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盡管全國疫情向好，但世界范圍內的疫情形勢仍然嚴峻。正如華山醫(yī)院感染科主任張文宏教授所說：“疫情今夏結束基本已不可能！”與此同時，科技力量也成為全球抗擊疫情的“生力軍”，全面賦能醫(yī)療機構。
近日，中山大學孫逸仙紀念醫(yī)院副院長林天歆在廣東省疫情防控新聞發(fā)布會上宣布，其牽頭開發(fā)了基于胸片和胸部?CT 的新型冠狀病毒肺炎 AI 篩查和輔助診斷系統(tǒng)，20 秒可完成 CT 診斷，診斷準確率達到了 90%以上。與之前阿里達摩院研發(fā)的 AI 影像識別算法（20 秒診斷、96%準確率）的效果相近。
此外，四川大學華西醫(yī)院、復旦大學、南開大學、阿里健康等多家醫(yī)療機構和企業(yè)也公布了 AI 輔助診斷系統(tǒng)的研發(fā)成功。
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水平相當于省三甲醫(yī)院副教授
據悉，該新冠肺炎 AI 篩查和輔助診斷系統(tǒng)是由中山大學孫逸仙紀念醫(yī)院聯合廣東省實驗室、清華大學、澳門科技大學以及康睿智能科技有限公司聯合進行攻關。團隊收集了來自廣東、湖北、安徽、新疆、黑龍江等地部分醫(yī)院的新冠肺炎病例相關數據，最終在 50 萬份臨床影像學大數據基礎上，根據深度學習、遷移學習等 AI 技術，建立了基于胸部 CT 和 X 光的新冠肺炎 AI 輔助診斷系統(tǒng)。
林天歆介紹稱，傳統(tǒng)的人工閱片存在著速度比較慢、基層的醫(yī)生經驗不足容易漏診等現象。根據以往 AI 開發(fā)的經驗，人工智能技術的輔助有助于提高閱片醫(yī)生的工作效率和準確性。相對于人工閱片，該系統(tǒng)有三個優(yōu)勢：
首先，能夠快速地診斷新冠肺炎，但同時也保持了它的準確性。以往有經驗的影像科醫(yī)生看一個患者的 CT 大概要花 15 分鐘到 20 分鐘，而這個 AI 輔助系統(tǒng)可以在 20 秒內就完成 1 例患者 CT 的檢測和診斷，并且準確率可以達到 90%，這個水平相當于一個省級三甲醫(yī)院影像科副教授的水平。
其次，該系統(tǒng)還具有把病情的嚴重程度進行分級，預測疾病轉歸的功能。這個系統(tǒng)可以對胸部 CT 的每一個層面的結節(jié)、磨玻璃影和實變進行自動的識別、標注、定量分析。病情的嚴重程度跟患者的吸氧頻度、吸氧飽和度、酸堿平衡以及肝功能、凝血功能等都有密切關系，所以系統(tǒng)可以幫助醫(yī)生來判斷患者會不會從普通型轉變成重型、從重型轉變成危重型，這樣就有利于醫(yī)生及早地來進行干預，來降低患者的死亡率。
此外，該系統(tǒng)能夠協助醫(yī)務人員進行藥物療效的評估。系統(tǒng)可以對同一個患者用藥前后的 CT 影像進行分析對比，通過定量計算，看看這個病灶在用藥前后是不是有變化，判斷藥物是否有效，指導臨床的用藥。
目前，這套 AI 輔助診斷系統(tǒng)已在中國科學院國家生物信息中心的云平臺線上部署，并且已在中山大學孫逸仙紀念醫(yī)院、中山大學附屬第三醫(yī)院、武漢大學人民醫(yī)院、安徽醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院和新疆喀什地區(qū)第一人民醫(yī)院進行測試和使用，接下來將盡快在全省、全國推廣應用。
林天歆還透露，目前研究小組正在解決系統(tǒng)穩(wěn)定性，很快就可以在武漢金銀潭醫(yī)院、同濟醫(yī)院等使用，以后還將上線外語版本。國外的醫(yī)療機構可以通過云平臺連接到 AI 系統(tǒng)使用。
用深度學習篩出最具診斷意義的 8-10 個特征
據悉，在疫情爆發(fā)后，廣東省干細胞和再生醫(yī)學重點實驗室緊急啟動了該項目。
由于核酸檢測耗時長、咽拭子取材不當影響檢出率等原因，胸部 CT 成了新冠肺炎臨床診斷的重要依據。自第五版新冠肺炎診療方案開始，CT 診斷就被納入了臨床診斷標準中。
而 CT 閱片的難點主要來自三點：第一，一套胸部 CT 片子有近 300 個切面，閱片量極大。第二，基層醫(yī)院，甚至部分市級醫(yī)院，由于新發(fā)病例不多，醫(yī)生通過胸部 CT 診斷新冠肺炎的準確性有待提高。第三，觀察療效時，需要花費大量時間逐層對比前后兩次 CT。因此，引入人工智能進行輔助診斷成為勢在必行。
隨著臨床診斷數據的積累，新冠肺炎的影像學大數據特征日益明晰。據悉，新冠肺炎 AI 篩查和輔助診斷系統(tǒng)的原理是在大數據的基礎上進行歸納總結和應用。
根據新冠肺炎、其他病毒性肺炎、細菌性肺炎、其他肺部疾病以及正常胸部 CT 影像及其標準設置針對性算法，在此基礎上進行深度學習，從幾千個影像特征中篩選出最具有診斷意義的 8-10 個特征；最后利用上述特征與算法對各類胸部 CT 進行分層診斷：一是區(qū)分正常、肺炎和其他疾病，二是在肺炎基礎上，再分為病毒性肺炎和細菌性肺炎，第三是將病毒性肺炎再分為新冠肺炎和非新冠肺炎。最后輸出結果為新冠肺炎或非新冠肺炎。
AI 抗疫全面開花
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無獨有偶，四川大學華西醫(yī)院的 AI 篩查與輔助診斷系統(tǒng)也在近日上線。
依托于“疾病流行病學大數據研究平臺”，華西醫(yī)院與四川希氏異構公司聯合研發(fā)了“肺部多病變 CT 影像 AI 篩查與輔助診斷系統(tǒng)”。其匯聚了近 20 家醫(yī)療機構的醫(yī)學研究支持，由華西醫(yī)院放射科影像專家完成了臨床確診病例的遴選和標注。
3 月 13 日，該系統(tǒng)進行了實際運行測試。測試結果表明，系統(tǒng)運行良好，能夠秒級發(fā)現疑似病變，包括“肺結節(jié)、肺癌、結核、病毒性肺炎、細菌性肺炎”等病癥的影像特征，使醫(yī)生工作量成倍減少。與此同時，系統(tǒng)還能對患者不同時期的胸部 CT 特征做出定量分析和對比，幫助醫(yī)生進行疾病進展預測。該系統(tǒng)還可以免費供國內外有需求的醫(yī)療機構研究性使用。
同時，另有多家科研團隊加入了 AI 輔助診斷新冠肺炎行列。例如，復旦大學計算機科學技術學院和大數據研究院聯合上海市公共衛(wèi)生臨床中心放射科研發(fā)的系統(tǒng)在 2 月 21 日開始聯試聯調；南開大學計算機學院程明明教授團隊聯合北京推想科技有限公司研發(fā)的系統(tǒng)至今已運行 50 余天，并出口日本；北京實驗室與北京清華長庚醫(yī)院等單位的聯合團隊建成了人工智能 3D 重建引擎，能將傳統(tǒng) CT 醫(yī)學影像數據自動分割重建為三維立體模型并顯示在真實空間中……由此可見，相關技術已經多地全面開花。
此外，阿里健康也宣布，在國內數十家基層醫(yī)院接入了 CT 影像 AI 輔助篩查技術。這項技術由阿里達摩院醫(yī)療 AI 團隊設計，基于當前最新的診療方案、鐘南山等多個權威團隊發(fā)表的關于新冠肺炎患者臨床特征的論文等研發(fā)。
2 月 15 日，在早期訓練數據不足的情況下，達摩院團隊僅基于 5000 多個病例的 CT 影像樣本數據就成功研發(fā)出算法模型，通過 NLP 自然語言處理回顧性數據、使用 CNN 卷積神經網絡訓練 CT 影像的識別網絡，AI 可以快速鑒別新冠肺炎影像與普通病毒性肺炎影像的區(qū)別，識別準確率高達 96%，識別病例耗時不到 20 秒。達摩院還與阿里云研發(fā)了輔助診斷算法，算法能根據患者基本信息、癥狀、實驗室檢查結果、流行病學史、影像報告等信息，輔助醫(yī)生制定治療方案。
3 月 13 日，阿里健康宣布，上述技術在國內數十家基層醫(yī)院完成部署。天臺縣人民醫(yī)院常務副院長裘銀虹介紹稱，天臺醫(yī)院日常每天要進行 700 多次 CT 檢查，而在采用 AI 輔助篩查技術的兩周內，已有近千例肺部 CT 由 AI 進行分析，大幅提升了診斷效率。3 月 17 日，達摩院醫(yī)療 AI 在武漢火神山醫(yī)院上線。截止至 17 日，系統(tǒng)已在全國 160 多家醫(yī)院上線，臨床診斷 26 萬病例。
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國家高度重視
值得一提的是，人工智能在疫情防控中的重要作用得到了國家的高度重視。在 3 月 16 日出版的第 6 期《求是》雜志 發(fā)表了重要文章《為打贏疫情防控阻擊戰(zhàn)提供強大科技支撐》。
文章強調，人類同疾病較量最有力的武器就是科學技術，人類戰(zhàn)勝大災大疫離不開科學發(fā)展和技術創(chuàng)新。要把疫情防控科研攻關作為科技戰(zhàn)線的一項重大而緊迫任務，綜合多學科力量，統(tǒng)一領導、協同推進，在堅持科學性、確保安全性的基礎上加快研發(fā)進度，盡快攻克疫情防控的重點難點問題，為打贏疫情防控人民戰(zhàn)爭、總體戰(zhàn)、阻擊戰(zhàn)提供強大科技支撐。
文章指出，要統(tǒng)籌病毒溯源及其傳播途徑研究，搞清楚病源從哪里來、向哪里去。利用病毒蛋白和不同受體的結合特征，評估可疑動物作為中間宿主的可能性，利用人工智能、大數據等新技術開展流行病學和溯源調查，提高精準度和篩查效率。
如今，科技創(chuàng)新早已融入各行各業(yè)，尤其在醫(yī)療行業(yè)中，以人工智能、大數據等為首的前沿科技正賦能這個傳統(tǒng)行業(yè)向智能化邁進。盡管在此次疫情防控中，人工智能只是輔助診斷的方法之一，并未深入醫(yī)療領域的核心，但依舊展現出巨大的價值，大大提升了效率和準確率，未來必將得到更廣泛的應用和發(fā)展。
