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医疗AI行业新突破,数坤实现临床全流程“拍立得”

导读: 提及医疗影像AI项目,肺结节筛查、眼底筛查、乳腺钼靶等似乎是最普遍的答案。但其实,在这一类以第二代人工智能为核心技术的医疗影像AI项目之外,医疗人工智能还可以发挥出更多的临床价值。

《中国心血管病报告2017(概要)》最新发布的数据显示,总体上看,中国心血管病患病率及死亡率仍处于上升阶段,心血管病死亡占居民疾病死亡构成40%以上,居首位,高于肿瘤及其他疾病,每5例死亡中就有2例死于心血管病。但心血管疾病是可防可治的,而冠脉CTA是无创诊断冠心病最重要的影像检查手段。

依托人工智能技术积淀和医疗行业资源储备,数坤科技从成立之初便决定由这一领域切入,用人工智能技术实现冠心病这一疾病的早防早诊早治。起步之初就踏入“无人区”,颇有些“披荆斩棘破风浪”的意味。

从“心”出发,拓展AI在医学影像的应用边界

提及医疗影像AI项目,肺结节筛查、眼底筛查、乳腺钼靶等似乎是最普遍的答案。但其实,在这一类以第二代人工智能为核心技术的医疗影像AI项目之外,医疗人工智能还可以发挥出更多的临床价值。

在心血管领域,冠脉CTA是无创诊断冠心病最重要的影像检查手段,一家三甲医院每天要完成几十例甚至上百例。前期CT扫描工作完成后,传统的冠脉CTA图像采集及三维后处理方法繁琐复杂,影像科医生需要花费大量时间精力进行三维重建、判读、评估、审核等一系列的后处理操作,即使是一位技术娴熟的医生,也需要花费30-40分钟左右才能完成整套流程。这一流程中存在着非常多低级别的重复性体力劳动,而如果将这些工作交由人工智能来完成,将医生从“小学生抄单词”的繁琐工作中解放出来,让医生回归诊断本身,回归临床,回归病人。

临床刚需迫切,但技术的可行性又如何?数坤科技CEO马春娥告诉亿欧大健康,任何一个人工智能诊疗场景都需要考虑三个技术要素。首先,有没有支撑起这个场景的高标准、高质量的标注数据库;其次是针对诊断场景的深度学习模型研发。虽然深度学习算法有很多公开的开源模型,但这些模型都是在一定的数据集上训练出来的,且大多是基于自然界的二维图像。而医学图像解剖结构的精确提取和诊断是在三位空间上,所以需要做大量的模型创新和研发;最后则是有没有检验算法效果的金标准数据,以及金标准数据是否容易获得。

目前,数坤科技跨过一个又一个门槛,完成了心脏冠脉影像的全流程智能化。该款心脏AI产品已经进入了全国一百多家三甲医院,包括协和、友谊医院、阜外医院、安贞医院等等。尤其在近日,数坤科技冠脉CTA影像智能辅助诊断系统投入武汉市中心医院临床使用这件事,对于数坤乃至行业都具有跨越性的意义。武汉市中心医院亦成为华中地区首家运用智能辅助诊断实现冠脉CTA影像诊断全流程改善的医院。

赋能临床,打通影像全流程诊断

对医疗影像AI企业来说,取得与三甲医院、顶级医院的合作十分重要。一方面有利于企业形成高质量的标注数据训练模型;另一方面,有利于发挥顶级医院的标杆作用,对产品的品牌背书。但要经过医生的考验,并深入医生的工作生活并非易事。只有真正契合医生的临床需求,同时输出能够进入到医生实际使用流程的同质化、结构化诊断报告,医疗影像AI产品才算是真正应用于临床,而非只是“进入”医院、躺在医院“吃灰”。

据数坤方面表示,数坤冠脉CTA影像自动诊断系统实现了临床检测诊断全流程的改善,即能够将影像智能后处理、AI疾病诊断、AI报告和打印全流程打通。患者进行心血管造影后,该系统能自动运行上述步骤,给出诊断结果,而无需医生介入中间步骤,只需在系统输出的结果之上作出审核,便能直接拿到结构化的诊断报告以及自动打印的影像胶片。影像诊断全流程的改善是大多AI产品仍未实现的技术优势,也是武汉市中心医院拥抱AI技术的重要原因。

具体而言,该系统可自动识别CT图像中的冠脉血管并对其命名;可将自动分割出的心肌和冠脉合成为三维图像以获得完善的冠脉VR图像;完成曲面重建CPR图像、血管拉直与探针图像;并能够基于管腔半径的变化情况和血管上的钙化情况对冠脉管腔的狭窄进行判断。

医疗AI行业新突破,数坤实现临床全流程“拍立得”

影像诊断科医生正在操作冠脉CTA智能辅助诊断系统

武汉市中心医院影像诊断科主任王翔谈到,传统的冠脉CTA图像采集及三维后处理方法繁琐复杂,而这项AI技术将这一流程的处理时间从30、40分钟缩短为5分钟左右,大大提升了医生工作效能,降低医生长时间进行机械工作所带来的压力。而对于患者,更高的效率意味着更短的预约时间,这将带给患者更多的治疗机会。此外,在识别微小特征病灶上,医生在长时间的工作之后会出现精力下降的情况,错过病灶的某些微小细节,AI在这方面不知疲倦,优势明显。最后,AI生成的模式化的报告具有高度的规范性,有利于保证诊断质量,并提高诊断报告的同质性、规范性和一致性,有助于整个行业的同质互认。

迄今为止,数坤科技冠脉CTA影像智能辅助诊断系统已帮助武汉市中心医院完成数千例冠脉影像处理,后处理合格率达到90%左右,诊断合格率可以达到80%左右。王翔指出,虽然这个数据量目前看上去还没有那么庞大,但是对于人工智能辅助诊断来说已经令人很满意。在临床医生对机器出来的结果进行修正和审阅,最后给病人的是经过医生审核过后的最为准确的结果。

此外,数坤科技的人工智能产品并不仅限于心血管疾病的影像智能辅助诊断,而是向疾病的整个诊疗闭环纵深发展,全面覆盖心血管疾病的筛查、诊断、治疗、随访等模块,手术导航、手术规划、精准用药等AI产品已开始进入临床验证阶段。同时,数坤科技也在向更多的病种拓展,如头颈产品已蓄势上线,并进入宣武医院进行临床测试。未来,和冠脉产品一样,这款头颈AI产品也将为影像科医生提供头颈疾病的智能辅助诊断全流程。

产品商业化取决于最终创造的价值

天下熙熙皆为利来,天下攘攘皆为利往。对于像数坤这样自负盈亏的医疗影像AI企业,商业化是必经之路。归根到底,医疗影像AI产品的商业化还是取决于最终临床的价值。马春娥认为:“医疗影像AI的临床价值体现在两个方面:第一,是否真的解放临床影像医生的生产力,把医生从体力劳动和流程中解放出来,让其回归医疗本质,更好地服务患者;第二,人工智能是否能够实现数据结构化、语义化、标准化,给临床学科研究带来便利和新的基础,帮助医生提升对疾病研究的深度和广度,这也是整个医疗生态的基础。”

其实,比商业价值更重要的是医疗人工智能带来的社会价值。目前我国存在着医疗资源稀缺、优质资源浪费、地域分布不均衡等问题,这些也是国家、社会发展中需要克服的一大挑战。人工智能技术一方面可以作为医疗资源的补充,弥补医生数量缺口,另一方面也将成为医生的智能助手,提高基层医生诊断能力,乃至增强基层地区的医疗水平。

从国家政府政策的层面来说,其态度已经很明确。在2016年发布的《“健康中国2030”规划纲要》中,国家就将“互联网+医疗”列入未来长期规划,互联网诊疗平台、人工智能+医疗等也在陆续发文。从器审中心的角度,对于人工智能辅助诊断系统逐渐会申证,早在2017年9月国家食药监总局发布的新版《医疗器械分类目录》已对此类软件有所界定。软件定价方面,很多地方性政府的发改委已将人工智能辅助诊断的收费标准写入收费目录,比如上海、浙江、青岛等地。

马春娥表示:“我相信,如果能够快速提升整个医疗行业的智能化价值,让每一位患者都能感受到智能医疗服务的无处不在,行业的商业化是一个必然,数坤的商业化也将水到渠成。”

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