生医工学院钱学骏教授团队开发眼科超声基础模型,实现视力损伤与眼癌风险分层

ON2026-06-15CATEGORY科研进展

6月11日,上海科技大学生物医学工程学院钱学骏教授课题组,联合复旦大学附属眼耳鼻喉科医院等机构在《npj 数字医学》(npj Digital Medicine)在线发表题为“An ultrasound foundation model for the stratification of vision impairment and eye cancer risk” 的研究论文。研究提出眼科超声视觉-语言基础模型SonoEye,并首次构建眼科风险分层体系 Eye-RADS,实现了从异常筛查、疾病诊断到风险分层和报告生成的全流程智能分析,为老龄化社会背景下的大规模眼病筛查、视力损伤预警以及眼部肿瘤早期发现提供重要技术支撑。

 



随着全球人口老龄化加剧,视力障碍和眼部肿瘤疾病负担持续上升。当前眼科筛查和风险评估仍高度依赖专业医生经验,缺乏统一、标准化且易推广的工具。相比眼底照相和光学相干断层扫描(OCT),眼科超声具有成本低、穿透力强、适用于包含玻璃体混浊在内的广泛人群,是评估青少年近视、老年白内障、视网膜疾病及眼内肿瘤的重要手段,但图像对比度低、操作者依赖性强等问题限制了其广泛应用。

针对上述挑战,研究团队基于70,452 名患者的 215,356 组超声图像-报告配对数据进行对比学习预训练,构建了眼科超声领域迄今规模最大的视觉语言预训练体系之一。通过三项关键创新实现临床级眼病智能分析:利用视觉—语言对比学习建立超声图像与临床报告之间的统一表征空间;引入基于注意力机制的多实例学习模块,实现多视角超声图像的患者级融合推理;结合临床知识库与原型学习机制,实现覆盖18种常见眼科疾病的细粒度鉴别诊断。

 


结果表明,SonoEye在眼病筛查任务中取得98.3%的敏感性和98.9%的AUC,可有效识别需要进一步检查的异常患者;在18种眼科疾病鉴别诊断任务中,患者级平均准确率达到96.3%,并在多个外部测试中心保持稳定性能。尤其是在视网膜脱离、视网膜裂孔及眼内肿瘤等超声关键疾病中,模型表现出优异的诊断能力。

此外,研究团队首次提出Eye-RADS(Eye Reporting and Data System)风险分层体系,将复杂眼科疾病统一划分为正常、视力低危、视力高危和肿瘤风险四个等级。引入年龄因素后,模型在老年群体中的风险评估性能得到进一步提升。此外,SonoEye能够结合视觉-语言对齐能力自动生成结构化诊断报告,并提供可解释性热力图,帮助医生理解模型关注区域。在包含不同资历眼科医生的读片实验中,AI辅助显著提升了非专科及青年医生的诊断准确率,显示出其在基层医疗机构和医疗资源欠发达地区的重要应用价值。

上海科技大学生物医学工程学院钱学骏教授、复旦大学附属眼耳鼻喉科医院张婷主任、郭洁主任为论文共同通讯作者。上海科技大学本科生周咨成、复旦大学硕士研究生陈鑫、上海科技大学博士研究生余东升为共同第一作者。

论文链接:https://doi.org/10.1038/s41746-026-02870-5