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助力新冠CT檢測,依圖4天上線AI系統(tǒng),!準(zhǔn)確率達(dá)97.3%,已服務(wù)數(shù)萬人

2020-02-21
來源:搜狐科技
關(guān)鍵詞: AI系統(tǒng) NCP CT影像

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  疫情不斷升級,,隨著對病毒的深入研究,,對臨床癥狀的診斷標(biāo)準(zhǔn)也發(fā)生著變化。

  病毒核酸檢測一直是檢測新型冠狀病毒肺炎(novel coronavirus pneumonia, NCP)的關(guān)鍵步驟,,但始終苦于試劑盒市場的供不應(yīng)求,,不少疑似患者都無法得到確診。

  為了加快診斷速度,,更好地控制疫情擴(kuò)散,,國家衛(wèi)健委在2月5日發(fā)布《新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案(試行第五版)》,正式將CT影像結(jié)果作為臨床診斷病例的診斷標(biāo)準(zhǔn)(限湖北?。?。這是自新冠肺炎爆發(fā)以來,專家組針對病例診斷做出的一次重大調(diào)整,。同時,,方案也將湖北省內(nèi)具有典型CT特征的疑似病例作為臨床診斷新型冠狀病毒肺炎的獨(dú)立標(biāo)準(zhǔn)。

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  與病毒核酸檢測相比而言,,CT檢查更為簡便快捷,,能夠早期發(fā)現(xiàn)病灶,,現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于臨床篩檢病變、評估病灶范圍和療效隨訪,。上海市公共衛(wèi)生臨床中心副院長施裕新表示,,“CT影像是新型冠狀病毒性肺炎的重要診療決策依據(jù)之一,能及時實(shí)現(xiàn)病毒性肺炎的診斷”,。

  不過,,CT影像檢測被納入診斷標(biāo)準(zhǔn)后,醫(yī)生的接診壓力依然嚴(yán)峻,。

  根據(jù)粗略估計,,患者單人單次檢查至少會產(chǎn)生300張胸部CT影像,僅武漢市1天內(nèi)新增千余名確診患者,,其產(chǎn)生的影像數(shù)量就有上萬張,;在實(shí)際工作中,患者在2-4天內(nèi)還需要進(jìn)行復(fù)查,。根據(jù)目前公布的數(shù)據(jù),,已有超過7萬名確診患者有確診需求,一線醫(yī)生面對的是每天500萬張CT影像的閱片量,。

  除了滾雪球般越積越多的閱片數(shù)量,,在CT影像的閱片精度方面也存在不小困難:

  根據(jù)NCP癥狀,新冠肺炎CT表現(xiàn)呈多樣性,,以磨玻璃陰影,、實(shí)變?yōu)橹鳎狈μ禺愋?,部分臨床癥狀輕的患者,,肺部病灶較少;

  新冠肺炎常常累及多個肺段和肺葉,,甚至全肺大部受累,,評價肺內(nèi)累計的肺體積和嚴(yán)重程度對診斷和治療至關(guān)重要。但新冠肺炎病灶形態(tài)多不規(guī)則,,邊界不清,,隨著疾病發(fā)展,病灶和病變區(qū)域的數(shù)量,、形態(tài)和密度還會不斷發(fā)生變化,。

  高強(qiáng)度的工作壓力下,這些給醫(yī)生的閱片,、定量評估病情,、手工勾畫等工作帶來了極大的挑戰(zhàn)。在目前已有的影像檢查技術(shù)中,,X線檢查的空間分辨率較好,,但密度分辨率差,,肺部病變漏診率相對較高;常規(guī)胸部CT具有較高的密度分辨力,,可對圖像進(jìn)行量化評估,;薄層高分辨率CT(high resolution computed tomography, HRCT)因其更小的層間距和更高的分辨率,能夠更準(zhǔn)確且直觀地顯示胸部的細(xì)微結(jié)構(gòu),,從而檢出傳統(tǒng)X線平片和常規(guī)CT檢查無法識別或明確診斷的病灶。

  除夕立項(xiàng),,4天上線,,2-3秒完成分析,病變檢出率敏感性達(dá)97.3%

  面對愈加嚴(yán)峻的醫(yī)療情況和感染程度,,為了快速確診病例,,以更為便捷高效的CT影像檢查迎接疫情“拐點(diǎn)”,借助AI進(jìn)行影像診斷勢在必行,。

  利用人工智能系統(tǒng)輔助醫(yī)生對醫(yī)療影像進(jìn)行診斷,,一直是人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域落地的重要方向。被稱為人工智能國家隊(duì)的依圖科技迅速看到了這一需求,,在除夕當(dāng)天,,接下重?fù)?dān)。

  從立項(xiàng)到第一版產(chǎn)品上線,,依圖產(chǎn)品,、研發(fā)等相關(guān)部門一百余名同事投入到工作中,依托上海市醫(yī)療圖像與醫(yī)學(xué)知識圖譜人工智能重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā),。在交通不便,、人員休假的情況下如何完成系統(tǒng)上線和部署,在封路,、交通不變的情況下對武漢重點(diǎn)醫(yī)院進(jìn)行部署等,,都是需要考慮的因素,依圖用4天的時間完成看似不可能的任務(wù),,隨后迅速投入使用,。

  1月28日,胸部CT新冠肺炎智能評價系統(tǒng)的初版宣告完成,,系統(tǒng)隨即在上海公共衛(wèi)生中心部署上線,。2月5日新版診斷標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布后,這套系統(tǒng)應(yīng)用落地至包括武漢大學(xué)人民醫(yī)院,、華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院,、武漢大學(xué)中南醫(yī)院、荊州市第一人民醫(yī)院等在內(nèi)的浙江,、重慶,、廣東等全國十幾個重點(diǎn)定點(diǎn)接診醫(yī)院,。

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  上海市公衛(wèi)中心醫(yī)生在使用“新型冠狀病毒性肺炎智能評價系統(tǒng)”

  截止2月16日,依圖胸部CT新冠肺炎智能評價系統(tǒng)已經(jīng)服務(wù)數(shù)萬人次,。肺炎病變檢出率敏感性達(dá)97.3%(漏診率僅2.7%),,特異性達(dá)99%(誤診率僅1%),是臨床產(chǎn)品中性能最高的,。

  如前所述,,兼顧敏感性和特異性對系統(tǒng)要求極高,需要對AI技術(shù)和臨床需求有深刻的理解和洞察,。在對外宣布之前,,胸部CT新型冠狀病毒肺炎智能評價系統(tǒng)就已在臨床環(huán)境中迭代一周,期間產(chǎn)品性能已獲得權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)可,。上線后,,系統(tǒng)一直保持著迭代更新,從功能到性能,,從界面到人機(jī)交互等各方面盡可能滿足一線醫(yī)生的診斷需求,。

  依圖醫(yī)療副總裁系統(tǒng)石磊告訴大數(shù)據(jù)文摘,依圖針對新型冠狀病毒的輔助診斷系統(tǒng)采用了人工智能全肺定量分析,,為臨床專家提供基于CT影像的智能化新型冠狀病毒性病灶定量分析及療效評價等服務(wù),,為臨床醫(yī)生的醫(yī)療決策提供依據(jù)。

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  在實(shí)戰(zhàn)上,,根據(jù)上海市公衛(wèi)中心臨床數(shù)據(jù)顯示,,通過研究上百例新冠肺炎病例,將依圖AI系統(tǒng)與高年資醫(yī)生的診斷結(jié)果進(jìn)行比較,,發(fā)現(xiàn)依圖AI的定量參數(shù)與醫(yī)生的評價結(jié)果相似(相關(guān)性研究中 R=0.87, p<0.001,,R大于0.8即表明高度相關(guān))。

  全肺定量分析,,極大提升臨床診斷精準(zhǔn)度

  能夠迅速研發(fā)上線這套系統(tǒng),,也得益于依圖在醫(yī)療影像領(lǐng)域的積累。

  從2016年進(jìn)入醫(yī)療領(lǐng)域以來,,依圖一直想用AI產(chǎn)品嘗試解決醫(yī)療行業(yè)的現(xiàn)實(shí)問題,,比如幫助醫(yī)生解決勞動強(qiáng)度大、重復(fù)性高,、附加值低的單點(diǎn)任務(wù),,綜合處理多模態(tài)信息,幫助醫(yī)生進(jìn)行復(fù)合性診斷等等,。

  但是,,多模態(tài)、異源異構(gòu)的醫(yī)療數(shù)據(jù)對應(yīng)用方的數(shù)據(jù)治理能力提出了苛刻的要求,對利用AI技術(shù)實(shí)現(xiàn)醫(yī)療數(shù)據(jù)的治理與挖掘也相當(dāng)不易實(shí)現(xiàn),,在此基礎(chǔ)上,,還需要累積堅實(shí)的醫(yī)療大數(shù)據(jù)基礎(chǔ),才能夠在醫(yī)療大數(shù)據(jù)上生長出豐富的行業(yè)應(yīng)用,。目前,,依圖醫(yī)療AI產(chǎn)品和解決方案在全國300多家醫(yī)院都進(jìn)行了部署,依圖也與這些醫(yī)療機(jī)構(gòu)保持著溝通與合作,。

  針對這次的疫情,,肺炎有著各種影像學(xué)表現(xiàn),新冠只是其中一種形式,,臨床要細(xì)化到哪一類病毒還存在很大困難,。但也正是因?yàn)檫@個原因,才需要利用CT做首步篩查工作,,幫助醫(yī)生排查現(xiàn)場,避免診斷滯后等情況的出現(xiàn),。

  根據(jù)2月10日在《上海醫(yī)學(xué)》發(fā)表的《新型冠狀病毒肺炎的CT征象》,,在檢測新冠肺炎時,需要與病毒性肺炎(流感病毒肺炎,、禽流感肺炎,、SARS、MERS),、支原體肺炎,、細(xì)菌性肺炎等進(jìn)行鑒別。

  新冠肺炎在流行病學(xué)病史方面與上述疾病有很大不同,。目前是流感的高發(fā)季節(jié),,在當(dāng)前的特定時間點(diǎn),若發(fā)現(xiàn)肺內(nèi)有滲出,、實(shí)變,、結(jié)節(jié)等影像表現(xiàn),結(jié)合臨床和實(shí)驗(yàn)室檢查,,在排除普通流感,、支原體及細(xì)菌后,可初步視為罹患新冠肺炎,。

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  雖然在湖北省內(nèi),,CT影像結(jié)果已被列為“臨床診斷病例”的判定依據(jù),但對于部分早期沒有肺部影像學(xué)表現(xiàn)的患者,,依然需要結(jié)合接觸史,、臨床表現(xiàn)、核酸檢測結(jié)果等多重因素進(jìn)行診斷。

  石磊告訴大數(shù)據(jù)文摘,,胸部CT新冠肺炎智能評價系統(tǒng)在以下兩個方面實(shí)現(xiàn)了突破:

  通過圖像算法,,實(shí)現(xiàn)了對新型冠狀病毒性肺炎CT影像的智能化診斷與定量評價,并對局部性病灶,、彌漫性病變,、全肺受累的各類肺炎疾病嚴(yán)重程度進(jìn)行分級;

  通過對病灶的形態(tài),、范圍,、密度等關(guān)鍵影像特征定量和組學(xué)分析,精確測算疾病累計的肺炎負(fù)荷,,有助于臨床判斷病情,,評估療效,預(yù)測預(yù)后,。

  除此之外,,依圖AI系統(tǒng)能夠?qū)Σ≡詈筒∽儏^(qū)域進(jìn)行自動檢測,尤其是能敏感發(fā)現(xiàn)輕微肺部滲出性病變,,并在2-3秒內(nèi)完成定量分析,,有利于疾病早期檢出,從而有效幫助醫(yī)生判斷病變性質(zhì)和評估疾病嚴(yán)重程度,。

  依圖胸部CT產(chǎn)品的特異性不僅針對新冠針狀,,而是全肺的定量分析,該系統(tǒng)還包括病灶定量評價,、肺炎疾病嚴(yán)重程度分級,、全肺病變動態(tài)4D對比等功能,這些功能同樣適用于新冠肺炎以外的其他各類常見肺炎的CT檢出和定量評價,。

  荊州市第一人民醫(yī)院放射科負(fù)責(zé)人熊浩表示:“對于新型冠狀病毒性肺炎嚴(yán)重程度的分級及療效評價是臨床關(guān)注的重點(diǎn),。采用病灶定量評價的方法,涉及到病變累計的肺體積范圍,、密度等多因素,,目前缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),以往采用傳統(tǒng)手工勾畫ROI的方法進(jìn)行量化的評估,,往往需要數(shù)小時,,效率低,臨床推廣難,,而利用這個新AI系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)病變區(qū)域的自動檢測,,在2-3秒之內(nèi)就能完成定量分析,極大提升了精準(zhǔn)定量分析的效率,?!?/p>

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  加強(qiáng)公共衛(wèi)生防控,人工智能正成為智慧醫(yī)療建設(shè)的標(biāo)配武器

  除了胸部CT新冠肺炎智能評價系統(tǒng)外,依圖科技還開發(fā)出新型冠狀病毒防疫小依醫(yī)生,,免費(fèi)向醫(yī)院和政府開放服務(wù),,為更多人提供智能病情評估工具。

  小依醫(yī)生以醫(yī)院微信公眾號,、小程序等多種形式和入口,,方便在家進(jìn)行新冠自診,及時獲取權(quán)威疫情簡訊和防控知識,,減少醫(yī)院交叉感染風(fēng)險,。

  用戶可通過語音或文字進(jìn)行輸入,利用智能問答的方式,,小依醫(yī)生能提供文字,、圖片、音頻,、視頻等多種反饋,。系統(tǒng)根據(jù)國家權(quán)威機(jī)構(gòu)給出的疾病指南,通過預(yù)問診問答對的形式完成信息采集和結(jié)果判斷,,明確患有新冠肺炎的可能性(symptom checker),,結(jié)果可保存圖片。

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  針對疑似患者,,小依醫(yī)生會提供智能發(fā)熱門診推薦,自動與定點(diǎn)醫(yī)院對接,,并銜接線上問診,、預(yù)約掛號、診前檢驗(yàn)推薦,、采集病史等服務(wù),。據(jù)統(tǒng)計,小依醫(yī)生可達(dá)秒級反饋,,通過人工智能意圖識別和醫(yī)學(xué)知識圖譜等技術(shù),,方便公眾進(jìn)行智能自篩自診,有效緩解恐慌和焦慮情緒,,信息匹配準(zhǔn)確超過90%,。

  未來,小依醫(yī)生也能滿足公眾對其他常見疾病的科普,,并進(jìn)行預(yù)問診,、智能分診和導(dǎo)診,優(yōu)化就醫(yī)流程,。

  談及胸部CT新冠肺炎智能評價系統(tǒng)的未來發(fā)展,,石磊表示,疫情之后,該系統(tǒng)能成為加強(qiáng)公共衛(wèi)生防控機(jī)構(gòu)智慧醫(yī)療建設(shè)的標(biāo)配武器,,繼續(xù)發(fā)揮既有作用,。

  “除夕立項(xiàng)以后,產(chǎn)品,、研發(fā)等相關(guān)部門一百余名同事投入到工作中,,我相信這一刻,公司和大家投身的AI事業(yè)都覺得,,這是需要履行的一份責(zé)任,,需要在疫情中貢獻(xiàn)一份力量。從立項(xiàng)到第一版產(chǎn)品上線,,4天的時間完成看似不可能的任務(wù),,到產(chǎn)品上線,隨后得到醫(yī)生認(rèn)可,。能夠真正緩解一線醫(yī)生的工作量,,對我們而言就是最好的回報?!笔谶@么說道,。


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