近日,作为医疗器械三巨头之一,GE 医疗举行了一场特殊的线上发布会,正式推出针对新冠肺炎的 CT 影像智能分析平台技术———“智赢新冠 LK 2.0”。
智赢新冠 LK 2.0 平台是一个以呼吸系统疾病为中心,基于影像基因组学原理,结合 AI 技术和图像处理、图像识别方法,提供新冠肺炎 CT 影像智能化分析的软件平台。值得一提的是,该平台主要用于科研目的,不能用于临床诊断。
会后,多位医生及 GE 医疗的高管接受了雷锋网 AI 掘金志在内的采访,详解了 LK2.0 平台的初衷与未来前景。
LK2.0 解决什么问题
影像科成为这次战“疫”前线的重要力量。
不管是新冠肺炎还是其他类型的肺部疾病,在影像科的工作流程中,医生首先要做的就是对病灶进行定位。吉林大学白求恩第一医院放射线科主任张惠茅表示,“看过大量片子之后,医生都很疲惫。很多医生都要在半夜值班,如果 AI 可以找出病变部位,告诉我们是否有病变,这是一个很有吸引力的功能点。”
其次,找出病灶后,需要把病灶勾勒出来,便于对病灶特征进行分析。然后,相比于肿瘤,新型冠状病毒肺炎的边界并不明确。
此前,在接受雷锋网采访时,依图医疗的副总裁石磊表示,“人眼难以精确分析 CT 图像 2000 个单位下的灰阶变化,对视觉不明显的病变,AI 可以提供帮助,这方面 AI 要优于人类,但是否被医生采纳,还取决于医生对 AI 提供信息的判断和 AI 提供信息的维度。”
张惠茅主任对 LK2.0 平台印象最深的点是“组学特征的可视化展现”:“除了新冠肺炎,患者并不是不存在其他病变,例如甲流、乙流、常规的早期肺癌。我们都需要结合临床数据作出诊断。如果 AI 可以帮助我们从更高维度分析所有的数据,会有很好的使用场景。”
所以,根据这些需求,GE 医疗在 LK2.0 重点做了几件事情:
对于早期无症状病患和不易发现的新冠病灶,GE 医疗将 AI 分析范围拓展到了气管、支气管部分,帮助肺部无明显形态学改变的病例,进行早期病灶识别。GE 医疗中国精准医学院副院长赵周社解释说,就目前的指南而言,对气管和支气管的变化分析比较少,所以 LK2.0 平台专门针对这两者进行定量的分析。
对于新冠中后期复杂病变,平台对肺叶进行快速智能化分割、精准定位病灶和定量评分;结合 AI 深度学习建模,进一步评估疾病进展、反映病变体积与分布,分析弥漫性病变,预测病情走势。同时,将分隔出来的特征进行影像组学的分析,从而提高检出的准确性。
对于激增的新冠病患数据,平台可对不同型号的 CT 进行数据规范化处理,统一把数据处理成 1 毫米的层厚,同时进行批量快速读片处理。
“没有精准定量,AI 无从谈起”
GE 医疗中国首席市场营销官阎华说到,GE 医疗的数字化布局,主要是从疾病出发,利用先进的数字化以及 AI 技术为临床提供服务,能够有效的迅速应对像疫情这样的突发情况。
据 AI 掘金志了解,LK2.0 的前身 1.0 版本,主要是针对肺结节、肺部炎症和肺功能损伤的定量分析。
GE 医疗中国诊断药物业务总经理戴红东向 AI 掘金志表示,此次发布的智赢新冠 LK 2.0 平台,是由 20 多位来自海内外的博士,涉及化学、影像学、临床、数学等多学科,还有将近 10 位人工智能科学家、工程师经过一个月的时间,与十几家医院合作,专门针对新冠病毒在肺部影像方面的特异性和特殊性而开发。
在戴红东看来,LK2.0 解决方案的推出,也是 GE 医疗在中国精准医学、数字化战略的一个缩影。“精准医学的概念提出后,很多年没有得到实质性的进展。但是人工智能技术的出现,为精准医学带来了更大的发展空间。”
据 AI 掘金志了解,GE 医疗在内部设立了一个精准医学院,主要分为三个中心:生物医学研究中心、人工智能研究中心和精准定量医学影像研究中心。
该院副院长赵周社表示,“我们不但要重视肿瘤、神经、心血管类疾病,我们更要重视传染性疾病,发挥人工智能技术来在精准医学中的作用。”
为什么会设立这三个部门,赵周社解释了其中的逻辑———如果疾病在形态学上没有明显变化,我们能否通过 DNA、蛋白质水平的变化,来推测出疾病的类型。
赵周社的观点很明确:研究 AI 技术,如果没有“精准定量”作为基础,一切 AI 都没有办法获得结果。所以,精准医学院要做的第一件事情就是,进行精准定量,有了精准定量作为基础,GE 医疗做的第二件事情才是 AI。
“研究院就是要用转化医学的理念,定量和分子医学以及分子影像仅仅是一个工具。AI 技术也只是帮助我们建立一个模型,模型对不对,我们需要生物医学分析来验证它。三个中心就是互相协作,来实现精准医学的目标。”
在 AI 掘金志的采访中,赵周社也透露,基于 1.0 平台,GE 医疗已经发表了一些肺损伤的文章。今年,GE 医疗将会在 2.0 平台的基础上和 15 家医疗单位合作,预计到 3 月底,还会有 15 篇 SCI 和国际期刊论文发表。
新冠肺炎研究将成为重点
新冠肺炎疫情对人们的生活造成巨大冲击,但是从另一个角度来看,也启发了更多丰富的研究思路。
作为上海长征医院影像医学与核医学科主任、中国医学影像 AI 产学研用创新联盟理事长,刘士远教授对新冠肺炎 AI 产品十分关注,而他也看好这方面的研究:“一方面是因为新冠肺炎本身的医学挑战,另一方面,这些医疗产品会有很好的延展性,新冠肺炎之后的大量肺部炎症和肿瘤的鉴别都有很强的需求。”
刘士远教授的观点得到了印证。3 月 5 日,为应对新型冠状病毒肺炎疫情,按照科学审评的原则和确保产品安全、有效、质量可控的要求,NMPA 器审中心制定了《肺炎 CT 影像辅助分诊与评估软件审评要点(试行)》的通告。
刘教授表示,“医疗 AI 的归口管理单位在积极进行新冠肺炎 AI 产品的质量标准制定、临床评价制定。影像科的医生也非常接受。因此,新冠肺炎的 AI 产品是有政府的支持、有医生的接受、有公司积极参与,相信会有很好的前景。”
当然,基于 CT 影像的肺部 AI 产品从几年前就开始研发,但是至今还没有一款产品获批,本身有其产品端的“难关”。因此,可以理解为其“子系统”的新冠肺炎 AI 产品也面临着很大的挑战。
首先,关于新冠肺炎的诊断标准还没有完全明确,基于 CT 影像的标注标准都是各家公司“各自为政”。
其次,单纯的深度学习远远解决不了肺炎 AI 产品研发的整体问题。刘士远教授表示,“肺炎比肺结节更加复杂,它的维度更多,需要考虑的因素也更多。例如,图像分割就非常困难,由此带来的算法挑战也会很大。”
最后,是产品迭代能力。前段时间,由于临床病例管理的限制,以及一线医生的参与度不够,新冠肺炎 AI 产品的迭代能力还不强。“我觉得 AI 产品尤其是新冠肺炎的产品,距离真正用于临床还有比较长的路要走,要大家一起做更多的努力。”
武汉大学中南医院影像科主任徐海波教授也谈到了新冠肺炎 AI 产品面临的一些问题。“我们现在合作研发的参照这些重症这些标准,很多参数还没有完全匹配,今后我们很有可能跟 GE 医疗公司基于 LK2.0 再次合作,科学上是无止境的。”
当然,徐海波教授看好 LK2.0 平台的前景。“未来不仅是 LK2.0,很多 AI 软件的探索之路都还很长。毕竟,我们对新冠肺炎的了解太少。SARS 已经过了 17 年,我们都还没有完全了解清楚。”
刘士远教授也对新冠肺炎 AI 产品的未来表示乐观。
“现阶段来看,疫情进入比较良好的控制形势下,希望未来在这些科研平台的基础上,为更多肺部疾病的诊断、鉴别、量化、分级,疗效评价,或者出院标准判断,提供更多维度的信息,更好地为所有的患者服务。”