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落地吉林大学白求恩第一医院,飞利浦人工智能新产品如何开启AI时代?

导读: 当人类将自身的海量的数据转化为有意义的洞察,智能化的解决方案将为我们带来主动、精准和个性化的护理,促进人人享有平等的高质量健康医疗服务。

近日,动脉网了解到,荷兰皇家飞利浦宣布中国首个“飞利浦星云医学影像人工智能平台”落地吉林大学白求恩第一医院(以下简称“吉大一”),辅助放射科医生通过智能化图像后处理为患者提供精准诊疗,并支持临床科研及应用转化。基于该平台,双方将通过紧密的临床科研合作,推动AI影像在具体临床场景下的科研及其成果转化。

落地吉林大学白求恩第一医院,飞利浦人工智能新产品如何开启AI时代?

吉林大学白求恩第一医院是集医疗、教学、科研、预防、保健、康复为一体的大型综合三级甲等医院。2016年,在复旦大学中国医院排行榜中,医院位列第全国第44位。近年来,由于医院患者日益增多,放射科医生的工作压力越发严重。为了提升效率,吉林大学白求恩第一医院院长华树成教授决定与企业合作,进行人工智能的探索和尝试。

对于本次合作,华院长表示:“精准医学,影像先行。人工智能技术能充分挖掘医学影像大数据的价值。当前,国家正在大力推进医疗大数据应用。在这样的背景下,医院也在积极地做着准备。我院放射科正在致力于利用我院病例多、病种丰富的优势,开拓创新的医工结合转化之路,从而更好地做到数据源自临床并服务于临床。‘飞利浦星云医学影像人工智能平台’的落地必将成为我院影像大数据和人工智能发展的强大推动力。”

从放射科推广至全院

国内从事AI+医疗的企业很多,要从中选出最合适的,吉林大学白求恩第一医院副院长王海峰教授认为并不容易。

“我们首先会看这家公司的特色,同时会看公司的产品和公司的发展前景。国内外做大数据和人工智能的公司不少,但是我们最终选择的公司,一定是历史厚重一些,同时它的科研团队的力量足够强,对于医院的临床科研、诊断、应用更了解、更贴合实际。”在这一选择标准下,医院最终与飞利浦展开了合作。

据王院长介绍,吉林大学白求恩第一医院有着海量的病人和病种,利用飞利浦的大数据收集整理,可以在很短的时间里把某一病种的数据收集起来。

王院长认为,作为医院的管理者,不能单纯从科室的角度想问题。要从一个医院、一个省域或者是更高的层面去思考。由于目前吉林大学白求恩第一医院的学术地位较高,因此作为一个大型三甲公立医院,应该承担起相应的社会责任,将优质医疗资源辐射到医联体,帮助基层医院进行内部数据资源的整合,从而实现双向提升。

具体而言,医院通过教授、专家对于人工智能系统的运作、协调,帮助人工智能产品成熟化,从而向下辐射,辅助下级医院的医生临床决策。通过人工智能平台,也能让上级医院省时省力,瞄准危重病人进行救治。如此一来,既能改善下级医院的医疗服务,提高医疗质量,又能让上级医院形成引领和带动作用。

星云医学影像人工智能平台

王院长口中的“飞利浦星云医学影像人工智能平台”,正是本次合作的关键产品。据悉,该平台目前已经获得了FDA和CFDA双认证,由“飞利浦星云三维影像后处理平台(IntelliSpace Portal,以下简称ISP)”和“飞利浦星云探索平台(IntelliSpace Discovery,以下简称ISD”)两部分组成。

ISP作为临床影像诊断平台,涵盖放射学的多个临床领域,包括心脏病学、肿瘤学(肝、肺、乳腺、前列腺等)和神经学,内有八十多项应用,能实现不同品牌、不同种类影像设备的图像融合,提供多模态影像的高级可视化处理和疾病影像特征挖掘、病灶的纵向追踪及高级特征描述功能,辅助临床医生基于影像,做出快速、精准的临床诊断决策,规划个体化治疗方案,跟进疾病治疗。

ISD作为科研平台,采用开源架构,配备了丰富的算法组件、开放式的人工智能平台、编程平台、数据库管理系统等专业的科研服务。包括肿瘤、心脏、神经三大研究模块,可以支持医院及第三方平台等自行开发和快速验证临床科研算法,帮助医生便捷整合自有算法或者第三方临床科研应用,无缝融入医院的工作和科研流程,将其科研成果转化为有意义的临床应用。

对于“飞利浦星云医学影像人工智能平台”,利浦大中华区首席执行官何国伟先生表示:“‘飞利浦星云医学影像人工智能平台’是飞利浦依托AI技术为精准医学创造价值的创新积淀之一。未来,我们的目标是从中国健康医疗系统的痛点和需求出发,将全球领先的创新资源与本地临床情境紧密契合,积极构建‘产、学、研’结合的‘本地生态系统’,助力中国实现AI+医疗的‘突破式创新,促进优质医疗资源均质化。”

肺部疾病一体化解决方案

肺部结节评估系统,是“飞利浦星云工作站”肺部疾病一体化解决方案中,采用计算机辅助技术帮助医生快速检测肺小结节的一款临床应用。

在最新的 v9 版本中,飞利浦团队对肺部小结节的检测算法上进行了升级,加入了机器学习的算法。有文献证实,该算法能够在 4mm 到 30mm 结节大小的检测中获得 1%以下的误差率,而且其检测算法的稳定性远远高于放射科医生,从而做到了放射科医生的第二双眼睛,在临床决策上使医生更加有信心。

与此同时,有关结节的细节量化信息也会以结构化报告的形式展示出来。其中包括结节体积翻倍时间、体积生长百分比、有效直径以及HU值的统计信息等。星云工作站专有的一键结节体积提取及高阶结构化报告使得以上能快速传阅纸质或数字化报告。

作为一套服务于肺部疾病的综合解决方案,“星云工作站”还通过一系列的针对肺部疾病的不同应用,帮助医护人员对病人疾病的全周期进行管理:

例如,在肺部血管评估系统中,飞利浦利用全自动的分析工具帮助医生发现成人肺部的血管栓塞;在慢性阻塞性肺病的患者中,飞利浦通过一个半自动化的工具(CT COPD)测量并展示 COPD 患者病情的严重情况;针对病人肺部钙化的特征,在 CT Calcium 的应用中,飞利浦通过 3D 的分割以及对肺部血管钙化信息的量化,做出对疾病风险的一键式评估。

当这些诊断工作都结束以后,星云工作站提供的多模态肿瘤跟踪系统还提供了更多的工具来帮助临床医务人员监控病情发展情况。其中,包括肿瘤对药物的敏感性分析及肿瘤个体的变化追踪。在星云工作站的一站式肺部疾病解决方案中,飞利浦能够在病人全病程中提供检测、诊断乃至治疗方案管理的服务。

开放的医学图像人工智能环境

IntelliSpace Discovery (ISD) ,是一个企业级的用于科研的解决方案,同时也是一个拥有前瞻性人工智能框架的医学影像平台科技。

ISD不仅可以帮助科研机构快速开发出所需要的算法和产品,更可以调动第三方医疗科技公司开展平台共建,共同创新,实现科研成果向临床应用的快速转化。

平台由软件和硬件两部分组成。软件按照疾病的种类分为肿瘤、心血管及神经科研套件。硬件部分采用了英伟达下一代人工智能数据中心级别的专用处理加速器,使人工智能训练框架的性能提升了5倍。这样的配置不仅会加速算法的研发,更会提升临床应用的整体使用效率。

随着医院对学术研究越来越重视,飞利浦还将基于ISD平台为医院提供专业的人工智能以及医疗图像处理方面的技术咨询服务,帮助研究机构突破科研瓶颈,实现更高的学术造诣。

此外,飞利浦的科学家还与柏视医疗开展临床合作,致力于将鼻咽癌放疗靶区规划算法在 ISD 中实现临床流程整合。该算法不仅采用了先进的图像分割、增强技术,还采用了 Markov 人工神经网络算法来提升靶区预测的准确性,把原来 4 小时的放疗手动规划时间缩短到了几分钟之内,其准确性可以达到资深放疗科医生的规划水平。

影像组学的智能化

影像组学(Radiomics),是医学影像研究前沿热点领域之一,其概念由荷兰学者Lambin于2012年首次提出。

影像组学的思想,来源于肿瘤异质性。实体肿瘤在基因、蛋白质、细胞、微环境、组织和器官层面上表现出的空间与时间的异质性,使病理学和分子学等有创检测方法结果的准确性及代表性受到限制。医学影像可全面、无创、定量观察肿瘤整体形态,对肿瘤的发展过程和治疗反应随时进行监测,从而为肿瘤异质性问题提供了可靠的解决方案。

影像组学强调的深层次含义是指从影像(CT、MRI、PET等)中高通量地提取大量影像信息,实现肿瘤分割、特征提取与模型建立。凭借对海量影像数据信息进行更深层次的挖掘、预测和分析来辅助医师做出最准确的诊断。

影像组学也可直观地理解为将视觉影像信息转化为深层次的特征来进行量化研究。随着影像组学应用的逐渐推广,目前在肿瘤的良恶性鉴别和分级以及预后方面的研究受到极大的关注。

飞利浦临床科学团队开发的飞利浦影像组学(Philips Radiomics) 平台,同时拥有影像组学特征计算和机器学习特征分析两大模块,这是业内首创。平台能将影像组学研究复杂的操作流程便捷化、智能化,为医生提供更友好的操作界面。

影像组学特征计算套件包含一个二维数据操作窗口和三维数据显示窗口。机器学习特征分析套件用于分析计算得到的高维度组学特征。建立好的模型最终会在测试集上测试,用于评估各个模型的效果,最后选择最优的机器学习模型。

目前,飞利浦临床科学团队已经利用该平台已经包括瑞金医院,协和医院,盛京医院,天坛医院,华西医院等十多家三甲医院开展了肿瘤、神经领域医学影像研究,覆盖CT/MR/PET等多种成像模态。

对于一系列影像人工智能平台的未来,吉林大学白求恩第一医院的专家和飞利浦的专家有着一致的观点:人工智能,正在开启一个具有变革意义的新时代。

当人类将自身的海量的数据转化为有意义的洞察,智能化的解决方案将为我们带来主动、精准和个性化的护理,促进人人享有平等的高质量健康医疗服务。然而,人工智能永远不可能完全取代医生、护士或护理人员,因为只有“人”本身的经验和智慧才能训练出“聪明的人工智能”。也只有“人”本身,才能为“人”提供“有温度”的关护。

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