北京2022年12月(yue)9日 /美(mei)通社/ -- “時間就是(shi)生(sheng)命”,沒有(you)哪(na)個時刻(ke)會比搶(qiang)救(jiu)過(guo)程更能印證(zheng)這句話(hua)。分秒必爭、先(xian)行一(yi)步……在救(jiu)護過(guo)程中(zhong)縮短時間、提高診治效率,有(you)些(xie)人的命運或許就會被改(gai)變。
45歲的王大成是一名社區工作(zuo)人員(yuan)。一天,他(ta)出現左手(shou)活動不靈的癥狀并(bing)逐漸加重,但是他(ta)沒(mei)有在意,依然堅(jian)守崗位。在夜(ye)班執勤(qin)過程中突發癱瘓,被交接班的同事發現,緊急送到吉林大學(xue)第(di)一醫(yi)院,進入腦卒中綠色(se)通(tong)道(dao)救治。初步查體后,醫生判斷王大成發病(bing)時間較長,需要盡快救治。
在這個過(guo)程中,人工智能(neng)參(can)與進來,輔助醫生3分鐘內完成(cheng)影像數(shu)據分析(xi),多學科一體化得(de)出治(zhi)療方案(an)對病人(ren)進行機械取栓(shuan)手術,用最大努力把患者從終身癱瘓和死亡邊緣拉(la)了回來。依靠(kao)綠色通(tong)道(dao)、平臺技術的支撐,他們打贏了這場(chang)“生命(ming)爭奪戰”。
3分鐘!與(yu)時間賽跑,人工智能參與(yu)“生命借力(li)”
腦(nao)卒中的救治,是一(yi)場與時(shi)間的賽跑,腦卒(zu)中患者救(jiu)治每(mei)延誤一(yi)分鐘,就會(hui)有190萬個(ge)腦細胞(bao)受(shou)損,因此,腦(nao)卒(zu)中(zhong)的救治有非常嚴格的時間窗。要(yao)在(zai)窗(chuang)口(kou)期之內必須做出(chu)一個(ge)治療方案,這(zhe)對相當(dang)一部分醫生(sheng)來(lai)說(shuo),并非易事。特別(bie)是(shi)患者(zhe)發病6小時(shi)以(yi)后,其腦組(zu)織大部分區域遭到破壞,而基層醫生診斷能力不足,加上臨床(chuang)缺乏可靠準確(que)的(de)自動化評估工具,無(wu)法(fa)精準識別患(huan)者(zhe)的(de)核心梗死區以(yi)及無(wu)法(fa)判斷出還可以(yi)挽救(jiu)的(de)腦組(zu)織區域,很多腦卒中的病(bing)例診(zhen)斷(duan)時間可(ke)能達到100分鐘,導(dao)致治(zhi)療率遲(chi)遲(chi)無法提高(gao)。從(cong)2015年至今(jin),我國急性腦梗死(si)(si)再(zai)灌注治療率(lv)遠低于(yu)歐美國家水平,發病(bing)4.5小時內且沒(mei)有(you)禁忌癥的(de)急性腦梗死(si)(si)患者(zhe)靜脈溶栓的(de)實際(ji)執行(xing)率(lv)只(zhi)有(you)22.9%。
浪潮和(he)元腦左手伙伴(ban)開發(fa)的人工智能醫學影像輔助系(xi)統應用于(yu)腦卒中,可能會改變(bian)這(zhe)一(yi)局面(mian)。通常腦卒中診(zhen)斷給影像科的時間僅有15-20分鐘(zhong),該(gai)系統可以精確(que)完成梗死病(bing)灶的(de)檢出(chu),并根據不(bu)同(tong)的(de)醫療(liao)需(xu)求完成血(xue)供區域(yu)(yu)、分(fen)水嶺區域(yu)(yu)和(he)結構區域(yu)(yu)的(de)自動化(hua)、智(zhi)能(neng)化(hua)、快速(su)分(fen)割(ge),從而實現梗死病(bing)灶的(de)快速(su)定(ding)性和(he)定(ding)量分(fen)析,多重區域(yu)(yu)同(tong)步分(fen)割(ge)模(mo)型(xing)的(de)準確(que)率達到97.5%,能夠(gou)在3分(fen)鐘內提供參考診斷(duan)報告。
先(xian)進醫(yi)療下沉 人工智(zhi)能讓更多人(ren)受益(yi)
我國是卒(zu)中(zhong)(zhong)大(da)國,每年新發(fa)卒(zu)中(zhong)(zhong)病人超(chao)過(guo)300萬[1]。在我國醫院收治的(de)神經系統疾病患(huan)者中,卒(zu)中患(huan)者占比高達66.5%[2]。病人(ren)面臨著(zhu)健康威脅(xie),醫生也面臨著(zhu)難題。
腦卒中(zhong)診(zhen)斷(duan)治療是技術,更是經驗。培養一個高資質的腦卒中醫生往往需要10年時(shi)間。我(wo)國幅員遼闊,醫療發展水平地域差距較大,這(zhe)樣的(de)醫(yi)生往往集中于發達地區的(de)三甲醫(yi)院,廣大的(de)邊(bian)緣(yuan)地區醫(yi)生水(shui)平(ping)、經驗都亟待提(ti)高,這(zhe)也是我國腦卒中治療情(qing)況(kuang)不(bu)理想(xiang)的(de)直接原因。
人(ren)工智能醫(yi)(yi)(yi)學影(ying)像(xiang)輔助系(xi)統(tong)的(de)出現(xian)(xian),正在改善(shan)這一現(xian)(xian)狀(zhuang)。腦卒(zu)中的(de)詳細診斷主要依(yi)靠影(ying)像(xiang),人(ren)工智能醫(yi)(yi)(yi)學影(ying)像(xiang)輔助系(xi)統(tong)完全可以把最好的(de)醫(yi)(yi)(yi)生診斷經(jing)驗(yan)固化(hua)為(wei)算法和(he)解(jie)決方(fang)案,用“設備下(xia)鄉”的(de)方(fang)式來解(jie)決基層醫(yi)(yi)(yi)療機(ji)構的(de)腦卒(zu)中診斷問題(ti),相比于醫(yi)(yi)(yi)生下(xia)鄉,無論可行性、效率(lv),都高得多。
現代科技(ji)為醫療(liao)均等化的(de)實現開辟了新途徑。
AI醫療,算(suan)力、算(suan)法、數據缺一不可(ke)
在王(wang)大成案例中所使用的人(ren)工智能(neng)輔助分析醫療產品,基于神經病學研究和治療全球領(ling)先醫院的上萬例臨床影(ying)像數據訓(xun)練(lian)而成。醫(yi)院不僅擁有海量的(de)臨床影像數據,而且治療水平也極(ji)高,我國腦卒中再灌注(zhu)治療復發率為25%,國際(ji)水平為7%,該醫院(yuan)的治療復發率遠低(di)于國(guo)際(ji)水平(ping)。
人(ren)工智能模型深(shen)度學習醫院(yuan)資深(shen)臨床專家的(de)診療技術,支持多(duo)模態(tai)影像自動分析,包括(kuo)CTA(CT血管成(cheng)像)/CTP(CT灌注成(cheng)像)分析、核磁分析等(deng),滿足不同等(deng)級醫院的(de)設備條(tiao)件(jian)需求,能輔助臨床醫生做出更(geng)好(hao)的(de)治療決策。
數據、算法(fa)兩(liang)大(da)維度已(yi)發(fa)力,但如果沒(mei)有強(qiang)勁的“動力”帶動二者運轉也無法(fa)做到高效。浪潮智慧算力為AI真正實現醫療輔助提供了根本保障。
算力瓶頸,AI參與(yu)診斷真正(zheng)進入臨床
一般人(ren)(ren)可能不清楚的是(shi)(shi),人(ren)(ren)工智能算法不僅是(shi)(shi)程序員寫出來的,也(ye)是(shi)(shi)消耗海量算力“算”出來的。人(ren)(ren)工智能模(mo)型(xing)開發(fa)(fa)完成以(yi)后(hou),需要(yao)進行大(da)量的數據訓練(lian)。相當于開發(fa)(fa)的模(mo)型(xing)是(shi)(shi)一個(ge)(ge)嬰兒,訓練(lian)過程就是(shi)(shi)這個(ge)(ge)嬰兒長大(da)成為專家的過程。
醫療影(ying)像系(xi)統(tong)每(mei)次(ci)訓練都需要幾百(bai)GB的(de)數據量,浪潮信息為伙(huo)伴提(ti)供的(de)訓練平(ping)臺每秒可完成(cheng)近千億億次(ci)訓練。需要注意(yi)的(de)是(shi),人需要不(bu)斷的(de)學(xue)習(xi)(xi)和成(cheng)長,AI系統也一樣,需要學(xue)習(xi)(xi)最新(xin)的(de)病例,不(bu)斷學(xue)習(xi)(xi),這也意(yi)味著,AI系統可能(neng)要“終生學(xue)習(xi)(xi)”,持(chi)續需要龐大的(de)算力來(lai)“喂養”。
當然,在(zai)實際應用部署(shu)時,這套系(xi)統(tong)也(ye)需要強大的算(suan)力平(ping)臺(tai)來(lai)減少計算(suan)耗(hao)時,雖然部署(shu)情況不(bu)同(tong),但(dan)是每(mei)套系(xi)統(tong)的峰(feng)值(zhi)算(suan)力水平(ping)也(ye)在(zai)幾百億(yi)億(yi)次的超高水平(ping)。
浪潮信息解決的不(bu)僅是算力問題,還有(you)方案的開發和部署難題。AI系統的開發和(he)訓練需要多人協作。 所(suo)以,浪潮不(bu)僅提供了AI算力(li)平臺,還提供了(le)AI資(zi)(zi)源(yuan)管理平臺AI Station,對(dui)計算力資(zi)(zi)源(yuan)進行統一、高效的(de)管理,支持了伙伴數十位工(gong)程師同時使用計算平臺,顯著提升了(le)資(zi)源使用率與訓練效率,GPU使用率(lv)(lv)由原來的30%上升(sheng)為(wei)75%,大大節約(yue)了算(suan)力(li)成本(ben),同時又(you)提(ti)升(sheng)了效率(lv)(lv):主要模型(xing)訓練(lian)速度提(ti)升(sheng)10倍以上,訓練(lian)時間由2周多(duo)降為(wei)2天(tian)。
憑借優質的數據來源(yuan)、領先的算(suan)法(fa)模型和強勁的算(suan)力平臺,通(tong)過(guo)不斷新病例的分析(xi)訓練,這套人工智能醫學影像輔(fu)助(zhu)系(xi)統在算力的支撐下(xia),正在不(bu)斷自我迭代、不斷升級,提高準確率(lv)。
AI對現代醫療的(de)(de)影(ying)(ying)響遠不止于此,浪(lang)潮信息也聯手美國西北(bei)大學(xue)開發人工智(zhi)能NLP系統來識別需要隨訪的(de)(de)放(fang)射影(ying)(ying)像檢查報告,此項成(cheng)果發表在了(le)《新(xin)英格(ge)蘭醫學(xue)催化劑雜志(zhi)》子刊(NEJM Catalyst)上。
醫(yi)療的(de)目的(de),不僅是救活病(bing)人,更(geng)高的(de)目標是讓病(bing)人恢(hui)復健康(kang),回歸社會,回歸生活。
時間的(de)縮(suo)短是(shi)技術發揮作(zuo)用的(de)重要體現,也(ye)依(yi)然是(shi)這點讓(rang)王大成(cheng)的(de)故事有(you)了圓滿的(de)結局。同時,我國醫療(liao)資源缺(que)乏且分布不均衡(heng),基層(ceng)醫療(liao)力(li)量薄弱,臨(lin)床+人(ren)工智能的交叉應用,將高質量的(de)臨床數(shu)據(ju)轉化為普(pu)適(shi)的(de)經驗,輔助基層醫生快速精準完成影像數(shu)據(ju)分(fen)析、降低漏診誤診、提升醫生工作(zuo)效率(lv)造福更多患者……在推進我國(guo)醫療均質化的過程中,更大范圍造福百姓生命健康。
信息來(lai)源:
[1]中國腦血管病臨床管理指南,第289頁
[2]人工智能在卒中診療的研究和應用:曙光初現,任重道遠;中國卒中雜志,2020年3月