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这套预测系统让复杂的眼外伤手术告别了“失明”

2021-11-25 16:49:00 来源:科技日报

据不完全统计,我国每年有500-1200万眼外伤病例。其中,由于各种损伤因素,复杂性眼外伤严重。过去,视力不足意味着需要摘除眼球,严重影响了患者的工作和生活质量。

近日,天津医科大学中华医学会眼科学分会眼外伤组组长严华教授团队联合多学科专家,基于20多年复杂眼外伤治疗的临床和基础研究,建立了全球首个VisionGo视力预测系统。该系统可预测玻璃体切割术后损伤眼光感恢复的可能性,为评估损伤眼的预后提供科学依据。该系统还可以评估哪些危险因素可以干预,以实现无光感眼睛更好的视力预后,从而避免玻璃体切割的盲目性。

复杂眼外伤面临“盲切口”问题

眼外伤是直接作用于眼睛的机械、物理、化学等因素对眼睛结构和功能造成的损伤。因为眼睛的位置特殊,受伤的几率要比身体其他部位高很多,而且眼睛的结构也是精致而特殊的,一次严重的眼睛损伤可以同时累及眼睛的多个内部结构,造成严重的后果。

严华介绍,复杂的眼外伤不仅危害大,而且非常复杂,难以治疗。“复杂眼外伤涉及角巩膜裂伤、虹膜损伤、前房积血、晶状体损伤、玻璃体出血、眼内异物、眼内感染、视网膜脱离、脉络膜脱离等。在严重的情况下,可能会导致失明和眼球萎缩。”严华说,过去,视力不足意味着需要摘除眼球,这会给患者和家属带来很大的痛苦。

严华团队收集研究了国内大量复杂的眼外伤病例,发现致盲原因包括视神经损伤、玻璃体出血、视网膜脉络膜出血或脱离、视网膜中央动静脉阻塞等。玻璃体切除术后,玻璃体和视网膜下积血完全清除,视网膜和脉络膜复位,约三分之一的患者恢复了光感。因此,眼外伤后视力丧失并不意味着这只眼睛失去了治疗价值。

“但对于复杂眼外伤后无光感的患者,只有少部分人术后能恢复到光感以上的视力,大部分人术后仍无光感,甚至无法避免眼球萎缩的命运。”严华说,因此,需要一种设备或智能系统来预测患者术前的术后视力恢复情况,从而实现精准治疗,避免手术治疗的盲目性。

视力预测系统可以指导医生操作。

为此,严华团队携手多学科专家,建立了全球首个基于机器学习技术的VisionGo视觉预测系统。

机器学习是人工智能的一个子领域,其个性化预测在许多疾病的预后和预后预测中得到了高精度的验证。例如,机器学习可以准确预测儿童自闭症和近视的发展,为早期干预提供依据。然而,目前尚无机器学习在无光感复杂眼外伤视力预后预测领域的应用报道。

严华团队与国内14个研究中心联手,通过病案系统收集了各中心近10年无光感复杂眼外伤患者的原始临床资料。然后对数据进行规范化、格式化,并对部分缺失数据进行核对,从而建立了国内迄今为止最大的无光感眼外伤数据库。

通过对这些样本的详细分析和处理,团队采用机器学习的方法构建了VisionGo视觉预测系统。

在将眼外伤患者的临床特征输入预测系统后,系统将通过一系列算法分析玻璃体切除术后恢复光感的可能性,同时还可以分析哪些患者的临床特征将在这种视觉结果中起关键作用。

“对于预测能够恢复光感视力的眼球,医生在术中针对关键的临床特征,通过玻璃体切割和对症治疗,可以获得更好的视力预后。”严华表示,目前VisionGo视力预测系统的准确率可达90%以上,国际眼外伤评分OTS法预测的相同数据准确率仅为49%。

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我国眼外伤研究一直走在世界前列。

20年来,我国对眼外伤的研究取得了一系列突破,许多临床研究取得了良好的效果,包括无光感复杂眼外伤、巨大眼内异物、无光感角膜血染色等的手术治疗。

近年来,天津医科大学严华教授团队与北京大学马志中教授团队联合开展了重症眼外伤治疗攻坚、深入的科学研究,攻克了眼外伤治疗领域的多项关键技术,在国内外得到广泛推广,大大提高了眼外伤患者视力恢复的机会。

为了让我国眼外伤的治疗更加规范,团队负责人闫华伟和中华医学会眼科分会的专家学者共同撰写了《中国眼外伤急诊救治规范专家共识(2019年)》 《中国机械性眼外伤无光感眼救治专家共识(2020年)》 《中国眼内异物救治专家共识(2021)》,大大提升了我国这三个领域的治疗水平。目前,严华教授正在组织国内外眼外伤专家共同撰写《机械性眼外伤无光感眼救治国际指南》,将再次在国际眼外伤治疗领域发出中国声音。

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