COSD 2022：眼部移植物抗宿主病AI预警系统

2022年10月15日，2022东方国际眼表疾病学术会议（COSD）顺利召开，会议邀请到国内外眼科著名专家莅临本次会议，就前沿的角膜移植技术、感染和免疫性的眼表疾病、干眼以及与全身性相关的眼表疾病，还有人工智能诊断等做精彩的演讲。

本次会议，来自北京大学第三医院的洪晶教授分享了《眼部移植物抗宿主病AI预警系统》。

背景介绍

造血干细胞移植（hematopoietic stem cell transplantation，HSCT）是治疗血液系统恶性肿瘤、再生障碍性贫血等血液病的有效方法。

美国每年有超过两万例造血干细胞移植，有些恶性肿瘤的5年生存率甚至高达70%和40%。

同种异体造血干细胞移植后一半以上的患者可发生移植物抗宿主病（graft versus-host disease，GVHD），而其中60%以上患者会累及眼部。

GVHD定义

移植物抗宿主病（GVHD）是异基因造血干细胞移植后较常见并发症，发生在30%~70%的接受钙调神经磷酸酶抑制剂和抗代谢物标准预防的患者中。GVHD主要累及皮肤、肝脏、胃肠道、肺和眼睛。

病因及临床表现

移植物与宿主的相互作用主要通过移植物中的同种异体T细胞识别宿主的主要组织相容性抗原（MHC）和次要组织形容性抗原（miHAGs）介导。眼部cGVHD通常影响泪腺，结膜，眼睑和角膜，但也可能涉及眼睛的其他部位。到目前为止，尚未发现任何特异性诊断特征。

目前现状

眼部移植物抗宿主病是同种异体造血干细胞移植后的常见并发症；

由于缺乏公认的客观诊断标准，多数患者无法在早期准确诊断并得到有效治疗；

严重的干眼、欲哭无泪是这些患者的真实写照；

疾病严重危害患者的视力和生活质量。

慢性GVHD 

然而，许多血液科医生和眼科医生对cGVHD认识不足，没有对HSCT做良好预警和宣教，最终导致cGVHD逐渐进展并恶化。因此我们迫切需要一种可靠方法来帮助这些患者在接受allo-HSCT后随时随地进行早期预警和干预。

以大数据为特征的新一代人工智能，助力期预警和干预

cGVHD临床表现本身错综复杂，可能并发感染、药物不良反应和其他疾病，应仔细鉴别，必要时专科会诊或多学科综合诊治。以大数据为特征的新一代人工智能在早期预警中起到了重要作用。

问卷调查是评估眼部疾病风险的简单有效的方法，在医疗领域得到了广泛应用。然而，oGVHD患者由于严重的干眼、畏光、视力下降等症状而存在阅读苦难，因此他们很难有效回答文本问卷。因而我们只能依靠语音对话来收集患者信息。

因此，我们希望构建一个机遇语音和传统问卷的多模态人工智能预警系统，使患者能够随时随地通过收集上的预警系统快速准备地评估他们的疾病风险。由于真实世界数据中90%以上的是语音，图像和视频，拥有更多知识蕴含其中。医患在临床环境下的信息获取、环境感知、知识学习与表达，都是采用多模态图文音的输入输出方式。人类的信息获取和感知均采用包含图文音的多模态形式，迫切需要打通不同模态向知识互表达的图文音大模型。

眼部GVHD多模态数据智能更有效的为医生和患者提供个性化和精准化的服务。基于“紫东太初”的眼部GVHD医学影像分析，实现了智能识别角膜内皮细胞的四个形态学指标：细胞数目，细胞密度，细胞大小变化系统，六边形细胞的比例。另外还实现了人机协同，根据医生需求以及内皮细胞边界图的效果，选择了一个矩形ROI，只计算其中的形态学指标。

此外，针对角膜缺损的染色后角膜前节照进行自动评估顶级。角膜区域自动检测及分割功能，可以定位染色图像中的角膜的五部分区域，以及对角膜五部分区域预测登等级评分。

人工智能系统建立，输入HSCT术后患者的语音数据录入和文本问卷数据，将专业医生诊断作为判别标准，由人工智能进行深度学习，最终实现由人工智能来对患者是否存在眼部疾病，是否存在oGVHD进行预警。

收集数据

本研究共收集了512名HSCT术后患者的预警问卷信息。由专业医生对患者是否存在眼部疾病以及是否存在oGVHD进行判断，最终问卷信息和判断结果输入至人工智能进行深度学习。

预警系统的准确性

小结

GVHD是一种严重影响眼健康和视功能的眼部疾病，早期筛查非常重要。AI预警系统的建立，可以让患者在任何场合均能得到较准确的评估。自从AI预警系统应用以来，眼部严重并发症的患者数量明显下降。