近日,，匯醫(yī)慧影和中國人民解放軍總醫(yī)院（北京301醫(yī)院）血管外科聯(lián)合研發(fā)升級的AORTIST 3.0主動脈人工智能精準(zhǔn)診療系統(tǒng)發(fā)布,。AORTIST意為主動脈支架個體化置入人工智能研究云平臺，研究的對象是主動脈擴張性疾病,，主要包括主動脈瘤和主動脈夾層,。

　　新版本的一大亮點是，新增了腎下腹主動脈瘤人工智能精準(zhǔn)診療產(chǎn)品,。圍繞3.0版本的設(shè)計過程,，雷鋒網(wǎng)和匯醫(yī)慧影創(chuàng)始人兼CEO柴象飛以及301醫(yī)院血管外科全軍血管外科中心主任郭偉進(jìn)行了一次采訪。

　　病種不同,，痛點相同

　　去年4月份,，在同樣的血管論壇上，匯醫(yī)慧影聯(lián)合301醫(yī)院血管外科發(fā)布了主動脈人工智能研究云平臺AORTIST2.0（主動脈支架個體化置入人工智能研究云平臺）,，圍繞主動脈夾層這一病種進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā),，

　　對于匯醫(yī)慧影而言,，2.0版本云平臺的發(fā)布讓AI應(yīng)用首次走出了影像科，開始在臨床科室應(yīng)用,，同時也將AI的應(yīng)用環(huán)節(jié)從診斷延伸到了臨床治療輔助決策,。

　　據(jù)柴象飛透露，目前,，AORTIST 2.0已經(jīng)在20多家醫(yī)院得到落地,。在幫助醫(yī)生進(jìn)行更好地臨床手術(shù)之外，醫(yī)生也充當(dāng)了“產(chǎn)品經(jīng)理”,，對2.0版本提出了改進(jìn)意見,。

　　“醫(yī)生們想要一些更加靈活化的治療方案的決策，包括針對影像科的結(jié)構(gòu)化報告,，以及后續(xù)的支架模擬,。”柴象飛表示,，這些意見非常寶貴,，匯醫(yī)慧影也在根據(jù)需求改進(jìn)產(chǎn)品功能。

　　時隔一年發(fā)布的AORTIST 3.0版本,，其思路還是圍繞血管外科制定解決方案，基于精準(zhǔn)測量來降低術(shù)后風(fēng)險,。從主動脈夾層到腎下腹主動脈瘤,，這是階段性的延續(xù)過程。

　　柴象飛介紹說,，主動脈瘤的發(fā)病率很高,，甚至比主動脈夾層還高。腹主動脈瘤雖然是偏慢性的疾病,，但如果有破裂風(fēng)險,，將會危及生命。

　　所以,，醫(yī)生在接收一個主動脈瘤患者時,，首先要做的就是評估破裂風(fēng)險，然后根據(jù)破裂風(fēng)險決定是否要進(jìn)行手術(shù)治療,。與此同時,，主動脈瘤在臨床中也存在一個問題，那就是手術(shù)過程中的失敗率較高,，其中很大一部分因素是支架的選擇有誤,。

　　支架的選擇有兩方面，一方面是支架的型號,，如果支架型號沒選對的話,，時間一長,，會對血管有損傷，反而沒有起到好的治療效果,。

　　其次,，就是支架位置的位置。主動脈有很多的分支血管,，醫(yī)生放支架時把主要的問題解決了,，但卻堵塞了分支血管，這樣就會影響很多重要器官的供血,，可能會帶來非常嚴(yán)重的并發(fā)癥,。

　　柴象飛在和三甲醫(yī)院溝通的過程中發(fā)現(xiàn)，由于手術(shù)的不成功,，到大醫(yī)院看病的患者多是“修復(fù)性”手術(shù),，不僅患者痛苦，而且一定程度上消耗了三甲醫(yī)生的資源,。因此,，精準(zhǔn)測量對于提升手術(shù)的成功率至關(guān)重要。

　　用AI覆蓋診治全流程鏈條

　　針對腎下腹主動脈瘤的特點,，AORTIST3.0針對臨床精準(zhǔn)測量難,、預(yù)后預(yù)測難、隨訪管理難等三個核心問題,，給出了覆蓋臨床全流程鏈條的醫(yī)療影像AI解決方案,。

　　據(jù)了解，AORTIST3.0將深度學(xué)習(xí)技術(shù)應(yīng)用到主動脈三維重建,、分割,、中心線提取等環(huán)節(jié)，30秒內(nèi)能完成主動脈和髂動脈整體,、瘤腔,、血栓及鈣化及內(nèi)臟動脈的自動分割測量，并在10分鐘內(nèi)生成手術(shù)方案文檔,。

　　在控制誤差方面,，基于與301醫(yī)院血管外科的持續(xù)深入合作，AORTIST3.0通過301醫(yī)院血管外科多年的臨床隨訪數(shù)據(jù)及影像數(shù)據(jù)來優(yōu)化深度學(xué)習(xí)算法,。將測量誤差控制在1mm以內(nèi),，跟2.0版本相比提升了33%以上），較常規(guī)手動測量精準(zhǔn)度提升約70%,，自動分割結(jié)果準(zhǔn)確率達(dá)95%,，與專家測量交比高達(dá)98%。

　　將測量誤差控制在1mm以內(nèi),，相比于2.0版本,，這點提升非常大,。為了最大程度降低誤差，匯醫(yī)慧影的團隊對數(shù)據(jù)進(jìn)行雙盲的標(biāo)注和專家的驗證,，提升數(shù)據(jù)本身的精準(zhǔn)度,；其次，將云平臺上進(jìn)行分割的U-Net模型進(jìn)行優(yōu)化,；最后,，添加了很多后處理的技術(shù)，基于傳統(tǒng)算法,，對所提取邊緣進(jìn)行擬合以及結(jié)合一些解剖知識信息進(jìn)行后處理,，讓血管的邊緣輪廓更加精準(zhǔn)化。

　　當(dāng)然,，技術(shù)層面的優(yōu)化之外,，也要得益于計算資源的發(fā)展，利用最新的GPU和CPU,，技術(shù)團隊也能突破原先運算性能的限制,。柴象飛說到，“以前,，我們對圖像要down sample,，要縮小圖像的尺寸，現(xiàn)在我們把圖像尺度進(jìn)行放大,，對產(chǎn)品的精準(zhǔn)性也有很大的幫助,。”

　　將誤差控制在有限范圍內(nèi),，醫(yī)生就可以進(jìn)行手術(shù)方案的制定。在這個環(huán)節(jié)中,，AORTIST3.0可以基于錨定區(qū)位置輸出CTA垂直動脈直徑,，自動輸出主動脈各區(qū)最大、最小,、平均動脈直徑和近端錨定區(qū)至主動脈各分支曲面重建距離,，隨后生成手術(shù)方案供醫(yī)生參考。

　　除了臨床的精準(zhǔn)測量問題,，云平臺在2.0版本設(shè)計之初,，還置入了愈后預(yù)測分析模塊，醫(yī)生能根據(jù)模塊中的預(yù)測結(jié)果為患者制定個性化的隨訪方案,。

　　據(jù)了解,，以Radcloud大數(shù)據(jù)智能分析云平臺的影像組學(xué)方法構(gòu)建并優(yōu)化預(yù)后預(yù)測模型，對于患者胸主動脈擴張,、腹主動脈擴張和復(fù)合終點事件在術(shù)后6個月,、12個月和24個月發(fā)生概率的預(yù)后預(yù)測準(zhǔn)確率達(dá)86%,；

　　在隨訪管理階段，AORTIST3.0提供了個性化隨訪管理系統(tǒng),?；诖髷?shù)據(jù)、AI,、組學(xué)分析結(jié)果,，為患者生成個性化隨訪方案，并提供自動化管理方法,，支持臨床隨訪管理,，改善患者遠(yuǎn)期結(jié)局。

　　此外,，AORTIST3.0系統(tǒng)對三維Mask融合,、雙側(cè)髂動脈曲面重建視圖同時輸出,，主動脈整體容積術(shù)前-術(shù)后變化趨勢圖等功能也實現(xiàn)了技術(shù)支持,。

　　柴象飛表示,，不管是2.0版本還是3.0版本,，平臺的設(shè)計理念就是,，把AI應(yīng)用在多病種臨床診治的全流程鏈條中,。

　　將沿著血管外科縱向延伸

　　在去年的采訪中,，301醫(yī)院血管外科的郭偉主任曾表示,，之所以從B型主動脈夾層入手,，是因為其形態(tài)比主動脈瘤復(fù)雜,，所以在技術(shù)實現(xiàn)上的難度更高。如果在這一病種上實現(xiàn)突破,，再拓展到其他病種時將容易很多,。

　　但時隔一年，回顧3.0版本的研發(fā)過程,，郭偉主任說到,，進(jìn)展并不像預(yù)想中那么簡單。

　　胸部主動脈被血流撕裂內(nèi)膜后,，會形成真腔和假腔,。因此，匯醫(yī)慧影的技術(shù)團隊在圖像分割過程中,，要同時兼顧真假腔,，最后會出來三套分割結(jié)果。

　　郭主任表示,，主動脈夾層的工作量確實很大,，但是血管條件相對好一些。而腹主動脈瘤雖然沒有假腔,，腹主動脈瘤的實現(xiàn)難度絲毫不?。?/p>

　　第一,，腹主動脈雖然是一根血管，但是腹主動脈擴張之后,，它的形狀不是直線,，有點像“Z”型，經(jīng)常會彎曲,；

　　第二,、腹主動脈不僅要求把主動脈分割出來，還需要對包括肝動脈,、脾動脈等在內(nèi)的二級分支血管進(jìn)行分割,，腎動脈還要分割到第三層的分支。

　　在分支血管的分割上,，數(shù)據(jù)標(biāo)注就是一個首要的挑戰(zhàn),；其次，在圖像分割的過程中,，越細(xì)的血管分支對于精準(zhǔn)度的要求更高,。

　　郭主任在采訪時笑著說，一開始自己以為人工智能很先進(jìn),，但是搞了兩年之后,，發(fā)現(xiàn)人工的投入相當(dāng)大。

　　在和匯醫(yī)慧影合作的過程中,，301醫(yī)院提供了350多例數(shù)據(jù),，相比于此前的主動脈夾層產(chǎn)品，數(shù)據(jù)量上有了一定程度的提升,。

　　當(dāng)然,，這樣的小數(shù)據(jù)集對于深度學(xué)習(xí)技術(shù)來說，還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,。匯醫(yī)慧影延續(xù)了此前2.0版本中提到的遷移學(xué)習(xí)和強化學(xué)習(xí)等技術(shù),，在院內(nèi)、院外系統(tǒng)中實現(xiàn)自我學(xué)習(xí),、自我提升,。

　　柴象飛說到,，柴象飛說到,，不管是技術(shù)還是醫(yī)學(xué)上的難題，云平臺開發(fā)之初,，自己就已經(jīng)做好了接受挑戰(zhàn)的心理準(zhǔn)備,。未來，匯醫(yī)慧影還將和301醫(yī)院一起,，沿著血管外科來做更多疾病和更多部位的縱向延伸,。

　　郭偉主任也表示,，“AORTIST在學(xué)科深度層面，能提高手術(shù)的精準(zhǔn)度,，為患者提供個性化隨訪計劃,，幫助改善患者遠(yuǎn)期結(jié)局；在學(xué)科寬度層面,，AI幫助基層醫(yī)生擁有更好的診療水平,，這樣能夠提高中國基層的整體醫(yī)療水平和學(xué)術(shù)水平，對中國血管學(xué)科建設(shè)幫助很大,?！?/p>