综述:人工智能驱动的年龄相关性黄斑变性诊断——病理学与工程学的交叉研究

《International Ophthalmology》:Artificial intelligence-driven diagnosis for age-related macular degeneration bridging pathology and engineering: a survey

【字体: 时间:2025年11月04日 来源:International Ophthalmology 1.4

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  本综述系统探讨人工智能(AI)在年龄相关性黄斑变性(AMD)筛查诊断中的前沿应用,提出融合病理学风险因素(人口统计学/环境/共病)与工程学AI模型的创新框架,重点分析多阶段AMD的个性化诊疗路径,为临床决策支持系统开发提供重要参考。

  
Abstract
年龄相关性黄斑变性(AMD)作为严重视力损伤的主要病因,其早期诊断至关重要。本文通过病理学与工业工程的双重视角,系统梳理了支持AMD筛查与诊断决策的方法体系。研究首先构建了涵盖疾病全周期的参考框架——包括早期、中期、晚期及全阶段AMD的诊断路径,并据此识别出最具临床价值的人口统计学特征、环境暴露、共病关系等风险因素集合。值得注意的是,虽然表型风险因素和遗传变异对AMD进展预测具有关键作用,但在疾病早期阶段对人口与环境因子的深入分析,对制定有效预防策略更具重要意义。
病理学基础与风险分层
通过文献综述确立了AMD病理机制的核心要素:从玻璃膜疣沉积到脉络膜新生血管形成的典型病理改变。研究发现,除传统生物标志物外,吸烟史、心血管疾病等可干预风险因素的量化评估,为个性化预防提供了新思路。特别需要指出的是,基于多模态影像(如OCT、眼底彩照)的AI分析模型,能够自动识别视网膜色素上皮萎缩、黄斑区出血等微观病变,实现从定性描述到定量分析的范式转变。
人工智能驱动的诊断创新
工业工程视角下的比较分析表明,深度学习(DL)算法在视网膜影像解析中展现出显著优势。卷积神经网络(CNN)通过端到端学习,可同时完成病灶检测(如软性玻璃膜疣定位)、分期判断(AREDS分级标准)和进展预测(5年内进展风险≥85%)。这些AI工具不仅提升了诊断效率,更通过特征可视化技术(如Grad-CAM)增强了模型的可解释性,为医生提供了"虚拟第二读片人"的决策支持。
临床转化挑战与展望
当前研究仍面临多中心数据异构性、模型泛化能力不足等工程挑战。未来需开发融合多维度数据(基因组学、蛋白组学、临床指标)的集成学习方法,建立从社区筛查到专科诊疗的全流程管理模型。通过病理机制解析与工程技术创新深度耦合,最终构建适应不同医疗资源层级的AMD智能诊疗生态系统。
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