數坤科技欲打造為人類醫生助力的“數字醫生”
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数坤科技欲打造为人类医生助力的“数字医生”

數坤科技欲打造為人類醫生助力的“數字醫生”

和訊網 ·  2021/09/29 13:34

前不久,由中國產學研合作促進會組織編寫的《創新 使命 擔當——中國產學研合作百佳示範企業》一書在京發佈,數坤科技成功入選中國產學研合作百佳示範企業。該書的發佈得到了國務院國資委、中國科協、中國產學研合作促進會所屬100多個產學研協同創新平臺及有關部門的高度重視,受到廣大企業及產學研界的熱切關注。

數坤科技自主研發了領先的醫學AI 神經網絡,圍繞“數字人體”的核心技術戰略,已經成功推出“數字心”“數字腦”“數字胸”“數字腹”“數字肌骨”等數字醫生產品組合,為心臟病、腦卒中、癌症等人類首要危急重慢病提供智能篩查、精準診斷和治療方案。

如今,數字醫生平臺產品應用於超1200家醫院,被臨牀醫生們日常高粘性使用,很多患者可能都曾接受過“數字醫生”的診療。作為一款被臨牀醫生愛不釋手的臨牀工具,其研發企業也被中國產學研合作促進會列入創新百佳的示範企業,那麼,在人工智能技術的驅動下,數字醫生平臺到底是如何煉成的,如何成長為醫療領域的一場跨時代變革?

憑藉醫工結合集體智慧首創全球心臟AI

2017 年,數坤科技成立並開始着手研發第一個產品。經過和影像專家們的深入訪談,最後公司決定從冠脈CTA開始。冠脈CTA被定位為穩定型冠心病影像檢查的“看門人”,臨牀上有大量的檢查需求。而在影像科,處理一個冠脈CTA通常需要花費半個小時以上時間。繁瑣的圖像後處理和對每根血管都需要精確評估,使得冠脈CTA檢查的出報告時間偏長,這也直接導致每天都接診做檢查的患者有限,通常預約檢查需要很長的時間。

心血管的難度在於沒有公開數據,之所以如此,首先是該數據標註困難:動脈、靜脈不規則,血管細小,標註難度大,醫生們經常是單單標註冠脈就要花費兩三個小時。此外,從數據集的構建到整個診斷過程的人工智能化,包括全流程,心血管需要把一整套東西做下來,其中涉及數十個算法,既包括傳統算法,也包括深度學習的算法。相對肺結節,不在一個量級上,它是從病灶到一個疾病的過程。經過4個月打磨,第一個模型製成。

2017 年12 月,為進一步驗證和迭代產品,數坤科技開始與北京友誼醫院展開合作。和楊正漢教授的團隊繼續打磨迭代產品。產品原型在友誼醫院試運行後,很快收到了醫生的反饋。醫生希望在影像中除了把主要血管分支識別出來,並且要求能夠把1.5 毫米的末端血管也識別出來。這個要求對技術的挑戰是非常大的。為了攻克這個難題,數坤整個團隊都搬到友誼醫院去上班,和友誼醫院的專家們形成了一個醫工結合的團隊。每天研究算法效果,獲得醫生反饋後及時迭代算法方案。

數坤科技克服了挑戰,立春前後,迎來轉機。安貞醫院、鄭州大學第一附屬醫院、武漢中心醫院等十幾家醫院的合作和驗證,又讓模型的能力更上臺階。既提高了模型對不同類型數據的泛化性,又能吸取醫生們對產品的建議。每個星期也會請醫生來講課,講冠脈的一些基礎知識和診斷。同時,還提供平臺給醫生們演示,讓他們用,醫生們提供出越來越多的迭代建議。

相比已經廣泛應用的初期影像AI 產品,動輒成百上千張的冠脈CTA 圖像對算法要求更高,識別起來更加困難、耗費時間更多。而這些困難,卻是人工智能的強勢點。為此,數坤科技與不同醫院合作,構建了能夠處理不同設備、不同掃描標準下影像的深度神經網絡模型,並基於此全面打造了數坤心血管AI 系統。能夠應用於絕大多數冠脈CTA 影像,完成標準化、精細化血管重建,同時給出相應的診斷報告。

不斷更新換代完善數字人體技術平臺

在數坤科技的第一代AI 產品出爐時,該AI 只能測量血管的狹窄程度,進行相應的後處理。而到了第二代AI,鈣化積分、斑塊分析等功能學評估逐漸加入其中,數坤科技能夠給予醫生更為全面的數據參考。接下來的第三代AI,數坤科技嘗試將AI 的作用延伸向手術導航、耗材選型,完成人工智能從“診斷”到“診治”的跨越。

數坤科技一方面開始順着新冠肺炎疫情的需求開發肺炎診斷系統,另一方面它的研發方向由原有的心血管向心腦血管擴充,希望能夠真正解決困擾中國居民的腦卒中篩查問題。

數坤科技隨後研發了頭頸CTA 智能輔助診斷系統、CT 腦灌注智能分析系統,通過場景擴充以探尋更為精準的診斷。至今為止,除了已有的智能血流儲備分數CT FFR測量系統、主動脈智能輔助診斷系統,數坤科技開發了頭頸CT 智能輔助診斷系統,將AI 範疇由心血管轉向全系血管。

2020 年10 月,首都醫科大學宣武醫院盧潔教授團隊與數坤科技合作的頭頸CTA重建研究被Nature 子刊收錄。該研究使用了18259 例頭頸CTA 數據集,對超過一億血管區域進行了AI 勾畫與分割。結果顯示,AI的重建影像質量表現合格率為92.1%。CerebralDoc成功地將處理時間從14.22 ± 3.64分鐘降至4.94±0.36分鐘,時間縮短約65.3%,點擊次數從115.87 ± 25.9 次降至4 次,使用5 個月後所需的醫生從3 人減少至1 人。

2021年,數坤科技推出肝臟MR人工智能產品,由北京友誼醫院放射科主任楊正漢教授團隊等研發人員與數坤科技共同研究開發,旨在解決複雜的肝臟疾病診斷問題。楊正漢教授指出,“全球範圍內,從發表的論文來看,僅有少數論文涉及到肝臟MRI+AI, 而且都是單一任務的研究。肝臟MRI AI系統是一個整體診斷方案,有望在肝臟局灶病變MRI智能診斷方面取得突破。”

數坤科技的科研成果並不侷限於模態的延伸,在產品的丰度上,其也取得了長足的進展。

區域智慧醫療影像雲平臺是數坤科技助力中國主動預防型公共衞生防控體系變革的重要產品。對於區域居民,無須大小病初診都前往中心醫院,就近就醫也能享受到“專家級別的醫療服務”。

新冠肺炎疫情防控期間,數坤科技第一時間聯繫湖北的醫院,組織精鋭研發力量,經過10 余天的艱苦努力,成功研發新冠肺炎智能影像分析系統。系統研發完成後在湖北多家定點救治醫院上線,並捐贈給了雷神山醫院。在新冠肺炎疫情防控關鍵時期,北京市科委協調了市衞生健康委、市醫管中心等單位,推動數坤科技新冠肺炎AI 在北京地壇醫院、北京佑安醫院、北京小湯山醫院等多家定點醫院部署上線。

讓數字醫生成為人類醫生的助力者

對於工程師和醫生來説,彼此行業知識是互不精通的,人工智能算法的研究則需要兩個領域知識的配合。為此,數坤科技的工程師們在“開工”前,都要經過“住院”這一關,讓他們更好地理解醫療場景及如何與醫生保持更好地溝通。

與傳統設備不同,人工智能的研發,醫生的參與感更強,每一個細微的成長都傾注了數坤科技和醫生的心血。也是在這個過程中,雙方有了不同的成長,在他們看來,人工智能並不是醫生的助手,而是醫生工作中的同行者。

在這種認知下,醫生的內心已經從使用者上升到了創造者,無論是在數據的標準上,還是在產品的應用上,全部都會嚴格要求,從而做出讓自己認可的產品。

2020 年,數坤科技推出了“數坤學苑”,在線上為眾多年輕醫生提供了人工智能的理解和使用的寶貴經驗,希望通過這種共贏的方式,可以讓人工智能更好的完成臨牀應用。

醫療AI 行業的跨越式發展,為解決基層患者就診難、基層醫療發展難的情況找到了一條可行道路。醫學影像AI 產品可以成為醫生的超級助手,減輕臨牀醫生的負擔,彌補基層醫療醫生短缺的情況,提升醫療診斷效率。

在數坤科技的成長和發展過程中,無處不在地伴隨着數坤科技研發團隊與醫生們的無縫配合,數坤科技產品的研發迭代,全部源自醫生和研發團隊們在使用AI 過程中的使用經驗和深度學習,這也使數坤科技從誕生到成長都一直處在產學研創新前沿,不斷與醫生們共同創造AI時代的人類集體智慧,讓數字醫生始終站在產學研醫的最前端。

(責任編輯:郭健東 )

譯文內容由第三人軟體翻譯。


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