本书系统阐述了人工智能技术在眼科学领域的研究进展与应用实践，涵盖眼底疾病、白内障、青光眼、眼表疾病等主要眼科疾病的智能诊疗方法，以及手术机器人、虚拟现实、智能装备等前沿技术的创新应用。全书共14章，从基础理论到临床实践，详细介绍了基于眼底彩照、OCT影像的人工智能诊断技术，糖尿病视网膜病变、高度近视等疾病的智能筛查方法，并探讨了眼科数据库建设、商业转化及未来发展趋势。

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中国医药教育协会智能医学专业委员会副主任委员兼秘书长，全国智能眼科学组副组长兼秘书长。基于眼底彩照的糖尿病视网膜病变智能诊断技术研究和评价，中国医药教育协会科学技术奖二等奖，2020年，排名第1。

目录
“数理医学丛书”序
前言
第1章眼科人工智能概述1
1.1人工智能及其相关算法的发展过程1
1.2眼科学与人工智能技术的碰撞3
1.3中国智能眼科技术的发展现状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眼底结构7
2.3图像预处理8
2.3.1图像质量增强8
2.3.2图像数据增广9
2.4深度学习简介9
2.4.1图像卷积与池化9
2.4.2激活函数11
2.4.3损失函数12
2.5高度近视眼底风险人工智能分级方法13
2.5.1高度近视风险分级方法流程15
2.5.2实验设计与结果分析21
2.6高度近视眼底病灶语义分割方法28
2.6.1高度近视病灶分割方法流程29
2.6.2实验设计与结果分析37
第3章糖尿病视网膜病变人工智能研究43
3.1概述43
3.1.1糖尿病视网膜病变筛查现状43
3.1.2糖尿病视网膜病变人工智能发展现状44
3.1.3基于人工智能的糖尿病视网膜病变筛查意义45
3.2糖尿病视网膜病变人工智能研究相关理论基础46
3.2.1糖尿病视网膜病变人工智能研究的公共数据集46
3.2.2糖尿病视网膜病变人工智能算法构建与性能评价47
3.2.3糖尿病视网膜病变人工智能软件与临床应用标准49
3.3糖尿病视网膜病变智能诊断的应用实践50
3.3.1国外糖尿病视网膜病变智能诊断的应用实践50
3.3.2国内糖尿病视网膜病变智能诊断的应用实践52
3.3.3糖尿病视网膜病变智能诊断代表产品及应用场景55
3.4糖尿病视网膜病变人工智能研究的前景和展望61
3.4.1多模态、多任务人工智能系统61
3.4.2眼科多病种人工智能研究61
3.4.3算法监管与更新63
第4章白内障人工智能研究64
4.1白内障概述64
4.1.1白内障的定义及其发病机制64
4.1.2白内障的分类64
4.1.3白内障的临床表现、诊断和治疗64
4.2白内障诊疗现状及存在问题66
4.3白内障人工智能研究概述67
4.3.1人工智能技术的特点及其在医疗行业应用中的优势67
4.3.2人工智能在白内障诊疗及相关方面的应用价值67
4.4人工智能在白内障诊断和治疗中的应用研究68
4.4.1人工智能与白内障筛查与诊断68
4.4.2人工智能与白内障手术70
4.4.3人工智能与白内障管理平台78
4.5人工智能及相关技术在白内障手术培训中的应用研究80
4.5.1人工智能手术培训系统在白内障手术培训中的应用与发展80
4.5.2虚拟现实技术在白内障手术培训中的应用与拓展81
4.6人工智能在白内障诊治及相关研究中存在的问题与展望82
4.6.1存在的问题82
4.6.2展望86
4.7结语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研究的背景和意义89
5.1.2研究的数据和临床场景90
5.2青光眼人工智能辅助测量研究91
5.2.1眼底彩照中视杯/视盘区域的信息测量91
5.2.2OCT图像中视神经纤维层厚度测量93
5.2.3AS-OCT图像中房角测量94
5.3青光眼人工智能辅助诊断研究95
5.3.1基于眼底彩照（眼底图像）的青光眼筛查95
5.3.2基于OCT影像的青光眼识别96
5.3.3基于AS-OCT影像的闭角型青光眼识别96
5.3.4基于多模态影像的青光眼分级97
5.4国内外青光眼人工智能软件推广与应用情况97
5.4.1国内青光眼人工智能软件推广与应用情况98
5.4.2国外青光眼人工智能软件推广与应用情况99
5.5青光眼人工智能技术的发展趋势100
第6章眼表疾病人工智能研究101
6.1眼表疾病人工智能处理和分析技术101
6.2翼状胬肉的人工智能研究102
6.3圆锥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干眼症的人工智能研究111
6.6其他基于眼表疾病影像的人工智能的诊断研究115
6.7结语116
第7章OCT人工智能诊断研究118
7.1眼科OCT概述118
7.1.1OCT原理及发展历程118
7.1.2OCT在眼科诊断中的应用123
7.2AS-OCT的人工智能研究127
7.2.1圆锥角膜诊断和治疗127
7.2.2核性白内障分级128
7.2.3青光眼诊断129
7.3眼底OCT的人工智能研究132
7.3.1病变自动诊断和筛查132
7.3.2病变定量分析141
7.3.3病变预测149
7.4OCT人工智能诊断发展趋势155
第8章眼科手术机器人研究与应用157
8.1机器人手术发展简史157
8.1.1手术机器人的诞生与相关概念157
8.1.2手术机器人系统的发展和代表类型158
8.1.3机器人手术的优缺点159
8.1.4手术机器人系统的展望160
8.2眼科手术机器人的研究进展160
8.2.1眼科手术机器人的需求与技术特点160
8.2.2眼科手术机器人系统的类型161
8.2.3国内外眼科手术机器人的研究及应用状况163
8.3眼科手术机器人的未来发展171
8.3.1眼科手术机器人的未来应用领域171
8.3.2眼科手术机器人的技术发展方向173
第9章人工智能在近视防控领域中的应用175
9.1概述175
9.2人工智能在近视领域的应用176
9.3人工智能在近视筛查和诊断中的应用177
9.3.1屈光不正评估177
9.3.2病理性近视的诊断178
9.4人工智能在近视进展预测方面的应用179
9.5人工智能在近视屈光手术中的应用179
9.5.1术前筛查180
9.5.2指导手术计划的制订180
9.5.3与近视相关的人工晶状体度数计算180
9.6人工智能在近视行为干预中的应用181
9.7人工智能与近视遗传学182
9.8近视防控的新模式：远程医疗182
9.9当前的挑战和未来的方向183
9.9.1可重复性和可比性较低183
9.9.2影像资料质量要求高183
9.9.3可解释性较低184
9.9.4数据监管与隐私保护尚不成熟184
9.9.5研究范围较为局限，交叉研究较少184
9.9.6伦理、法律和监管问题184
9.10结语185
第10章眼科智能装备创新研究和应用186
10.1传统眼科成像装备的发展简史186
10.1.1裂隙灯生物显微镜187
10.1.2眼底照相技术189
10.1.3光学相干断层扫描190
10.2传统光学成像装备的专业化192
10.2.1角膜地形分析系统192
10.2.2眼表综合分析仪193
10.2.3角膜内皮镜194
10.2.4荧光素血管造影195
10.2.5光学相干断层扫描血管造影196
10.2.6广域眼底成像技术198
10.2.7多模态成像装备200
10.3下一代眼科智能成像装备201
10.3.1功能性裂隙灯生物显微镜201
10.3.2自适应光学与眼科智能装备202
10.3.3全视场光学相干断层扫描系统203
10.3.4偏振敏感OCT204
10.3.5可见光OCT206
10.3.6光学相干弹性成像207
10.3.7全眼OCT209
10.3.8手持OCT210
第11章眼视光智能装备创新研究和应用212
11.1眼视光检测设备的智能化创新研究与应用212
11.1.1屈光测量装备212
11.1.2角膜形态分析系统215
11.1.3眼前节测量分析系统216
11.1.4波前像差仪218
11.2智能穿戴设备在眼视光领域的研究与应用220
11.2.1智能穿戴设备的发展及设计原理220
11.2.2智能穿戴设备在眼视光领域的应用224
11.2.3智能穿戴设备在眼视光领域的挑战与展望230
11.3虚拟仿真装置在眼视光领域的研究与应用231
11.3.1扩展现实技术231
11.3.2扩展现实技术在眼视光领域的应用234
第12章虚拟现实技术在眼科领域的应用238
12.1概述239
12.2虚拟现实技术在眼科手术中的应用240
12.2.1眼科手术的难点240
12.2.2虚拟现实技术在眼科手术中的优势240
12.2.3虚拟现实技术在白内障手术中的应用241
12.2.4虚拟现实技术在视网膜手术中的应用241
12.3虚拟现实技术在眼科疾病治疗中的应用243
12.3.1虚拟现实技术在青少年近视治疗中的应用243
12.3.2虚拟现实技术在弱视治疗中的应用243
12.3.3虚拟现实技术在眼底疾病治疗中的应用244
12.4虚拟现实技术在眼科教育中的应用245
12.4.1虚拟现实技术在眼科学生教育中的应用245
12.4.2虚拟现实技术在眼科医生培训中的应用245
12.5虚拟现实技术在眼科研究中的应用246
12.5.1虚拟现实技术在眼科研究中的优势246
12.5.2虚拟现实技术在眼科研究中的应用案例246
12.6虚拟现实技术在未来眼科发展中的应用247
12.6.1虚拟现实技术的发展趋势247
12.6.2虚拟现实技术在未来眼科诊疗中的应用前景248
12.7结语249
第13章眼科人工智能数据库的建设和应用250
13.1临床数据的种类和标准化250
13.1.1临床数据250
13.1.2眼科影像数据250
13.1.3临床数据的标准化251
13.2建立眼科人工智能数据库的数据要求252
13.3现有的公开眼科临床数据库252
第14章眼科人工智能展望与对策273
14.1眼科人工智能未来研究方向273
14.1.1以糖尿病视网膜病变筛查与诊断为切入点273
14.1.2单模态多病种眼科疾病筛查技术274
14.1.3多模态影像学融合眼科疾病诊疗技术275
14.1.4由眼部表现预测全身疾病276
14.1.5由全身危险因素预测眼部疾病276
14.1.6人工智能结合组学数据的研究277
14.2眼科人工智能研究与临床应用的规范化277
14.3眼科人工智能的商业转化探索278
14.4未来政策环境支持279
14.5眼科人工智能人才培养280
14.6眼科人工智能交流平台的建设281
14.7结语282
参考文献283