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本文作者: 李雨晨 | 2020-08-18 10:20 | 專題:CCF-GAIR 2020 全球人工智能與機(jī)器人峰會(huì) |
編者按:2020 年 8 月 7 日,全球人工智能和機(jī)器人峰會(huì)(CCF-GAIR 2020)正式開幕。CCF-GAIR 2020 峰會(huì)由中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)(CCF)主辦,雷鋒網(wǎng)、香港中文大學(xué)(深圳)聯(lián)合承辦,鵬城實(shí)驗(yàn)室、深圳市人工智能與機(jī)器人研究院協(xié)辦。從 2016 年的學(xué)產(chǎn)結(jié)合,2017 年的產(chǎn)業(yè)落地,2018 年的垂直細(xì)分,2019 年的人工智能 40 周年,峰會(huì)一直致力于打造國內(nèi)人工智能和機(jī)器人領(lǐng)域規(guī)模最大、規(guī)格最高、跨界最廣的學(xué)術(shù)、工業(yè)和投資平臺(tái)。
在8月9日的醫(yī)療科技專場上,來自商湯科技研究院副院長、集團(tuán)副總裁張少霆以《新基建,新醫(yī)療,新機(jī)遇——SenseCare:賦能臨床醫(yī)療的視覺中樞》為題,分享了商湯科技在醫(yī)療新基建的背景下,所取得的一些成績和挑戰(zhàn),以及工作中的心得與實(shí)踐。
張少霆表示,商湯科技的戰(zhàn)略核心是圍繞計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)賦能百業(yè),而智慧醫(yī)療的具體產(chǎn)物則是SenseCare? 智慧診療平臺(tái)。
作為一款臨床一體化的產(chǎn)品, SenseCare? 智慧診療平臺(tái)可以落地在醫(yī)院放射科或者區(qū)域IDC數(shù)據(jù)中心,在數(shù)據(jù)不出醫(yī)院或數(shù)據(jù)中心的情況下,讓不同臨床方向的醫(yī)生只需要一臺(tái)筆記本電腦、甚至平板,僅通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽器訪問的情況下,使用所有醫(yī)療AI功能,以及醫(yī)學(xué)影像三維后處理功能,并且讓不同科室醫(yī)生讀取不同數(shù)據(jù),就可以啟動(dòng)不同的工作流,實(shí)現(xiàn)賦能全院臨床。
然而,這種場景的實(shí)現(xiàn)存在兩個(gè)問題:首先,如何利用AI對多模態(tài)多病種進(jìn)行精準(zhǔn)的檢測、分類、分割;其次,如何在不傳遞原始數(shù)據(jù)的情況下,支持全院醫(yī)生高并發(fā)的二維、三維分析需求。
在自研AI算法引擎的基礎(chǔ)上,商湯SenseCare? 智慧診療平臺(tái)相繼推出了胸部CT智能分析及手術(shù)規(guī)劃方案、胸部X線智能分析、心臟冠脈智能分析、骨腫瘤智能手術(shù)規(guī)劃、消化道病理和TCT宮頸癌精準(zhǔn)分析等臨床輔助工具。
張少霆表示,針對區(qū)域級(jí)、城市級(jí)的智慧新基建建設(shè),部署更偏向于SaaS平臺(tái)的形式,底層可以支持安全可靠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、備份機(jī)制,向上則加載數(shù)據(jù)和人工智能管理功能,同時(shí)賦能區(qū)域內(nèi)多家醫(yī)院,實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)醫(yī)療智慧化升級(jí)。
張少霆:很高興有機(jī)會(huì)跟各位匯報(bào)商湯科技在醫(yī)療方面的工作。商湯是一家很年輕的公司,到現(xiàn)在也只有五年多的歷史,但是在這段時(shí)間里,商湯已經(jīng)成長為人工智能領(lǐng)域估值最高的獨(dú)角獸企業(yè),無論是在營收還是落地方面,都處于業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的位置。
很多人都問我們一個(gè)問題,“商湯”的名字是怎么來的?在商朝成湯的年代,中國在全球處于領(lǐng)先的地位,有自己的文字。而在人工智能的紀(jì)元里面,我們能否也成為世界科技的領(lǐng)頭羊。抱著這樣的愿景,“商湯”的名字由此誕生。
商湯有底層深度學(xué)習(xí)平臺(tái)Parrots、算法技術(shù)平臺(tái)以及上層涉及各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用,從智慧城市、無人駕駛再到醫(yī)療,一系列的沉淀都是由技術(shù)驅(qū)動(dòng)。之所以可以做到這樣,是因?yàn)樵谶^去二十年時(shí)間里,“商湯科技”的前身,也就是湯曉鷗教授帶領(lǐng)的香港中文大學(xué)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了長時(shí)間的技術(shù)積累。
比如,世界十大人工智能先鋒實(shí)驗(yàn)室,湯教授的實(shí)驗(yàn)室是亞洲唯一入選的,其他都是一些在歐美業(yè)內(nèi)非常知名的實(shí)驗(yàn)室。
2018年,商湯科技被科技部授予我國首個(gè)“智能視覺新一代人工智能開放創(chuàng)新平臺(tái)”,也是國家第五大人工智能開放創(chuàng)新平臺(tái)。同年11月,湯曉鷗教授應(yīng)邀出席“習(xí)總書記民營企業(yè)座談會(huì)”,湯老師給總書記匯報(bào)的時(shí)候說到,過去我們都是談?wù)摰幕ǔ龊#F(xiàn)在有沒有可能“科技+基建”一起出海?
因此,我們集團(tuán)業(yè)務(wù)覆蓋的國家很多,以中國為核心,向日本、東南亞、中東的一系列國家都有技術(shù)輸出。
在醫(yī)療方面,我們可以做的事情很多。從服務(wù)提供方(醫(yī)院、體檢機(jī)構(gòu)等),到供應(yīng)方(藥廠、醫(yī)療器械)再到支付方(保險(xiǎn)類企業(yè))再到病患端,都有很多方向可做。
人工智能可以做什么呢?我們可以看到,有很多內(nèi)容可以被人工智能賦能,比如新藥研發(fā)、藥品推薦等等。
給大家推薦一本書——由人民出版社出版的《新基建:數(shù)字時(shí)代的新結(jié)構(gòu)性力量》。我有幸參與了這本書里關(guān)于智慧醫(yī)療內(nèi)容的編寫,可以從不同的角度思考新基建背景下智慧醫(yī)療的作用、覆蓋到哪些方面。
布局智慧醫(yī)療的時(shí)候,商湯科技在不同的板塊都有切入,但是核心還是圍繞計(jì)算機(jī)視覺技術(shù),搭建一個(gè)與影像相關(guān)的智慧診療平臺(tái),也就是SenseCare?智慧診療平臺(tái)。
這個(gè)智慧診療平臺(tái)跟大家平時(shí)看到的有什么區(qū)別?
第一、在賦能放射科單科室的基礎(chǔ)上,有沒有可能再賦能到醫(yī)院的其他臨床科室?比如骨科、呼吸科、胸外科,這些醫(yī)生平時(shí)不會(huì)坐在影像科、不會(huì)坐在工作站前,他們有沒有可能也用到人工智能的算法呢?
第二、除了輔助診斷工作以外,有沒有可能在治療、康復(fù)、隨訪等環(huán)節(jié)給臨床醫(yī)生足夠的幫助?因?yàn)榕R床醫(yī)生面對的是病患,放射科醫(yī)生更多地是支持臨床醫(yī)生,直接跟病人打交道的臨床醫(yī)生不僅要做診斷,還要給出治療方案,能不能對他們提供支持呢?
基于這樣一個(gè)理念,我們研發(fā)了SenseCare?智慧診療平臺(tái)。
簡單來說,可以落地在醫(yī)院信息科、放射科,在數(shù)據(jù)絕對不出科室的情況下,讓終端用戶也就是臨床醫(yī)生,只需要一個(gè)筆記本電腦、甚至iPad,僅通過訪問網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的情況下,不需要插件就可以應(yīng)用我們提供的所有醫(yī)療AI功能,以及醫(yī)學(xué)影像三維后處理功能,并且讓不同臨床醫(yī)生讀取不同數(shù)據(jù),從而啟動(dòng)不同的工作流,實(shí)現(xiàn)賦能全院臨床。
這里有兩大技術(shù)壁壘,首先,如何實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的檢測、分類、分割;其次,終端用戶希望有一個(gè)三維的閱片環(huán)境,很多臨床醫(yī)生跟病人交流,或者給出手術(shù)規(guī)劃時(shí),基于二維的片子上會(huì)非常困難,但在三維的結(jié)果上會(huì)更加便捷。這就要求我們在不傳遞原始數(shù)據(jù)的情況下,能夠支持一個(gè)醫(yī)院里上百位醫(yī)生同時(shí)做三維分析的需求。
打個(gè)比方,以前大家看電影的時(shí)候,都是把影片下載到本地,由媒體播放器播放,現(xiàn)在是流媒體在線看。這也是類似流媒體的技術(shù),只不過是三維數(shù)據(jù)的渲染,而且?guī)?shí)時(shí)的交互。
基于這樣的技術(shù)和人工智能算法的引擎,我們開發(fā)了一系列的應(yīng)用模塊賦能到臨床醫(yī)生。
首先來看跟肺相關(guān)的視頻,除了可以看到的肺結(jié)節(jié)的檢測和分類外,我們還提供了三維的重建以及漫游導(dǎo)航的效果,幫助臨床醫(yī)生非常直觀、便捷和深層次的分析,為病人提供更精準(zhǔn)的治療方案。
今年疫情期間,我們在SenseCare?智慧診療平臺(tái)上,一周之內(nèi)完成從數(shù)據(jù)標(biāo)注、深度學(xué)習(xí)算法,再到工作流的開發(fā),上線了新冠肺炎檢測的功能。
當(dāng)時(shí)一系列醫(yī)療AI的企業(yè)都做了類似的功能,馳援了不同的醫(yī)院,因?yàn)樾枰獛椭牡胤胶芏?,多一份力量總是更好的。我們幫助了十幾個(gè)省市的醫(yī)院完成了很多輔助診斷和復(fù)工復(fù)產(chǎn)期間的體檢工作,因?yàn)榇_實(shí)在前線出現(xiàn)了核酸檢測是陰性,但是CT判斷是疑似病例,及時(shí)進(jìn)行隔離后二次核酸檢測復(fù)陽的情況。
所以,影像AI技術(shù)在抗疫期間給前線醫(yī)生提供了很大的幫助。
這是心臟冠脈分析功能 ,同樣也是在SenseCare?智慧診療平臺(tái)上。以前這個(gè)工作非常耗時(shí),需要在后處理工作站上做復(fù)雜的手動(dòng)三維重建和分析,但是隨著人工智能的引入,可以快速完成自動(dòng)三維重建并檢測到可能的狹窄區(qū)域。
這是客戶端,上百個(gè)醫(yī)生可以同時(shí)去使用這個(gè)AI應(yīng)用,這就有別于傳統(tǒng)單機(jī)版工作站,因?yàn)獒t(yī)院不可能給每個(gè)醫(yī)生配一個(gè)工作站,但是配一臺(tái)電腦是很容易的事情。同時(shí)系統(tǒng)也提供了自動(dòng)完成膠片排版和生成結(jié)構(gòu)化報(bào)告的功能,這樣可以節(jié)省醫(yī)生的時(shí)間去做分析。
在胸部影像方向,我們還開發(fā)了DR胸片應(yīng)用。國內(nèi)的CT檢查比較多,但是海外使用DR更加普遍,因?yàn)檩椛鋭┝啃∫恍宜俣雀臁?/p>
所以,海外用戶的需求是,有沒有可能在DR的數(shù)據(jù)上進(jìn)行肺病多病(肺炎、結(jié)節(jié)等)的診斷。為此,我們開發(fā)了針對DR的輔助診斷系統(tǒng),同樣加載在SenseCare?智慧診療平臺(tái)上面。
這是骨腫瘤手術(shù)規(guī)劃,跟上海市第九人民醫(yī)院合作。左下是CT數(shù)據(jù),上邊是核磁共振,CT抓取骨頭的信息比較清晰,核磁共振抓取腫瘤的信息比較擅長。多模態(tài)的數(shù)據(jù)融合到一起生成三維模型,導(dǎo)出后做3D打印,可以幫助醫(yī)生進(jìn)行骨腫瘤的手術(shù)規(guī)劃和導(dǎo)板的設(shè)計(jì)。
這樣做有什么好處呢?比如,在以前的工作模式中,需要九院的骨科醫(yī)生、放射科醫(yī)生、3D打印工程師一起在工作站前合作,整個(gè)過程持續(xù)一到兩周以上。但是,這么長的時(shí)間周期里,腫瘤很可能會(huì)發(fā)生病變,手術(shù)計(jì)劃也會(huì)滯后。
現(xiàn)在在網(wǎng)頁上,醫(yī)生和3D打印工程師運(yùn)用SenseCare?智慧診療平臺(tái)就可以遠(yuǎn)程進(jìn)行直觀交流,在人工智能分鐘級(jí)別的計(jì)算效率之上,整個(gè)方案制定流程大約數(shù)小時(shí)就可以完成。
從產(chǎn)品角度來講,這項(xiàng)工作是比較復(fù)雜的,因?yàn)樯婕暗蕉嗄B(tài)數(shù)據(jù),中間有多個(gè)算法,包括兩種數(shù)據(jù)之間的配準(zhǔn)融合、不同的分割算法和3D重建。但是SenseCare?良好的平臺(tái)化設(shè)計(jì),在很短的時(shí)間里面就實(shí)現(xiàn)了整個(gè)工作流的打通,當(dāng)然前期投入的工程力量是巨大的。
這個(gè)例子也驗(yàn)證了類似SaaS平臺(tái)的遠(yuǎn)程方式,可以給臨床醫(yī)生提供很便捷的幫助。
接下來是病理,不同的病理圖像可能是幾十萬乘幾十萬像素級(jí)的大小,這是消化道、胃腸道癌癥篩查。數(shù)據(jù)從頭到尾都在服務(wù)器上,但是通過網(wǎng)頁瀏覽器的方式,我們會(huì)有更為流暢的體驗(yàn):幾個(gè)G大小的圖片能夠遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)閱片,在不傳輸原始數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,還可以進(jìn)行疑似癌癥區(qū)域的檢出。
我們在上海市第一人民醫(yī)院落地以后,在兩萬多個(gè)病人數(shù)據(jù)上進(jìn)行測試,并且以醫(yī)生的報(bào)告為標(biāo)準(zhǔn)做比對。在84%篩陰率的情況下,到目前為止一例漏檢都沒有發(fā)生,這些工作的背后都有一系列論文的支持。
同樣,我們把算法進(jìn)一步延伸到TCT上,在合作醫(yī)院也進(jìn)行了落地。
剛才上面提到的例子,更多的是偏向單個(gè)醫(yī)院的部署和合作環(huán)境,因?yàn)镾enseCare?智慧診療平臺(tái)是一個(gè)SaaS平臺(tái)的部署形式。我們還為它特地開發(fā)了云化的方案,底層支持安全可靠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、備份恢復(fù)機(jī)制,向上則加載數(shù)據(jù)和人工智能的管理功能,幫助區(qū)域級(jí)多家醫(yī)院得到人工智能的賦能。
回到剛才這張圖,區(qū)域級(jí)SenseCare?智慧診療平臺(tái)需要5G的支持,原因是數(shù)據(jù)的傳輸、特別是影像數(shù)據(jù)的傳輸很耗帶寬,做SaaS服務(wù)的時(shí)候,需要三維的渲染,而且平臺(tái)還要同時(shí)支持幾百個(gè)醫(yī)生,在我們看來這是已知的瓶頸。
算法層面的問題可以想辦法進(jìn)行解決,但是帶寬層面沒有特別好的辦法,最終還是要跟5G進(jìn)行結(jié)合。
今天簡單給大家介紹了一下商湯智慧醫(yī)療在醫(yī)學(xué)影像方面的工作,影像跟很多板塊有關(guān)聯(lián)性,比如手術(shù)導(dǎo)航、高值耗材和手術(shù)機(jī)器人等。同時(shí),醫(yī)療板塊非常大,一家公司不可能做完。
所以,我們希望與不同企業(yè)的力量、不同醫(yī)院的力量一起合作,共同探索這個(gè)領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)共贏,真正的普惠大眾。雷鋒網(wǎng)
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