3秒內(nèi)完成新冠肺炎定量篩查！全國首個抗疫AI影像系統(tǒng)是怎樣煉成的？

魚羊 發(fā)自 凹非寺
量子位 報道 | 公眾號 QbitAI

1月28日，大年初四，“胸部CT新型冠狀病毒肺炎智能評價系統(tǒng)”，正式在上海公共衛(wèi)生臨床中心上線。

這是抗疫大戰(zhàn)打響以來，全國第一個投入一線使用的AI影像系統(tǒng)。

它承載的是AI的技術、力量和希望。

其后，該系統(tǒng)的顯著效用得到驗證，于是又緊鑼密鼓地被迅速部署到武漢大學人民醫(yī)院、華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬協(xié)和醫(yī)院、武漢大學中南醫(yī)院……都是最被需要的地方。

在往常，衡量AI影像系統(tǒng)的核心指標是效能比：降低多少成本、提高多少效率。

而這次，與之賽跑的是死神，這套AI影像系統(tǒng)節(jié)約的每一秒，都是生命呼吸的聲音。

打造這套AI系統(tǒng)的依圖專家團隊，自然也深知這一點，這是他們大年三十那晚吹響加班號角的原因。

依圖如何開啟戰(zhàn)疫模式？

戰(zhàn)“疫”第一槍，在大年三十打響。

石磊，依圖醫(yī)療副總裁，醫(yī)學博士、碩士生導師。上海市醫(yī)療圖像與醫(yī)學知識圖譜人工智能重點實驗室常務副主任、浙江省肺癌診治技術研究中心專家、原浙江省腫瘤醫(yī)院放射科副主任兼科教科副科長，曾任浙江省癌癥中心肺癌篩查專家組組長。

他說，由于職業(yè)和經(jīng)驗的原因，在疫情爆發(fā)后，他就判斷醫(yī)療資源會變得高度緊張，成為防控的重大挑戰(zhàn)之一。

而一個高效準確的AI系統(tǒng)，無疑能夠真正緩解一線醫(yī)生的疲憊高壓，幫助醫(yī)生以更高的效率實現(xiàn)診斷、評價。

“我們第一時間就在想可以為疫情做點什么？”

而就在這個關口，一直都有合作的上海公衛(wèi)臨床中心，也找到了依圖。

并且?guī)砹烁唧w明確的需求：

讓AI影像系統(tǒng)，參與到新冠病毒病灶定量分析及療效評價中來，進一步提升評級的效率和準確率。

上海公衛(wèi)臨床中心，全稱是上海市公共衛(wèi)生臨床中心，是國內(nèi)傳染病領域權威機構之一、上海區(qū)域新冠肺炎重點收治單位，身處一線，壓力如山。

CT是肺炎診斷最重要的檢查，當時已經(jīng)被用于新冠病毒肺炎的篩查。

但現(xiàn)實困難也非常明顯：單人單次檢查至少會產(chǎn)生400幀左右的胸部CT影像，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)一標準。

為了準確定量分析，可以采用傳統(tǒng)手工勾畫ROI的方法，但這需要2-3小時，甚至更長時間，效率低，在當前一線醫(yī)生工作負荷極重的情況下，臨床無法應用。

如果能讓AI在此發(fā)揮作用，對于疫情防控，無異于能提供一支穩(wěn)定強悍的鐵軍。

只是當這個方案在除夕當晚被明確后，背負著期望的鐵軍，還需要人肉一分一秒堆積。

戰(zhàn)斗就這樣開始了。

假期中夜以繼日戰(zhàn)“疫”

大年三十開啟“戰(zhàn)疫模式”，并非易事。

石磊透露，戰(zhàn)“疫”第一槍打響時，依圖員工們基本都已經(jīng)進入了假期狀態(tài)，有一些員工甚至人在國外。

但疫情緊迫，哪怕有時差，哪怕遠程辦公溝通效率打了折扣，戰(zhàn)“疫”團隊還是迅速組織了起來，首批規(guī)模就達上百人。

雖然臨時來重任，但依圖平時的技術底子打的穩(wěn)，在此時發(fā)揮作用。

石磊說，因為依圖團隊平時積累了良好的協(xié)作默契，團隊之間分工明確，在遠程辦公受限的條件下，還是實現(xiàn)高效的信息傳遞。

不同地區(qū)、不同條件，不同崗位，沒有成為問題。

更大的挑戰(zhàn)，其實是在技術、產(chǎn)品層面。

那時疫情挑動了全社會的神經(jīng)，AI產(chǎn)品投入一線，當然是越快越好。

但一方面相關數(shù)據(jù)有限，另一方面，醫(yī)院一線抗疫工作繁忙緊張，在高壓的工作態(tài)勢下，沒有時間留給AI系統(tǒng)在實踐中去打磨，更不能像日常產(chǎn)品研發(fā)一樣，指望醫(yī)生在工作之余對產(chǎn)品設計進行指導反饋。

石磊提到，面對這樣艱巨任務，依圖此前著力攻關的小樣本數(shù)據(jù)訓練技術就發(fā)揮了作用。

醫(yī)療場景本身就是一個樣本量相對小，個體差異比較大的特殊場景。依圖很早就開展了技術攻關，將小樣本數(shù)據(jù)訓練，遷移、增強算法作為技術攻關和技術儲備的重點。

另外，敏捷開發(fā)、快速迭代的開發(fā)模式，也給研發(fā)團隊提出了更高的要求：團隊必須具備快速學習的能力，在平時對臨床需求的積累之上，跟上疫情發(fā)展的變化，快速迭代產(chǎn)品。

得益于依圖醫(yī)療團隊深厚的醫(yī)學背景——石磊本人就是醫(yī)學博士、肺癌診治技術研究中心專家——以及依圖在醫(yī)療AI領域的深厚積累，在醫(yī)生用很短的時間把關鍵信息傳達出來之后，依圖方面能快速理解領會，從而指導、迭代產(chǎn)品設計。

最終，短短4天之后，抗疫以來第一套AI影像系統(tǒng)，正式投入一線使用，而且效果卓絕、反饋很好。

但石磊也回憶說，疫情之下，產(chǎn)品打造之后的“部署”，一度也帶來新挑戰(zhàn)。

那時候，各地都已啟動疫情一級響應，交通管制給前場部署造成了一定的困難。特別像在武漢，依圖沒有辦法像往常一樣，把服務器拉到現(xiàn)場去部署。

幸好之前業(yè)務落地中積累的底子，再次發(fā)揮作用，讓依圖實現(xiàn)了快速部署、遠程部署。

主要從三大方面：

一是平臺化方式部署；

二是集成功能，也就是說，新增的任何功能都必須和原有平臺契合，像積木一樣能夠即插即用；

三是與醫(yī)院、政府緊密配合，最大化運用自身的異地部署和遠程維護能力。

在這樣的技術積累之下，疫情爆發(fā)后，依圖真正做到了把關鍵技術第一時間應用到急需的場景當中。

大年三十啟動緊急研發(fā)，正月初四即完成新冠肺炎智能評價系統(tǒng)的初版上線，在完成臨床初步驗證后，將該系統(tǒng)部署到了疫情防控任務最為緊急的武漢大學人民醫(yī)院、華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬協(xié)和醫(yī)院、武漢大學中南醫(yī)院、荊州市第一人民醫(yī)院4家醫(yī)院并上線使用……部署過程耗時不到24小時。

這都是疫情壓力最大一線醫(yī)院，那里的醫(yī)護人員都在夜以繼日——用生命拯救生命。

石磊透露說，依圖醫(yī)療團隊常年與醫(yī)院打交道，對疫情一線的醫(yī)護壓力感同身受。

所以在戰(zhàn)疫模式下，團隊員工也像一線醫(yī)護人員一樣，夜以繼日。

研發(fā)、產(chǎn)品團隊每天最后的反饋信息，往往都是在后半夜發(fā)出的，戰(zhàn)斗到后來，甚至變成了凌晨五六點鐘。

其后新一天太陽升起，“戰(zhàn)友”補上，交接工作，繼續(xù)推進，整個項目夜以繼日，加上有些同事身處不同時區(qū)，堪稱“日不落”。

苦不苦？苦。累不累？累。

但石磊說，沒有同事多說過一句任務需求之外的話，“就像在做一件平常的事，每個人都想為抗擊疫情貢獻一份力量”。

而“貢獻之力”得到一線反饋后，才是更令人動容的時刻。

“全靠依圖活命了”

這次依圖火線抗疫，最終提供的是三大產(chǎn)品方案。

除了依圖醫(yī)療影像AI，還有24小時在線、提供疫情知識科普和癥狀自篩查等服務的小依醫(yī)生。

依圖方面解釋，影像AI不必多言，依圖的技術和產(chǎn)品落地之前已是業(yè)內(nèi)公認領先，但出于疫情防控，依圖還想做得更多。

因為在整個防控場景中，疫情包括醫(yī)院內(nèi)和醫(yī)院外兩個環(huán)節(jié)：

• 在院內(nèi)，要幫助醫(yī)生提高診療環(huán)節(jié)效率、準確率；
• 在院外，也要考慮為健康人群進行健康教育和宣講，幫助高危和疑似人群進行自診和快速判斷，以及隔離管理數(shù)據(jù)的及時上報等等。

所以最終一線抗疫，依圖一體三用：一個AI引擎為核心，三大產(chǎn)品落地。

最終的落地效果和反饋，也讓公司上下激動不已。

首先是AI影像系統(tǒng)。

之前已經(jīng)講過，對于新型冠狀病毒性肺炎嚴重程度的分級及療效評價是臨床關注的重點。定量評價有利于醫(yī)生對于病人病情的評價。

而一個高效準確的AI系統(tǒng)，能夠真正緩解一線醫(yī)生的壓力，幫助醫(yī)生以更高的效率實現(xiàn)診斷、評價。

于是依圖AI影像系統(tǒng)部署后，通過AI圖像算法，實現(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重程度進行分級。

利用這個新AI系統(tǒng)，醫(yī)院實現(xiàn)了病變區(qū)域的自動檢測，在2-3秒之內(nèi)就能完成定量分析——極大提升了精準定量分析的效率 。

也就是說，AI不僅能做定量分析，并且在病人做完CT的第一時間，AI系統(tǒng)就能判斷出病患是否有肺炎可能，及時反饋給醫(yī)生。

如此一來，還避免了病人在醫(yī)院內(nèi)活動造成的交叉感染，有利于疫情防控。

另一個顯著的優(yōu)勢是，在實際治療當中，新冠肺炎患者2-4天就需要接受一次CT檢查，并進行前后CT圖像的比對，判斷病情發(fā)展。

對于醫(yī)生而言，這也就意味著要把全肺每一個病變進行前后對比，非常耗時費力。而AI，則能在很短的時間內(nèi)完成精準定量，判斷總體病變變化情況。

當然，醫(yī)用系統(tǒng)，不僅要高效，更需要穩(wěn)定可靠。

據(jù)上海市公共衛(wèi)生臨床中心反饋，將依圖AI影像系統(tǒng)與醫(yī)院70多例新冠肺炎病例的病情評估結果相比較，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)的定量分析與醫(yī)生的評價結果接近（相關性研究中R = 0.87，p < 0.001），顯示出了高穩(wěn)定性的診斷質(zhì)量。

而來自一線醫(yī)生的反饋，則更為生動直接。

系統(tǒng)部署完成后，不少醫(yī)生興奮地給依圖反饋：“早來幾天就好了”、“終于等到你們了”。

甚至——

全靠依圖活命了。

目前，除了疫區(qū)一線里的主要醫(yī)院，依圖為新冠病毒肺炎打造的AI影像系統(tǒng)，還在上海市公共衛(wèi)生臨床中心、上海市第七人民醫(yī)院、溫州醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院、荊州市第一人民醫(yī)院、浙江大學醫(yī)學院附屬第二醫(yī)院、四川省人民醫(yī)院等近20個省級行政區(qū)50多個公共醫(yī)療機構完成部署，為每一個地區(qū)，派去最強醫(yī)療支援。

而小依醫(yī)生和智能刷臉終端，則主要針對醫(yī)院之外的防疫任務。

為了滿足爆發(fā)增長的健康知識宣教、癥狀自測、在線分診掛號等需求，幫助人們快速獲取全面、權威的新冠肺炎疫情知識，及時進行自我健康評估，依圖醫(yī)療迅速研發(fā)上線了新冠肺炎智能鑒別服務——24小時在線的智能助手小依醫(yī)生。

小依醫(yī)生，主要將健康人群中的健康教育和宣講，高危、疑似人群的自診和快速判斷，社區(qū)隔離管理信息數(shù)據(jù)的上報，以及確診病患入院后的銜接，系統(tǒng)地串聯(lián)起來。

通過小依醫(yī)生，可以方便查詢疫情相關信息，進行新冠肺炎自診；有就醫(yī)需求時，能快速查詢附近發(fā)熱門診；還能進行同程患者查詢，小區(qū)疫情查詢，快速進入患者求助通道等。

并且，依圖已經(jīng)免費開放接口，供醫(yī)療機構，尤其是重點疫區(qū)的醫(yī)療機構接入。

此舉亦贏得了各級政府及衛(wèi)健委等主管部門的大力支持。

目前，小依醫(yī)生已經(jīng)奔赴大江南北，遍及湖北、上海、遼寧、福建、四川、廣東、河南等十幾個省市，登陸數(shù)十個政府官方平臺及幾十家各級醫(yī)療機構，助力疫情防控。

此外，依圖智能刷臉終端系列產(chǎn)品也陸續(xù)在各地“上崗”，無接觸式設備終端具備測溫功能及增強戴口罩情況下的人臉識別，降低人們在公共場所中接觸傳播感染的可能性。

把社會擔當寫入每一行代碼

在采訪最后， 我們也問石磊博士——在這場特殊的項目中，有考慮過“成本”嗎？

畢竟雖然抗疫是大義，但公司發(fā)展有諸多因素要考量——特別是依圖還是一家創(chuàng)業(yè)公司。

石磊回答果斷：沒有。

他說甚至在我們提問之前，他和依圖內(nèi)部，都沒有考慮過這個問題，在整個過程中，他們想的都是如何利用自己所學所能，為疫情抗擊提供幫助。

或許也正是這樣的出發(fā)點，讓依圖成為了第一家拿出AI影像方案的抗疫企業(yè)。

其后，阿里達摩院等更多組織也都參與進來，把AI技術的力量，部署到了更多醫(yī)院一線，部署到了更廣泛的抗疫防護中。

在此次疫情中，病毒無情肆虐，但也讓依圖等AI技術力量展現(xiàn)出平時鮮被關注的那一面。

更多時候，他們是學術的一面、技術的一面，用產(chǎn)品改變世界的那一面。

但疫情之下，他們把平時扎實的技術快速部署到醫(yī)護一線，把社會責任和道義寫入每一行代碼。

抗疫需要什么，他們就打造什么，國家需要什么，他們就貢獻什么。

AI大者，為國為民。

如果你還知道此次抗疫中其他技術之力的故事，也歡迎留言告訴我們?？挂咭欢〞倮K會春暖花開，致敬所有為抗疫貢獻的人們~

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