1000多万糖尿病人面临失明
中国有高达6亿人患有近视，其中有近一半是高度近视，未来可能引发各种眼科并发症；另外，中国有近1.3亿的糖尿病患者，这其中约有30%患有糖尿病视网膜病变，这其中又有超过1000万人面临失明的威胁；随着老龄化社会的到来，未来老年性的黄斑变性无疑同样会成为高发眼科疾病。
2017年夏天的那个早晨，一觉睡醒后，肖凤云（化名）的世界彻底变了。
“一睁眼，看到的全是血红色。”短暂的错愕之后，肖凤云发现她的一只眼睛看不到东西了。
儿子儿媳被肖凤云的呼唤声叫醒，匆忙开车将她送到商丘市第三人民医院。
眼科医生告诉他们，肖凤云两只眼睛的眼底都已经坏掉了，她早晨睁眼看到的红色，其实是眼底里的出血。
造成肖凤云眼睛坏掉的原因是糖尿病。
她并不知道这个伴随自己二十多年的病，不痛不痒，却会带来这么严重的并发症——糖尿病视网膜病变。
这是一种糖尿病患者高发的并发症，简称“糖网病”，也是中国40岁至60岁人群最主要的致盲因素。
根据相关流行病学统计显示，中国目前大约有1.2亿左右的糖尿病患者，其中有约三分之一，即3000万至4000万患者同时伴有“糖网病”，在其中，大约又有1200万左右的人群面临失明的危险。
“糖网病”发病率高，在初期，患者往往没有明显的不适症状，不易发觉。一旦病变发展到后期，患者的视力将受到不可逆转的损伤，很容易发展成失明。
只要通过定期眼底筛查和早期诊断干预，90%以上的失明可以完全避免。
然而，最大的问题恰恰是糖尿病导致的眼底病变筛查严重不足。
除了患者本身对病情不够重视之外，专业的眼科医生数量不足，城乡医疗资源不均衡等多种客观因素，是筛查不足的主要原因。
近些年，随着人工智能技术的发展，越来越多的AI技术被运用到医疗领域。而在眼科领域，也已经有了能够自动诊断的人工智能软件。通过对医学图像诊断的深度学习，人工智能软件化身“眼底病专家”，可以自动快速准确地给出诊断。
这样的人工智能软件出现，对医疗资源缺乏的地区来说，意义不言而喻。没有专门的眼科医生，也可以做眼底检查，帮助糖尿病患者、高度近视者、老年人及时发现眼底病变，实现早筛查早治疗的目的。
目前，北京致远慧图已经研发出糖尿病视网膜病变眼底图像辅助诊断软件、多病种眼底影像辅助诊断软件等产品。
▲ 图/视觉中国1
“糖网”已经成为致盲高风险疾病
肖凤云的失明，其实早有征兆。
三十几岁时查出糖尿病，肖凤云完全没有放在心上。她自觉身体很好，医生的提醒，也就听过就算，原本的生活饮食习惯，几乎一点没变。
“平时主要吃些面食、甜食。”肖凤云承认自己一直贪嘴，哪怕到后面血糖很高，依然管不住。
有一段时间，肖凤云感觉眼睛总是不舒服，看东西模糊。
她并没有意识到这是糖尿病引起的，只当是劳累没有休息好。去医院做了下简单的检查，配了一些眼药水用。
这是眼睛给肖凤云的第一次提醒。
直到2017年的那个早晨，肖凤云才知道糖尿病的威力。在医院住院半个月，医生唯一能做的也只是帮助她把血糖降下来，让她今后严格控制血糖，尽量不让另一只眼睛的视力下降太快。
▲ 图/视觉中国治疗的时机已经错过。即使做了手术，医生们也对最终的效果不抱什么希望。
现在，肖凤云的两个眼睛都近乎失明。看东西，只有一个模糊的轮廓。吃饭的时候，她也看不清桌上是什么菜，需要儿子儿媳妇告诉她。
肖凤云的性情也出现了很大的变化。
“以前她是一个很活泼的人，现在经常一个人待着不爱说话，眼神也呆呆的。”儿媳妇晓丽也心疼婆婆。
从医院回来，肖凤云一两个月不愿出门，她甚至常常生出一种自己是累赘的想法。
如果在最初眼睛有点模糊时，就重视起来，情况可能就不是现在这样。肖凤云夜里常常偷偷抹眼泪，她也无数次地后悔。
肖凤云这样的例子，在糖尿病患者中绝不是少数。
北京协和医院眼科主任陈有信在日常的门诊中，见过太多这样的病患，不把医生提醒当回事，等眼睛有症状了都已经严重了。
“很多糖尿病人都没有及时发现，及时干预，这一点是很遗憾的。”陈有信说，很多人都是病重了才到医院看，有些人甚至眼睛出现问题到医院时还不知道自己有糖尿病。
他举了一个例子，同样是“糖网病”患者，一个病人一直定期检查，控制好血糖，经常锻炼，他的眼睛保护几乎是零成本的。病情有一定发展了，因为发现及时，可能只需要打激光治疗，就算在北京的三甲医院，最多也不过几千块钱。如果到了要做手术的地步，那么一次治疗下来，可能花费就几万甚至更高。
“算经济账之外，更重要的是要算视力的账，0.1的视力和0.5以上的视力，这个价值没法衡量了。”陈有信说，“人的视力好了，他就能更好的工作赚钱，他的社会效益高了，幸福指数也高了。”
2
眼底医生缺口大：全国不足5000人
糖尿病患者的并发症几乎不可避免，但血糖血压控制得好，并发症就会来得晚。即使有并发症，早期发现进行干预，严重到失明的几率就会小很多。
但定期筛查是一个大问题。
糖尿病并发症的早期筛查和干预，是一个系统的问题，很多时候，不单单是患者自我意识的问题。
医疗资源紧缺是一个全球性的现实，特别是眼科这一类专业性较强的领域。
中国现在拥有约4万名眼科医生，对应的是14亿人口的巨大基数。而在眼底病专业方面的医生则更少，陈有信估算大概不到一万人，而真正可以算是眼底病专家的人数，可能不到5000人。
中国目前对医生培训实行住院医师培训制度，不计算学医的时间，从做眼科医生开始，需要经过三年的住院医师培训，才可以学会看眼底疾病。
“所以说我们的眼科医生人数是远远不够的。”陈有信同时提及了医疗资源的地域差别，在北京这样的大城市，可以拥有很多优秀的医疗资源，甚至大医院的眼科可以有很多细分的科室。
而在小城市小县城，可能连一个眼科专科的医生都找不出来。陈有信曾经去湖南省桂东县做医疗帮扶，这里的医院只有五官科，眼底疾病医生没有能力看，眼底筛查也就无从说起。
客观上，医疗资源的不足，造成了很多“糖网病”患者得不到有效的筛查，更不必说及早干预。
2016年，陈有信在一份美国医疗杂志上看到一篇文章，内容是探讨通过人工智能来识别糖尿病视网膜病变的可行性，他深受触动，并且也开始关注这方面的信息。
巧合的是，这一年，在英特尔工作了15年的孙宇辉和同事丁大勇正在商量这件事情——做出能在医疗行业应用的人工智能产品。
此后，陈有信和致远慧图也因为人工智能，有了不少合作。
孙宇辉当时是英特尔中国区渠道创新负责人，曾在美国、新加坡和中国香港等地担任重要职务。在以往项目经历中，孙宇辉发现医疗、教育等领域数字化设备越来越多。而在医疗领域，每一张病患的病兆数字照片，都需要经过专业医生的阅片诊断，消耗了大量的时间成本。
如果人工智能能够完成诊断的这一步工作，那么可以节省医生逐张阅片的时间，大大提高医疗效率。
有了这样的想法，他找到了身为计算机视觉和人工智能领域专家的丁大勇。
“那一天，我和大勇在人民大学校园里聊这个事情，不知道在学校里走了多少圈。”孙宇辉回忆拉丁大勇合伙的那一天，他说出了自己发现的这个机会，让丁大勇来判断技术上的可行性。
已经是人工智能领域资深专家的丁大勇，最终被孙宇辉打动，考虑了几天便决定一起来做这件事。
“大勇是一个有情怀的人，他非常愿意用自己的专业技术去帮助更多人。”孙宇辉与丁大勇交流的过程中，两人逐渐达成了默契。
8月份，北京致远慧图成立。
他们创建了一个拥有七十余名研发人员的人工智能实验室，核心算法团队成员来自英特尔中国的人工智能团队和清华大学、人民大学人工智能专家，以及许多国内外顶尖研发企业的资深工程师。并且与国内数百家医院和机构建立了深度的合作关系。
目前，致远慧图研发出了糖尿病视网膜病变眼底图像辅助诊断软件、多病种眼底影像辅助诊断软件和青光眼辅助诊断软件。通过与眼科医疗团队的合作，在疾病筛查、诊断、治疗方面提供以人工智能和智能眼科硬件为引擎的解决方案。
简单地说，这几款软件通过深度学习，可以进行眼底相片阅片并自动诊断出十几种眼底疾病，从而提示是否需要做进一步治疗。在眼科专家缺少的地区，可以帮助实现眼底疾病的筛查需求。
3
让人工智能成为中国人的眼科医生
其实，在公司成立后，并没有马上聚焦于眼科领域。最初的两个多月，孙宇辉带着团队做了很多市场调研，其间他们走访过超声科医生，也找过放射科的专家。
用技术去解决医疗领域的关键问题，并且能够真正帮助到非常广泛的患者，带着这样的期待，孙宇辉和团队最终把方向锁定在眼科。
中国有高达6亿人患有近视，其中有近一半是高度近视，未来可能引发各种眼科并发症；另外，中国有近1.3亿的糖尿病患者，其中约有30%患有糖尿病视网膜病变，其中又有超过1000万人面临失明的威胁；随着老龄化社会的到来，未来老年性的黄斑变性无疑同样会成为高发眼科疾病。
可以预见，未来中国人对眼科检查、就诊的需求每年都将达数亿人次。
但是，因为医生资源的不足，以及医疗资源的分布不均衡，造成绝大多数眼科患者实际可能得到不及时的检查或治疗，而发展成为严重威胁视力的程度。
以糖尿病患者为例，随着病程年限的增加，一半都会有不同程度的糖尿病视网膜病变出现。一般在确诊糖尿病后，眼科医生会建议每年定期1至2次眼底检查。一旦出现眼底病变，通过定期检查就能及时发现并介入干预。
▲ 社区居民正在接受检测按此计算，每年中国糖尿病患者的眼底筛查需求至少超过1亿次，特别是已经发展成为“糖网病”的三四千万患者来说，他们对眼底的定期检查需求更加迫切，但目前也只能依靠全国仅有的不足5000名眼底专科医生来治疗。
假设这些医生全部用来给糖尿病患者做眼底检查，以1亿人次的需求计算，平均每个医生每天要检查的病人将超过90个。这样的检查需求，不现实也做不到。
现实情况则更严重，超过70%的眼科医生集中在一二线城市的医院里，低线城市眼科医生数量少，有些地区只有五官科医生，甚至只有全科医生。因此，大多数的糖尿病患者可能几年都做不到一次眼底检查。
这样的供需矛盾，短期内很难解决，如果只靠国家培养眼科医生，更远远填补不了巨大的看病检查需求的缺口。
孙宇辉看到了这种需求的紧迫性。
对疾病的早期筛查和预防，一方面是让患者节省大量的医疗费用，并且避免了视力严重受损或者失明的风险。另一方面，整个社会保持良好的健康状况，对降低医疗成本、完善医疗体系都有良性的促进作用。
“我想这是一个很好的契机，让我们有机会用新的技术来服务于医院和医生以及患者。”孙宇辉认为，从拍片、阅片到诊断、治疗，眼部问题都可以在一个科室内完成，不需要太多跨科室的工作。这样一个闭环，也能让他们更集中专注地去解决其中的问题。
如果让人工智能通过深度学习，达到自动诊断眼底的状况，那么即使只有全科医生的基层医疗单位，都可以通过“糖网筛查”软件为患者诊断。
用高效率和高精准的人工智能，辅助医生去满足数亿人的眼睛筛查。
国家也早早对慢病的筛查预防有了长期的规划，在2017年1月发布的《国务院办公厅关于印发中国防治慢性病中长期规划（2017—2025年）的通知》中，就提到要实施“早诊早治，降低高危人群发病风险”的策略。在增强科技支撑的内容中，也强调了要推动新技术在慢病防治领域的发展和建设，探索有效的慢病防控路径。
2022年1月，国家卫健委发布了《“十四五”全国眼健康规划（2021-2025年）》，其中明确提到：到2025年，逐步提高基层医疗卫生机构对糖尿病视网膜病变等眼底疾病的筛查能力。
这也印证了，国家层面更乐于看到人工智能这样的新技术来弥补医疗资源不足的问题。
4
百万级别的数据深度学习换来的精准
一个医疗产品的诞生到真正投入到使用，需要非常严格的验证。
目前，致远慧图与北京协和医院、北京同仁医院等十多家三甲医院合作，这几年里通过大量的真实病例数据学习，让人工智能软件的诊病能力达到了一个较为满意的状态。并且在数百家医疗机构试用，都取得了不错的效果。
其中，糖尿病视网膜病变眼底图像辅助诊断软件已经在国内获批国家药监局医疗器械三类证，也获得了获得欧盟CE认证，拿到了出海的通行证。
多病种眼底影像辅助诊断软件则成为全球首个获得欧盟CE认证的此类产品，也是全国首个获国家药监局审批进入“创新医疗器械特别审查程序”的同类辅助诊断软件。
孙宇辉介绍，两款软件的学习数据集都在十万级别以上，基本来自于这些合作的三家医院。为了追求更高的诊断水平和对不同环境的适应性，致远慧图还通过计算机模拟，用技术手段生成一些曝光过度或者曝光不足的眼底相片，又或者对拍摄角度、色彩饱和度、对比度调整，来加入到算法训练中。
通过这样的强化学习，实际上两款软件的学习数据已经达到了百万级别。
从2018年开始，致远慧图对两款软件进行了近一年的测试验证，不断测试新的数据和模拟不同的环境，在此基础上不断对算法进行微调。
“因为加入了计算机模拟的数据集，软件的测试环境甚至比真实的还要严苛一点。”他表示，软件需要适应各种状况，一张眼底照片出来，只要医生能通过照片给出一个诊断分析，那么算法也应该能给出一个水平相当的诊断。
在与医疗机构的合作中，一开始在医生的帮助下，软件对病灶做了大量的标注，通过学习后，将病灶标注出来提供给医生。他们发现，软件的这种标注病灶的行为，又更好地辅助了医生去判断病人的病情。
“致远慧图的“糖网软件”在意大利全科诊室应用的场景中，敏感性达到了100%，特异性也达到97.7%。”孙宇辉说，“这是非常好的真实世界的数据。”
当然，致远慧图对软件的数据一直保持着高度谨慎，追求速度的同时，更重视质量。
在研发青光眼自动检测软件产品时，在2018年做过一个测试，结果好到令他们自己诧异：敏感性达到了97%—98%。
而在临床医疗中，青光眼的诊断对很多医生来说，都还是一个比较困难的问题，这款软件却已经达了非常高的敏感性。后来，他们发现因为训练和测试的数据，集中来自于一二家医院，这些数据的诊断结果都很明确，有或者没有青光眼。
实际情况是，很多病人可能高度近视，同时伴有“糖网病”等，他的眼底判断就要受到很多干扰影像。
后来，又做了很长时间的测试和研发，找到了更好的解决方案，才真正达到更加准确的诊断。现在，这款软件进入到注册的流程，要开展检测和临床试验。
“如果我们当时只追求速度，这个产品在市场上恐怕已经有两年了。”
5
上海要把筛查模式推广到二百多个社区
“我们希望受过训练的全科医生，能够用这款软件实现对眼底的筛查和初步诊断，让这些场景有一个较好的覆盖。”致远慧图做过一些调研，在使用了“糖网筛查软件”辅助后，医生诊断的特异性和敏感性都有了大幅度的提升。另外，在对低年资医生的辅助方面，“多病种软件”能够帮助他们提高诊断能力，达到和高年资医生一样的水平。
北京协和医院眼科主任陈有信在实际的使用中有直观的感受，他认为“糖网筛查软件”的诊病能力，已经达到初年主治医师或者说高年住院医师的水平，已经具备了相当的水准。
2019年，致远慧图与上海市眼病防治中心（上海市眼科医院）合作，通过人工智能软件，在上海的社区卫生服务中心开展眼科疾病筛查和初诊。
此前，上海居民的白内障、糖尿病视网膜病变等眼底病变的基层筛查，要将影像上传到三级眼健康信息系统，再由定点医院专家远程阅片诊断，远程阅片医生的工作负荷量非常大，阅片效率也不高。
这次合作试点，让居民在社区服务中心在拍完眼底照片后20秒左右的时间里，就可以知道自己的眼底是否存在病变，是否需要进一步到医院做治疗，大幅度提升了筛查的效率和效果。上海市眼病防治中心下一步将在未来两年内，把这种筛查模式推广到上海的二百多个社区卫生服务中心。
上海市眼病防治中心党委书记、执行主任邹海东在 2021 年的“初级眼保健会议”上表示，“眼病筛查对于致盲性眼病的防控至关重要。在这次试点中，筛查出视觉有异常的人数占了四成，根据人工智能软件诊断提示需转诊治疗的也有近两成。”
他认为为患者提供了筛查-诊断-治疗的全流程服务，AI辅助诊断是激活社区基层眼病“筛查关口”的关键。
这次试点成功后，孙宇辉又有了新的思考。
上海的试点，又新增了数万的眼底照片数据，通过对这些数据的研究，软件还有没有可以继续提升的地方？
他举了一个例子，有些病人本身可能瞳孔偏小，或者白内障情况严重一些，这样的情况下眼底相机拍出来的照片，能够真正看清楚的可能只有一部分。“这种情况下，我们的软件要怎么去适应？”
除了软件本身的问题之外，孙宇辉也在思考，在人工智能软件辅助下，基层的筛查效率提高之后，筛查出来需要进一步治疗的病人，能不能有一个比较清晰的转诊通道，以及有相应的转诊安排？
如果这个闭环能形成，那么人工智能软件赋能基层筛查转诊、治疗的系统闭环就能打通，并进行良性循环。
这种设想，北京协和医院在与致远慧图的合作中，已经在一定程度上实现了。
6
一年为社区查出248人次转诊病人
这个代表性的例子，就是北京市蒲黄榆社区卫生服务中心。
过去，和大多数社区医院一样，“蒲黄榆”也仅拥有几名全科医生，来应对周边小区的一些看病需求。
在社区医院周边的小区里，老年人群体较多，不少都患有糖尿病、高血压等基础疾病，除了日常的慢病管理之外，老年人的眼科问题需求也很大。
很多老年人因为行动不便、大医院挂号难等原因，日常遇到眼睛不舒服的问题，也更多的是求助社区医院。很多时候，“蒲黄榆”的全科医生受限于专业，也无能为力。
这种眼科看病难问题，最初社区医院通过医联体，争取到北京医院的眼科医生每两周来坐诊一次。即使这样，不少老年人仍然有挂不到坐诊医生号的烦恼。
2020年7月，一次偶然的机会，蒲黄榆社区卫生服务中心院长刘宏遇到了北京协和医院眼科主任陈有信，聊起来社区面临的眼科看病难的问题。
这次交流也促成了北京协和医院和“蒲黄榆”的合作，为他们提供了信息化支持，加入人工智能软件筛查眼底疾病的项目。
▲ 蒲黄榆社区卫生服务中心内，社区居民正在等待检查具体来说，就是社区医院通过人工智能眼底筛查软件为患者阅片，诊断出结果后，遇到有问题的情况，可以通过系统将眼底照片传给北京协和医院眼科医生，由医生给出具体的诊断意见。如需要进一步检查治疗的，则通过绿色转诊通道，将病人安排到协和医院进行进一步治疗。
为了给社区老人提供更方便、全面的眼睛检查，“蒲黄榆”将眼底检查项目加入了每年一次的社区免费体检中。对于有糖尿病等基础疾病的老年人，家庭医生也会根据定期检查的要求，提醒他们做进一步筛查。
自从有了人工智能筛查软件，这里的全科医生都成了老人们眼里的“眼科专家”，只要在设备上拍个眼底照片，不到半分钟的时间，医生就能告诉他们眼睛的情况。
项目运行一年多来，几位全科医生上手都非常熟练，已经有635人次在社区医院做了眼底筛查，其中有248人次被转诊到协和医院。按照过去的情况，这248人次的病情很可能就被耽误了。
“它（人工智能软件）报得挺准的。”刘宏对这款人工智能软件非常认可，“全科医生有了眼科AI，就可以变成专科医生了。”
除了糖尿病引起的“糖网病”，人工智能筛查软件还帮助及时发现了患者的视神经纤维层缺损。
病人是位62岁的大爷，患糖尿病多年，从来没有做过眼底检查。有一次到社区医院，看到有眼底筛查室就做了一个检查，人工智能软件诊断提醒有视神经纤维层缺损。
医生考虑他有糖尿病，担心是“糖网病”，怕到了一个比较严重的程度，就将眼底照片传送到协和医院的眼科医生那里。通过远程会诊，协和的医生排除了“糖网病”，但视神经缺损的程度已经严重影像到大爷的视力，需要马上治疗。
在交谈中，大爷说起自己开车的时候，有时候需要偏着头才能看清周围方向，这样危险的情况，着实吓了医生一跳。
社区医院通过绿色通道将大爷转诊到协和进行了治疗，回来后，社区医院医生郑南一直保持追踪随访，督促大爷定期检查视力，现在病情基本稳定了。
现在，“蒲黄榆”覆盖到的小区老年人，在眼健康的日常管理上面，已经有了明显的改善。刘宏表示，过去只能提醒他们定期去大医院检查，现在很多都能主动地在社区做检查。
在多种场景的实战中，致远慧图的几款人工智能软件应用都经受了各种状况的考验，有很好的表现。
7
致远慧图的愿景
在中华医学会糖尿病分会关于糖尿病相关的防治指南里，第一次提出了可以采用人工智能软件来做“糖网”的筛查和辅助诊断。国家层面也越来越关注人民的健康问题。对于疾病的应对策略，从原来以治疗为主逐渐向预防为主转变。
致远慧图的人工智能软件应用，也在跟着这个国家战略发展。
现在，在孙宇辉心里，希望能够将人工智能软件的范围应用到更多的基层医疗单位，让哪怕只有全科医生社区医院和乡镇卫生所，都可以借助人工智能软件做眼底检查，并且给出诊断，更好更早地去发现病变。
“依托北京协和医院和AI软件的支持，我们能够更好地为辖区内百姓提供全方位健康管理，我们也希望能有更多三级医院的专家、企业的技术走进社区。”蒲黄榆社区卫生服务中心院长刘宏说，“其实线上转诊等流程是需要成本的，目前收费机制也在探索当中，希望可以纳入医保，按例收费……总的来说，社区医院正在逐步完善。”
在这个过程中，基层医疗单位有了做眼底筛查的能力，可以很大程度上弥补眼科医生资源不足的问题。病人通过人工智能筛查早发现早治疗，发展到重症的比例就能得到很好的控制。相应的，大部分病人在病变早期得到控制，医疗资源较为集中的一二线城市医院的就诊压力也能得到充分的缓解，释放出空间的眼科专家则可以分配更多精力去治疗重症患者。
一旦形成这样的良性循环，那么它就能成为我国分级诊疗制度的强力辅助。 通过技术，让很多基础的医疗问题，能够在基层就得到解决。孙宇辉总结为，“让病人少跑路，让信息多跑路。” 此外，他们还有通过人工智能软件进行辅助治疗的在研项目。
过去的一年多里，协和医院陈有信教授一直在尝试远程诊疗，通过5G通信技术远程给眼病患者打激光治疗。
孙宇辉认为，这个过程中人工智能软件仍然还有可参与的部分。比如在陈有信教授治疗前，人工智能软件给病人做了诊断，并且给出了一个诊断方案，方案由陈有信确认或者进行小的调整。这中间节省出来的时间，可以把医生的生产力释放出来。如果再进一步，人工智能将打激光需要保护的区域也规划出来，那么对医生的辅助就更大了。 全世界范围内，眼科医生的资源都处于紧缺状态。致远慧图提供的人工智能软件筛查，给出了用新技术解决眼科筛查的需求和医生资源供给矛盾的方案。“我觉得不仅在中国有意义，在全球也有意义。”孙宇辉说。 在眼科领域，人工智能软件尝试酝酿一场医疗新革命。在此背景下，眼科医疗领域或将走上新路径，AI技术的应用也将为医疗变革带来新的启发。