上海“硬核”科技力量紧迫抢研发 人工智能一线“抗疫”

2020-03-09 投稿人 : www.gay9991.cn 围观 : 792 次

“沪军”技术助力人工智能“防疫”第一线

作者:邱志立

[一般来说,一组初治肺炎患者的CT扫描会产生300多幅图像。即使是资深专家也需要至少10-15分钟来阅读和诊断图像。]

目前,新发肺炎疫情的防控已进入关键阶段。在抗击疫情的过程中,上海的“硬核”科技力量也在争分夺秒地提供强有力的保护。

随着新的冠状动脉肺炎诊疗方案第六版的发布,CT图像已经成为决策的重要依据,CT阅读的压力也在急剧上升。作为人工智能医疗的一个分支,人工智能成像已经成为防疫和控制的关键力量。上海人工智能企业推出了CT人工智能产品,帮助一线医务人员抗击疫情。

防疫“前哨兵”

随着疫情的迅速蔓延,重点防控单位的胸部CT体积飙升。一些重点医院的日平均CT量一次超过1000例,比平时高几倍。如何提高电影阅读效率已成为一大难点。

据华中科技大学同济医学院附属协和医院凌医生介绍,他所在的医院有800张新冠床。如果一周做三次CT,那就是2400次。考虑到其他临床检查,放射科平均每天接受400次检查。每班也有数百名病人分三班。工作量很大,对这种全新疾病的诊断必须准确,这使得许多一线医生处于高压和疲劳状态。

"许多轻度疾病患者的肺部图像并不典型。对于一些患有基本肺部疾病的患者来说,不同的疾病相互掩盖,使得诊断更加困难。一般来说,一组新确诊肺炎患者的CT扫描将产生300多幅图像。即使是资深专家也需要至少10到15分钟来阅读和诊断图像,其中大部分都是重复性的机械劳动和耗时的工作。”凌博士说。

除了减轻一线医生看电影的压力之外,电脑断层影像还能起到预防流行病的“前线卫士”的作用。上汤科技咨询公司智能肺部人工智能分析产品研发负责人段琦告诉第一财经,新冠肺炎传染性很强,大量疑似患者需要进行核酸检测才能确诊。然而,在实际情况下,缺乏试剂盒和检测能力仍然是一个大问题。此外,试剂盒测试在疾病发展的早期阶段显示出高的假阴性,并且临床测试经常需要重复多次以给出真实的结果。

"一线医生在临床中发现,新冠状肺炎的早期病变在CT片上显示模糊的毛玻璃影,这种早期CT表现往往早于临床症状的出现。然而,这种早期的毛玻璃阴影很可能在CT扫描中被忽略,并且不容易量化。”段琪说道。

让人工智能图像参与新冠状肺炎病变的定量分析和疗效评价,进一步提高评分的效率和准确性,成为一线医生明确而具体的要求。作为回应,上海人工智能公司相继成立了专门小组,并迅速完成了系统的启动和部署。

1月28日,易图医药推出首款新型冠状肺炎智能评估系统,并在24小时内将该系统部署到湖北省疫情防控任务最紧迫的四家医院。使用该系统,定量评估新冠状肺炎的时间从几个小时缩短到2-3秒,大大提高了诊断和治疗效率。据易图医药副总裁石磊介绍,该系统已经在全国十多个省市的数十家医疗机构投入使用。

在合作医院和医疗机构的合作下,上塘科技还在短时间内收集并标注了数千个肺炎数据,并快速开发完成了一个高精度的新发肺炎病灶分割模型。基于SenseCare智能诊疗平台的技术架构设计,开发并完成了结合智能分析功能的新型冠状肺炎应用模块升级

另一个巨大的挑战来自样本量。医学图像本质上是一个图像识别问题。人工智能阅读需要大量有标签的数据来支持机器训练。然而,由于确诊病例样本量小,医疗机构在新发冠状动脉肺炎流行早期缺乏高质量的临床诊断数据,即使在随访中有大量疑似新发冠状动脉肺炎的CT数据,仍然存在缺乏有效标记的问题。

上塘科技应急组织针对这一问题,在非核心疫区组织了许多有经验的医生,在一天半内对数百例新发冠状肺炎病例的数据进行人工标注。基于该数据生成的初步模型,我们开发的半自动标记工具已用于快速标记数千例肺炎病例的数据,专家医生已对这些数据进行了批量审查和修订。另一方面,易图科技充分利用其在小样本数据、转移学习等技术方面的储备,迅速完成了案例收集、标注、算法研发、产品设计等工作。

“在将服务器运送到医院进行部署的过程中,工程同事也经历了艰苦的测试。”段琦告诉第一财经。在疫情期间,交通被封锁,全国各地高速公路的关闭情况发生了很大变化,给服务器的后勤和运输造成了很大困难。在将产品部署到青岛西海岸人民医院的过程中,汤科技也遇到了大雪。服务器的到达时间比原计划晚了3天,交付时间甚至更远。

为了让一线尽快使用产品,经过紧急讨论后,上海的技术工程师团队于当晚抵达青岛顺丰物流配送中心。卡车证实,从数万个包裹中找到服务器已经接近黎明。然后团队直接将服务器拉到医院进行现场部署。第二天凌晨3点完成部署,8点返回医院,对医生进行产品使用流程培训。

进入2月下旬,工作和劳动的回归逐渐迎来了人流的回归高峰。因此,对流行病调查、健康人员筛查、疑似病人和体检的需求激增。此外,邻国,尤其是日本和韩国的疫情形势不容乐观。由于上海和青岛特殊的地理位置,人员和航班较多,对防控工作也提出了更大的挑战。除了早期筛查,如何发挥人工智能在“治疗”和“康复”中的作用已经成为新的目标。

未来的工业化之路

“目前,人工智能图像的登陆应用进展迅速,可以帮助一线医生对肺炎进行早期筛查和定量分析,但核酸作为诊断的金标准仍然发挥着不可替代的作用。”段琪强调道。

仅CT图像在诊断新的冠状肺炎方面还不完善。例如,仍然有一些早期病人。尽管核酸检测呈阳性,但在CT中没有明显的迹象。因此,影像人工智能必须结合病史、实验室检查、病因学等综合分析。

事实上,医学成像是人工智能在医学应用中发展最快的领域。早在2017年,大量公司蜂拥而至,获得了约40亿元的高额融资。然而,该行业在获取高质量数据、高数据标签成本、不明确的商业模式等方面一直面临困难。许多产品已在医院化为灰烬,面临“第三轮死亡”的困境。

突如其来的疫情将人工智能技术在医学领域的积累推向了最严峻的考验,大大加速了人工智能场景的登陆,为后续的产业化提供了新的思路和方向。

段琦认为人工智能在患者筛选、潜在化学小分子药物和生物大分子药物筛选、流行病学分析等方面显示出巨大的潜力。通过这场流行病。最早,人工智能已被用于许多流行病学研究,以预测病毒的传播速度、感染人数和死亡人数。虽然预测结果受到当时流行病学的影响,但为今后的进一步研究提供了一个很好的参考模型和参考。

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此外,他认为,对这一流行病的控制在很大程度上源于各地区为防治这一流行病而采取的有力措施。政府、医院和社区已经建立了严格抗击“流行病”的前线。因此,除了为一线医生提供基于人工智能的智能辅助设备外,为各个城市和地区提供疾病管理和监测也是未来的主要发展方向。例如,联合区域卫生委员会积极推动医疗协会实现分级诊断和治疗。

"疫情给了中国医疗系统的不同环节一个共同战斗的机会。它不仅产生了临床经验,还产生了大量的大数据。随着人工智能等创新技术的应用,它可以不断优化自己。”风险投资管理合伙人梁表示。

她认为,中国有望利用第一手数据,发展一种不仅限于医学研究和病毒解码,还包括非政府组织和各种机构的物流合作模式,从而结合成一个全新的“卫生防疫产业”,实现中国医疗体系现代化和科技结合提高医疗水平的梦想。

责任编辑:秦蓉