干預中的應用181
9.7人工智能與近視遺傳學182
9.8近視防控的新模式：遠程醫(yī)療182
9.9當前的挑戰(zhàn)和未來的方向183
9.9.1可重復性和可比性較低183
9.9.2影像資料質量要求高183
9.9.3可解釋性較低184
9.9.4數據監(jiān)管與隱私保護尚不成熟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)管問題184
9.10結語185
第10章眼科智能裝備創(chuàng)新研究和應用186
10.1傳統(tǒng)眼科成像裝備的發(fā)展簡史186
10.1.1裂隙燈生物顯微鏡187
10.1.2眼底照相技術189
10.1.3光學相干斷層掃描190
10.2傳統(tǒng)光學成像裝備的專業(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角膜內皮鏡194
10.2.4熒光素血管造影195
10.2.5光學相干斷層掃描血管造影196
10.2.6廣域眼底成像技術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自適應光學與眼科智能裝備202
10.3.3全視場光學相干斷層掃描系統(tǒng)203
10.3.4偏振敏感OCT204
10.3.5可見光OCT206
10.3.6光學相干彈性成像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)新研究和應用212
11.1眼視光檢測設備的智能化創(chuàng)新研究與應用212
11.1.1屈光測量裝備212
11.1.2角膜形態(tài)分析系統(tǒng)215
11.1.3眼前節(jié)測量分析系統(tǒng)216
11.1.4波前像差儀218
11.2智能穿戴設備在眼視光領域的研究與應用220
11.2.1智能穿戴設備的發(fā)展及設計原理220
11.2.2智能穿戴設備在眼視光領域的應用224
11.2.3智能穿戴設備在眼視光領域的挑戰(zhàn)與展望230
11.3虛擬仿真裝置在眼視光領域的研究與應用231
11.3.1擴展現(xiàn)實技術231
11.3.2擴展現(xiàn)實技術在眼視光領域的應用234
第12章虛擬現(xiàn)實技術在眼科領域的應用238
12.1概述239
12.2虛擬現(xiàn)實技術在眼科手術中的應用240
12.2.1眼科手術的難點240
12.2.2虛擬現(xiàn)實技術在眼科手術中的優(yōu)勢240
12.2.3虛擬現(xiàn)實技術在白內障手術中的應用241
12.2.4虛擬現(xiàn)實技術在視網膜手術中的應用241
12.3虛擬現(xiàn)實技術在眼科疾病治療中的應用243
12.3.1虛擬現(xiàn)實技術在青少年近視治療中的應用243
12.3.2虛擬現(xiàn)實技術在弱視治療中的應用243
12.3.3虛擬現(xiàn)實技術在眼底疾病治療中的應用244
12.4虛擬現(xiàn)實技術在眼科教育中的應用245
12.4.1虛擬現(xiàn)實技術在眼科學生教育中的應用245
12.4.2虛擬現(xiàn)實技術在眼科醫(yī)生培訓中的應用245
12.5虛擬現(xiàn)實技術在眼科研究中的應用246
12.5.1虛擬現(xiàn)實技術在眼科研究中的優(yōu)勢246
12.5.2虛擬現(xiàn)實技術在眼科研究中的應用案例246
12.6虛擬現(xiàn)實技術在未來眼科發(fā)展中的應用247
12.6.1虛擬現(xiàn)實技術的發(fā)展趨勢247
12.6.2虛擬現(xiàn)實技術在未來眼科診療中的應用前景248
12.7結語249
第13章眼科人工智能數據庫的建設和應用250
13.1臨床數據的種類和標準化250
13.1.1臨床數據250
13.1.2眼科影像數據250
13.1.3臨床數據的標準化251
13.2建立眼科人工智能數據庫的數據要求252
13.3現(xiàn)有的公開眼科臨床數據庫252
第14章眼科人工智能展望與對策273
14.1眼科人工智能未來研究方向273
14.1.1以糖尿病視網膜病變篩查與診斷為切入點273
14.1.2單模態(tài)多病種眼科疾病篩查技術274
14.1.3多模態(tài)影像學融合眼科疾病診療技術275
14.1.4由眼部表現(xiàn)預測全身疾病276
14.1.5由全身危險因素預測眼部疾病276
14.1.6人工智能結合組學數據的研究277
14.2眼科人工智能研究與臨床應用的規(guī)范化277
14.3眼科人工智能的商業(yè)轉化探索278
14.4未來政策環(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的建設281
14.7結語282
參考文獻283