撰文丨王聪
编辑丨王多鱼
排版丨水成文
2016年,人工智能(AI)围棋程序AlphaGo战胜围棋世界冠军李世石,这一消息轰动世界,也让全世界认识到了AI的强大潜力。
就在同一年,国际顶尖医学期刊《美国医学会杂志》(JAMA)发布了首个具有里程碑意义的AI医疗算法【1】,能够通过AI从视网膜眼底照片中检测糖尿病性视网膜病变,特异性和灵敏度堪比专业眼科医生。
此后短短几年时间里,AI+医疗已经得到了快速进步,美国食品药品监督管理局(FDA)也批准了多款AI+医疗设备或软件上市,用于健康监测/预警、病理诊断、疾病筛查,以及智能机器人等领域不断取得令人惊喜的突破。在未来几年里,AI有望广泛重塑医学【2】。
我国医疗发展面临的挑战
我国人口众多,患者服务需求大,而医疗资源分布不均、地区间医生水平差距大。此外,我国医疗数据资源存在孤岛现象,跨机构数据流通较为困难。
医疗资源供需矛盾,是国医疗行业面临的根本问题,这也成为我国医疗发展的主要驱动力。AI+医疗的快速发展,将为我国医疗行业发展和变革带来新的机遇。
如果能提供统一、标准、科学、准确率高的AI辅助诊断平台,并实现安全、保密的数据共享,将有助于解决我国目前面临的医疗资源分布不均以及医疗数据资源孤岛现象。
华为基于昇腾AI基础软硬件平台构建了昇腾AI产业生态,引领医疗、能源、制造、交通等多行业的智能化发展,推动AI+医疗的应用和落地,提升医疗服务水平。
昇腾AI助力AI+医疗落地
昇腾AI助力智慧病理诊断系统
病理报告是疾病诊断的“金标准”,但传统病理切片分析依赖病理医师的高强度工作,加之国内病理医师紧缺,病理诊断行业的时效性提升空间巨大。
广州锟元方青医疗科技有限公司(简称“锟元方青”)依托昇腾AI基础软硬件平台,构建了智慧病理诊断系统。2022年8月,该系统完成了与全场景AI框架昇思MindSpore的兼容性测试,并获得由华为颁发的技术认证书。该系统将AI技术、数字化硬件设备与软件信息化建设相结合,实现了病理诊断全流程标准化、数字化和智能化,为病理诊断领域发展注入强劲动力。
锟元方青智慧病理诊断方案
目前,锟元方青智慧病理诊断系统已在南方医科大学南方医院、开平市中心医院等全国数十家医院成功商用落地,以在宫颈液基细胞病理诊断中的应用为例,可实现15类宫颈细胞的病变分类,敏感性大于99%,排阴率大于80%;帮助医师读片时间从10分钟降至10秒,效率提升60倍;同时支持7×24小时无间断自动化运行,自动抓取可见异常,实现数据0遗漏。
昇腾AI加速宫颈癌筛查
宫颈癌是常见的妇科恶性肿瘤,据世界卫生组织国际癌症署(IARC)发布了2020年全球癌症负担数据,宫颈癌是全世界女性新发病例数第六的癌症,也是中国女性新发病例数第六的癌症。2022年1月,国家卫健委发布《宫颈癌筛查工作方案》,要求到2025年底,实现适龄妇女宫颈癌早筛率达70%以上。然而,过去的10年里全国仅完成了1.3亿人次的宫颈癌早筛工作,筛查率为35%。如何通过新技术大幅加速宫颈癌筛查,成为如期完成目标的当务之急。
深思考人工智能(iDeepWise)依托昇腾AI硬件平台(Atlas 300I Pro 推理卡),推出了人工智能宫颈细胞学辅助筛查解决方案——“深思考-巧思”。凭借Atlas 300I Pro推理卡强劲的AI推理和视频编解码能力,“深思考-巧思”在模型、算法工程、系统等方面做了大量调优工作,实现了在同等精度下让机器阅片速度提升23%。在宫颈癌前低度鳞状上皮内病变(LSIL)及以上无漏诊、腺细胞异常识别及精准TBS诊断系统分级上均做到了目前国内唯一的顶尖水准。
“深思考-巧思”不仅能有效缓解病理医生的稀缺、诊断质量不均衡等问题,更能提高宫颈癌早筛时的诊断准确率,降低漏诊误诊率。
昇腾AI助力颅内微创手术机器人系统
深部脑组织手术异常困难和危险,而且缺乏类似“达芬奇”这样的手术机器人帮助神经外科医生实现微创式颅内灵活手术操作。
2022年9月,中国科学院香港创新研究院人工智能与机器人创新中心刘宏斌教授等研发的MicroNeuro颅内微创手术机器人成功完成了国际首例深位颅内活检手术人体实验 。
MicroNeuro系统基于全球首个三模态大模型“紫东.太初”和柔性机器人两大核心技术,紫东·太初大模型基于昇腾AI和昇思MindSpore AI框架,可实现图像、文本、语音的高效协同。大模型在获取柔性机器人传递的视觉、触觉信号后,自动完成跨模态融合,从而实现神经外科手术的自主理解;并在VR技术的加持下让大脑内部结构一目了然,帮助柔性机器人实现纤细柔性手术工具在颅内的精准控制,控制手术误差小于1mm。从而实现在大幅减小对脑组织的创伤情况下,更安全与快速地完成颅内深部的病变治疗。
基于多模态大模型的神经外科手术场景理解
在可预见的未来,基于昇腾AI的MicroNeuro颅内微创手术机器人系统将会在临床场景得到极为广泛的应用,辅助全球各地的医生们更及时准确地判断病情。
昇腾AI让智能内镜成为医生的第三只眼
消化内镜检查就是目前发现胃肠癌等消化道肿瘤最常用最有效的筛查手段,在早期阶段得到筛查诊断的消化道肿瘤患者的5年生存期可达90%。然而,由于内镜检查质量不过关、内镜医师稀缺、检查水平参差不齐等原因,我国部分地区早期消化道肿瘤的诊断率仍然偏低。
武汉楚精灵医疗科技有限公司(简称楚精灵)基于昇腾AI基础软硬件平台,打造了人工智能消化内镜解决方案——内镜精灵,实现内镜精准质控和分级诊疗,为医生开启“第三只眼”。
人工智能消化内镜中心解决方案
相关测试结果显示,内镜精灵能在人工智能算法(DCNN)的辅助下进行200幅胃镜图像的胃早癌检测,其对恶性肿瘤的诊断准确率为92.5%。截至2022年4月11日,内镜精灵协助医师发现早癌及癌前病变累计5996例,实现了通过AI助力消化道癌症的早发现、早诊断、早治疗。
AI+医疗快速发展、未来可期
如今,AI+医疗在大规模部署方面取得了相当大的进展,基于AI的病理诊断、辅助治疗产品也正在加速普及和应用,整体呈现出蓬勃发展的态势。此外,AI制药、AI蛋白质结构预测等领域同样突飞猛进,AI正在以前所未有的速度和效率改变整个生物医药领域。
AI(人工智能)是国家的创新发展战略,医疗也是国家未来的重点投入方向。AI+医疗不仅是医疗现代化的趋势,也已经展现了巨大的发展潜力。在我国医疗资源分布不均的大背景下,AI+医疗的应用和普及将成为解决这一难题的重要方式。
在合作伙伴和开发者的共同努力下,昇腾AI正在不断突破向上,加速AI落地医疗领域的“最后一公里”,为解决当前AI+医疗领域面临的一些重大挑战、提升中国医疗服务水平提供了源源不断的动力。
参考文献:
1.https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/2588763
2.https://www.nature.com/articles/nature21056