北京2022年5月26日 /美通社/ -- 數(shù)據(jù),，被譽為二十一世紀(jì)的“石油”,。利用數(shù)據(jù),，可以模仿飛機飛行,、汽車碰撞,；可以探索光年之外的星辰,，也能尋找深埋地下的礦藏,；還可以幫助企業(yè)調(diào)整貨架的擺放，預(yù)測未來的銷量,。憑借超能力,，數(shù)據(jù)躍升為新型生產(chǎn)要素。石油儲量曾是工業(yè)時代國家富足的象征,，而在數(shù)字經(jīng)濟新時代,，源源不斷生成的數(shù)據(jù)如同永不枯竭的“石油”。

　　對此,，鄭州大學(xué)蔣慧琴教授在由存儲產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟主辦的“元宇宙存儲研究與實踐”技術(shù)沙龍上表示,，河南省擁有近一億人口，基于人數(shù)多,、病例全的大數(shù)據(jù)優(yōu)勢,，為醫(yī)療元宇宙研究和探索提供了海量、多元的原始數(shù)據(jù)集,。

　　內(nèi)容概述：

　　1.  元宇宙核心技術(shù),，如VR/AR、人工智能等,，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中有廣闊應(yīng)用前景,。

　　2.  PACS醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)是連接數(shù)據(jù)與元宇宙當(dāng)中AI等技術(shù)的橋梁。

　　3.  浪潮存儲能夠助力PACS醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)存好,、管好,、用好多模態(tài)數(shù)據(jù)。

　　醫(yī)療元宇宙：追求“病癥可視,、名醫(yī)普濟”

　　元宇宙是整合多種新技術(shù)產(chǎn)生的下一代互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和社會形態(tài),，它具有大、多,、增三大特點,。第一個特點是“大”，基于擴展現(xiàn)實技術(shù)和數(shù)字孿生實現(xiàn)時空拓展性,；第二是“多”,，基于人工智能和物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)虛擬人、自然人和機器人的人機融生性,；第三是“增”，基于區(qū)塊鏈,、Web3.0等實現(xiàn)經(jīng)濟增值,。通過在社交系統(tǒng)、生產(chǎn)系統(tǒng),、經(jīng)濟系統(tǒng)上實現(xiàn)虛實共生,，每個用戶都可進(jìn)行內(nèi)容編輯,、生產(chǎn)并擁有數(shù)字資產(chǎn)。

　　根據(jù)清華大學(xué)《元宇宙發(fā)展研究報告2.0版》,，醫(yī)療元宇宙的目標(biāo)是實現(xiàn)病癥可視,、名醫(yī)普濟。

　　首先在病癥可視方面,，CT,、DR、核磁共振等所有的影像設(shè)備,，目標(biāo)就是病癥可視,，因為器官是在人體內(nèi)部，是看不見的,，所以第一代醫(yī)療器械的目標(biāo)就是將看不見的東西可視化,。比如肺結(jié)節(jié)定位與三維可視化技術(shù)，通過醫(yī)療器械拍出來一片一片的內(nèi)部切片圖像,，讓“看不見”的人體器官“現(xiàn)出原形”,，甚至可以構(gòu)建全息數(shù)字人，為手術(shù)規(guī)劃提供參考,。

　　其次是名醫(yī)普濟,，遠(yuǎn)程醫(yī)療、分級診療能夠增加專家資源的普惠性,。比如鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院被稱為全球第一大醫(yī)院,，醫(yī)生每天都很勞累、辛苦,，如何把大醫(yī)院醫(yī)生的能力延伸,、擴展到基層，這就可以借助元宇宙,、AI等新技術(shù)的力量,，推進(jìn)遠(yuǎn)程診療，讓更多的患者不用到省城看病,，在家門口得到專業(yè)的診治,，實現(xiàn)“破困賦能，善莫大焉”,。

　　“醫(yī)療元宇宙的終極目標(biāo)是‘治未病’,，最終是要全面提升國民健康，這也和《健康中國2030規(guī)劃綱要》里的目標(biāo)一致”,，蔣慧琴教授表示,。通過全面監(jiān)測人體微生物、營養(yǎng),、心理等更高層次的生命體征指標(biāo),，為綜合提高人體健康提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ),，由此尋找健康干預(yù)的生物學(xué)靶點。

　　想想看,，如果把14億人口的體檢數(shù)據(jù),、生物器官數(shù)據(jù)全部上傳到元宇宙，基于醫(yī)療元宇宙里的大數(shù)據(jù)分析做出精準(zhǔn)評估,，打造私人定制的智能監(jiān)控專家,，幫助人們擁抱健康生活方式，帶來的價值將難以估量,。

　　元宇宙技術(shù)在醫(yī)療行業(yè)四處扎根

　　VR虛擬現(xiàn)實,、AR增強現(xiàn)實、AI人工智能等元宇宙領(lǐng)域的新技術(shù),，在醫(yī)療行業(yè)擁有廣闊應(yīng)用空間,。

　　首先，VR,、AR技術(shù)在醫(yī)療行業(yè),，主要用來解決人機融生性問題。以腹腔鏡微創(chuàng)手術(shù)支援系統(tǒng)為例,，我們知道膽結(jié)石手術(shù),，傳統(tǒng)方式是在腹部開一個大窟窿，新型微創(chuàng)手術(shù)創(chuàng)口很小,，但由于微創(chuàng)手術(shù)內(nèi)部信息看不見,，需要用內(nèi)視鏡跟手術(shù)前CT拍攝的數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)，通過虛擬現(xiàn)實仿真來指導(dǎo)手術(shù)進(jìn)行,。這里隱藏了什么呢,？

　　科幻小說《三體》里寫道，太陽系被未知文明的二向箔從3D狀態(tài)拍成了2D狀態(tài),，損失了幾乎所有的生命,；地球的故事告訴我們，如果三維影像是“溺水三千”,，二維切片則是“只取一瓢”,，其間差別是巨量的數(shù)據(jù)。而元宇宙里的VR和AR,，正是把二維CT切片組合成三維立體的“全息數(shù)字人”,，信息量變得空前豐富，醫(yī)生可以360度無死角的觀看到手術(shù)部位,，治療效果將得到提升,。未來類似“圖像引導(dǎo)外科”的產(chǎn)品還有很多，VR、AR技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域擁有廣闊發(fā)展空間,。

　　其次，臨床對精準(zhǔn)醫(yī)療的迫切需求,。尤其是腫瘤,，早期發(fā)現(xiàn)、早診早治是提高生存率的重要步驟,，而早期發(fā)現(xiàn)需要精準(zhǔn)診斷,，診斷錯了是致命的。此后,，在治療過程中還需要精準(zhǔn)治療,，愈后需要精準(zhǔn)的康復(fù)方案。

　　精準(zhǔn)醫(yī)療需要用到元宇宙里的人工智能技術(shù),，包括早期的CADe（Computer-assisted detection）計算機輔助檢測,，能夠減少漏診率；另外還有CADx（Computer-assisted diagnosis）計算機輔助診斷減少誤診率,。舉個例子,，過去醫(yī)學(xué)影像主要是醫(yī)生用眼睛去觀察，很難做到定量的評估,；現(xiàn)在基于元宇宙技術(shù),，可以對影像進(jìn)行智能檢測、智能分類,、智能分割,，通過多模態(tài)信息融合大數(shù)據(jù)分析，提供輔助診斷方案,。

　　關(guān)于人工智能技術(shù)輔助診斷業(yè)界有兩種觀點,，一種是輔助醫(yī)生，一種是代替醫(yī)生,，專家學(xué)者對此爭論不休,。“我贊同的是輔助醫(yī)生,，我理解的人工智能就是為每位醫(yī)生配備一個機器助手”,，蔣慧琴教授表示。

　　這個機器助手要調(diào)用存放在存儲設(shè)備里的大數(shù)據(jù),，例如乳腺癌的診斷需要用到多種數(shù)據(jù),，像超聲、X線攝影還有病理等多模態(tài)數(shù)據(jù),，用這些歷史的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能計算,，然后得出一個結(jié)果。在機器助手背后,，需要解決數(shù)據(jù)存儲,、讀取的問題,，算力、算法如何設(shè)計的問題,，通過人機融生構(gòu)建醫(yī)療領(lǐng)域的機器助手,。

　　人機融生目前在醫(yī)學(xué)應(yīng)用中經(jīng)歷了兩個階段。傳統(tǒng)CAD計算機輔助檢測,，需要醫(yī)生手動輸入圖像,、抽取特征、歸類然后輸出結(jié)果,，效率偏低且容易有“漏網(wǎng)之魚”?，F(xiàn)在基于深度學(xué)習(xí)的CAD技術(shù)，是構(gòu)建一個模擬人腦的,、深層次的,、一體化的網(wǎng)絡(luò)，自動提取本質(zhì)特征并輸出最終結(jié)果,，提高檢測診斷的準(zhǔn)確率,，效率溜到飛起。

　　“我跟醫(yī)生接觸的比較多,，醫(yī)生的研究熱點是放射組學(xué),、影像組學(xué)、放射基因組學(xué),，這些研究都離不開多模態(tài)數(shù)據(jù)的支持”,，蔣教授表示。以拍CT為例,，拍CT是為了獲取影像,，此后需要做的第一步就是特征提取，定位病灶在哪里并把這個病灶篩選出來進(jìn)行特征提取,，然后觀察病灶的三維的特征,、形狀，根據(jù)形狀的各種特征去判斷是結(jié)節(jié)或腫瘤是惡性的還是良性的,，惡性度有多少,，分期分級，這就是醫(yī)學(xué)的一個過程,。這個過程中,，醫(yī)療人工智能需要跟數(shù)據(jù)存儲進(jìn)行緊密的結(jié)合。

　　醫(yī)療元宇宙的關(guān)鍵：使用的高質(zhì)量數(shù)據(jù)越多,，越智能

　　隨著影像檢測需求倍增,、影像檢測人數(shù)逐年遞增，現(xiàn)在很多醫(yī)院都開始部署多排CT、核磁共振等高端影像設(shè)備,，影像診斷也快速從眼睛閱片發(fā)展到基于PACS系統(tǒng)的“軟讀片”,。爆發(fā)式增長的影像需求給數(shù)據(jù)存儲設(shè)備帶來巨大挑戰(zhàn)，一次CT檢查就會獲取六千多幅圖像,、一個病人可能還會做多種檢查,，每次拍片之后要將數(shù)據(jù)全部傳輸?shù)椒?wù)器、最后落盤到存儲設(shè)備中,。此后各個終端會調(diào)閱影像、寫報告,，寫出來的報告再存儲,，然后臨床各個科室在調(diào)閱影像和報告，進(jìn)行影像大數(shù)據(jù)分析并再次存儲,。這些過程在醫(yī)院中無時無刻不在發(fā)生,，可以這樣講，醫(yī)學(xué)影像大數(shù)據(jù)時代已然來臨,。

　　影像大數(shù)據(jù)時代,，各類醫(yī)學(xué)影像都存在PACS里面，臨床的信息都存在HIS里面,，檢查檢驗信息都存在LIS里面,，這些數(shù)據(jù)的保存要求是在線三年、離線三年,，數(shù)據(jù)需要長期保留,。數(shù)據(jù)顯示，美國醫(yī)學(xué)影像數(shù)據(jù)年增長率為63.1%,，放射科醫(yī)師年增長率僅僅是2.2%,，差距60.9%；中國影像數(shù)據(jù)年增長率為30%,，放射醫(yī)師年增長率4.1%,，差距為23.9%。所以僅靠醫(yī)生人眼觀察巨量影像面臨著巨大的挑戰(zhàn),，這給人工智能為代表的元宇宙技術(shù)帶來了發(fā)展空間,。

　　深度學(xué)習(xí)雖然已經(jīng)在研究了，最早的從皮膚癌到肺結(jié)節(jié)的智能篩查再到基于鉬靶的乳腺篩查這都是熱點,，一直在研究,，但是真正投入臨床應(yīng)用還有距離，為什么,？

　　“最大的難點目前就是缺乏高質(zhì)量的標(biāo)注數(shù)據(jù)”,，蔣慧琴表示。機器學(xué)習(xí)有三要素，數(shù)據(jù),、算法和判別準(zhǔn)則,。算法再好，判別準(zhǔn)則建立得再好,，沒有數(shù)據(jù)去學(xué)習(xí),，缺乏高質(zhì)量的標(biāo)注數(shù)據(jù)那就不行，后端就沒可能進(jìn)行落地應(yīng)用,。所謂標(biāo)注數(shù)據(jù),，就是醫(yī)生專家診斷過、驗證過的數(shù)據(jù),，醫(yī)師的意見附在這個數(shù)據(jù)里面,，這樣的數(shù)據(jù)是非常稀缺的，這就是難落地的原因,。

　　“對此 ,，我們團(tuán)隊開發(fā)了PACS系統(tǒng)，包括院級PACS和云PACS”,，蔣慧琴表示,。基于這套系統(tǒng),，采集CT,、核磁、超聲等科室數(shù)據(jù),，并將醫(yī)生的影像分析,、影像診斷報告留存下來提供標(biāo)注數(shù)據(jù)，結(jié)合人工智能技術(shù)讓PACS系統(tǒng)為醫(yī)生閱片,、決策提供支持和幫助,。目前這套PACS系統(tǒng)已經(jīng)在鄭州市第15人民醫(yī)院建成院級PACS系統(tǒng)、在鄭大一附院建成科研用大數(shù)據(jù)采集平臺,、在鄭大五附院定制開發(fā)了三甲院級PACS系統(tǒng),，等等。

　　其中在河南當(dāng)?shù)氐腜ACS醫(yī)療影像業(yè)務(wù)中,，浪潮存儲能夠提供醫(yī)療影像分層存儲解決方案,，基于集中式存儲保存高速在線數(shù)據(jù)、基于分布式存儲保存溫數(shù)據(jù),，并用備份系統(tǒng)做離線數(shù)據(jù)歸檔,，從而實現(xiàn)熱溫冷冰數(shù)據(jù)全生命周期管理，在影像數(shù)據(jù)讀取效率和成本之間實現(xiàn)均衡,。

　　“利用我們構(gòu)建的大數(shù)據(jù)平臺,，我們用帶著專家意見的高質(zhì)量標(biāo)注數(shù)據(jù)進(jìn)行新一代元宇宙技術(shù)研究,，以新冠肺炎、肺癌,、乳腺癌和肝癌為特色病種,，研發(fā)了VR三維重建、X線鉬靶圖像檢測,、肝癌自動分析等基于大數(shù)據(jù)的人工智能輔助診斷和療效評估新技術(shù),，這就是我們展示的元宇宙技術(shù)應(yīng)用實例”，蔣教授表示,。

　　未來 人機融生是方向

　　智能影像診斷領(lǐng)域,，最初從圖像處理與分析開始，后來經(jīng)歷了定量成像,、作為第2意見的計算機輔助診斷,，然后從雙重圖片的開始，圖像檢索,、深度學(xué)習(xí)技術(shù)出來后，開始出現(xiàn)作為第1意見的CAD,，影像科開始討論機器是否會代替醫(yī)生,、超越人類。蔣慧琴教授提出了醫(yī)療元宇宙的未來暢想,，“未來我覺得人機融生是方向,，下一代AI PACS會成為人機融生的新模式，在人體內(nèi)部元宇宙會在微觀的方向發(fā)展,，在細(xì)胞級,、DNA級展開研究，形成微觀層面的元宇宙數(shù)字世界”,。

　　嘉賓介紹：

　　蔣慧琴,，鄭州大學(xué)教授，數(shù)字化影像技術(shù)研究中心主任,。國家“萬人計劃”專家,，科技部“創(chuàng)新人才推進(jìn)計劃”領(lǐng)軍人才。主要從事圖像存檔與通信系統(tǒng)（PACS）,，智能影像診斷系統(tǒng),，圖像引導(dǎo)外科系統(tǒng)（IGS）等人工智能領(lǐng)域的圖像處理與分析、自然語言處理,、云計算,、機器學(xué)習(xí)、模式識別等技術(shù)的研發(fā)和研究成果在醫(yī)療行業(yè)的落地應(yīng)用,。

　　蔣教授依托鄭州大學(xué)的信息工程學(xué)院,、計算機與人工智能學(xué)院,，鄭州大學(xué)一附院、五附院,、河南省人民醫(yī)院,、河南省腫瘤醫(yī)院等鄭州大學(xué)附屬醫(yī)院，以及知立康公司組建多學(xué)科,、多平臺團(tuán)隊,，推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研用緊密結(jié)合，構(gòu)建醫(yī)療大數(shù)據(jù)采集平臺,、開展重大疾病智能診療關(guān)鍵技術(shù)的研究并落地應(yīng)用,。