近日,作為醫療器械三巨頭之一,GE 醫療舉行了一場特殊的線上發布會,正式推出針對新冠肺炎的 CT 影像智能分析平臺技術———“智贏新冠 LK 2.0”。
智贏新冠 LK 2.0 平臺是一個以呼吸系統疾病為中心,基于影像基因組學原理,結合 AI 技術和圖像處理、圖像識別方法,提供新冠肺炎 CT 影像智能化分析的軟件平臺。值得一提的是,該平臺主要用于科研目的,不能用于臨床診斷。
會后,多位醫生及 GE 醫療的高管接受了雷鋒網 AI 掘金志在內的采訪,詳解了 LK2.0 平臺的初衷與未來前景。
LK2.0 解決什么問題
影像科成為這次戰“疫”前線的重要力量。
不管是新冠肺炎還是其他類型的肺部疾病,在影像科的工作流程中,醫生首先要做的就是對病灶進行定位。吉林大學白求恩第一醫院放射線科主任張惠茅表示,“看過大量片子之后,醫生都很疲憊。很多醫生都要在半夜值班,如果 AI 可以找出病變部位,告訴我們是否有病變,這是一個很有吸引力的功能點。”
其次,找出病灶后,需要把病灶勾勒出來,便于對病灶特征進行分析。然后,相比于腫瘤,新型冠狀病毒肺炎的邊界并不明確。
此前,在接受雷鋒網采訪時,依圖醫療的副總裁石磊表示,“人眼難以精確分析 CT 圖像 2000 個單位下的灰階變化,對視覺不明顯的病變,AI 可以提供幫助,這方面 AI 要優于人類,但是否被醫生采納,還取決于醫生對 AI 提供信息的判斷和 AI 提供信息的維度。”
張惠茅主任對 LK2.0 平臺印象最深的點是“組學特征的可視化展現”:“除了新冠肺炎,患者并不是不存在其他病變,例如甲流、乙流、常規的早期肺癌。我們都需要結合臨床數據作出診斷。如果 AI 可以幫助我們從更高維度分析所有的數據,會有很好的使用場景。”
所以,根據這些需求,GE 醫療在 LK2.0 重點做了幾件事情:
對于早期無癥狀病患和不易發現的新冠病灶,GE 醫療將 AI 分析范圍拓展到了氣管、支氣管部分,幫助肺部無明顯形態學改變的病例,進行早期病灶識別。GE 醫療中國精準醫學院副院長趙周社解釋說,就目前的指南而言,對氣管和支氣管的變化分析比較少,所以 LK2.0 平臺專門針對這兩者進行定量的分析。
對于新冠中后期復雜病變,平臺對肺葉進行快速智能化分割、精準定位病灶和定量評分;結合 AI 深度學習建模,進一步評估疾病進展、反映病變體積與分布,分析彌漫性病變,預測病情走勢。同時,將分隔出來的特征進行影像組學的分析,從而提高檢出的準確性。
對于激增的新冠病患數據,平臺可對不同型號的 CT 進行數據規范化處理,統一把數據處理成 1 毫米的層厚,同時進行批量快速讀片處理。
“沒有精準定量,AI 無從談起”
GE 醫療中國首席市場營銷官閻華說到,GE 醫療的數字化布局,主要是從疾病出發,利用先進的數字化以及 AI 技術為臨床提供服務,能夠有效的迅速應對像疫情這樣的突發情況。
據 AI 掘金志了解,LK2.0 的前身 1.0 版本,主要是針對肺結節、肺部炎癥和肺功能損傷的定量分析。
GE 醫療中國診斷藥物業務總經理戴紅東向 AI 掘金志表示,此次發布的智贏新冠 LK 2.0 平臺,是由 20 多位來自海內外的博士,涉及化學、影像學、臨床、數學等多學科,還有將近 10 位人工智能科學家、工程師經過一個月的時間,與十幾家醫院合作,專門針對新冠病毒在肺部影像方面的特異性和特殊性而開發。
在戴紅東看來,LK2.0 解決方案的推出,也是 GE 醫療在中國精準醫學、數字化戰略的一個縮影。“精準醫學的概念提出后,很多年沒有得到實質性的進展。但是人工智能技術的出現,為精準醫學帶來了更大的發展空間。”
據 AI 掘金志了解,GE 醫療在內部設立了一個精準醫學院,主要分為三個中心:生物醫學研究中心、人工智能研究中心和精準定量醫學影像研究中心。
該院副院長趙周社表示,“我們不但要重視腫瘤、神經、心血管類疾病,我們更要重視傳染性疾病,發揮人工智能技術來在精準醫學中的作用。”
為什么會設立這三個部門,趙周社解釋了其中的邏輯———如果疾病在形態學上沒有明顯變化,我們能否通過 DNA、蛋白質水平的變化,來推測出疾病的類型。
趙周社的觀點很明確:研究 AI 技術,如果沒有“精準定量”作為基礎,一切 AI 都沒有辦法獲得結果。所以,精準醫學院要做的第一件事情就是,進行精準定量,有了精準定量作為基礎,GE 醫療做的第二件事情才是 AI。
“研究院就是要用轉化醫學的理念,定量和分子醫學以及分子影像僅僅是一個工具。AI 技術也只是幫助我們建立一個模型,模型對不對,我們需要生物醫學分析來驗證它。三個中心就是互相協作,來實現精準醫學的目標。”
在 AI 掘金志的采訪中,趙周社也透露,基于 1.0 平臺,GE 醫療已經發表了一些肺損傷的文章。今年,GE 醫療將會在 2.0 平臺的基礎上和 15 家醫療單位合作,預計到 3 月底,還會有 15 篇 SCI 和國際期刊論文發表。
新冠肺炎研究將成為重點
新冠肺炎疫情對人們的生活造成巨大沖擊,但是從另一個角度來看,也啟發了更多豐富的研究思路。
作為上海長征醫院影像醫學與核醫學科主任、中國醫學影像 AI 產學研用創新聯盟理事長,劉士遠教授對新冠肺炎 AI 產品十分關注,而他也看好這方面的研究:“一方面是因為新冠肺炎本身的醫學挑戰,另一方面,這些醫療產品會有很好的延展性,新冠肺炎之后的大量肺部炎癥和腫瘤的鑒別都有很強的需求。”
劉士遠教授的觀點得到了印證。3 月 5 日,為應對新型冠狀病毒肺炎疫情,按照科學審評的原則和確保產品安全、有效、質量可控的要求,NMPA 器審中心制定了《肺炎 CT 影像輔助分診與評估軟件審評要點(試行)》的通告。
劉教授表示,“醫療 AI 的歸口管理單位在積極進行新冠肺炎 AI 產品的質量標準制定、臨床評價制定。影像科的醫生也非常接受。因此,新冠肺炎的 AI 產品是有政府的支持、有醫生的接受、有公司積極參與,相信會有很好的前景。”
當然,基于 CT 影像的肺部 AI 產品從幾年前就開始研發,但是至今還沒有一款產品獲批,本身有其產品端的“難關”。因此,可以理解為其“子系統”的新冠肺炎 AI 產品也面臨著很大的挑戰。
首先,關于新冠肺炎的診斷標準還沒有完全明確,基于 CT 影像的標注標準都是各家公司“各自為政”。
其次,單純的深度學習遠遠解決不了肺炎 AI 產品研發的整體問題。劉士遠教授表示,“肺炎比肺結節更加復雜,它的維度更多,需要考慮的因素也更多。例如,圖像分割就非常困難,由此帶來的算法挑戰也會很大。”
最后,是產品迭代能力。前段時間,由于臨床病例管理的限制,以及一線醫生的參與度不夠,新冠肺炎 AI 產品的迭代能力還不強。“我覺得 AI 產品尤其是新冠肺炎的產品,距離真正用于臨床還有比較長的路要走,要大家一起做更多的努力。”
武漢大學中南醫院影像科主任徐海波教授也談到了新冠肺炎 AI 產品面臨的一些問題。“我們現在合作研發的參照這些重癥這些標準,很多參數還沒有完全匹配,今后我們很有可能跟 GE 醫療公司基于 LK2.0 再次合作,科學上是無止境的。”
當然,徐海波教授看好 LK2.0 平臺的前景。“未來不僅是 LK2.0,很多 AI 軟件的探索之路都還很長。畢竟,我們對新冠肺炎的了解太少。SARS 已經過了 17 年,我們都還沒有完全了解清楚。”
劉士遠教授也對新冠肺炎 AI 產品的未來表示樂觀。
“現階段來看,疫情進入比較良好的控制形勢下,希望未來在這些科研平臺的基礎上,為更多肺部疾病的診斷、鑒別、量化、分級,療效評價,或者出院標準判斷,提供更多維度的信息,更好地為所有的患者服務。”