人工智慧和3D列印如何幫助患者？

每個人都擁有獨一無二的身體,每個人發病的原因同中有異。我們每一個人都渴望 「精準醫學」,通過診斷精確找到病在何處、如何發生、如何治療。醫學的歷史就是不斷走向精準:100年前,是聽診器、三大常規手術刀、止血鉗;80年前,有了可見肺部和關節變化的X光;40年前,演進到CT;如今,則有核磁彩超、機器人、PET-CT、微創、手術導航、遠程等。數字醫學帶來的精準治療無疑將成為新的生長點。

當我們擁有了數字化人體,國內數字醫療影像市場的中高端份額目前多被跨國企業所壟斷,隨著青島數字醫學在山東的崛起和推廣,我們擁有了走向世界的發端。那麼?青島數字醫學和3D列印領域,醫生是如何運用人工智慧,為患者診斷和治療的呢?3月15日,首屆青島大學附屬醫院數字醫學與臨床3D列印學術研討會召開,在青島大學附屬醫院副院長董蒨,青島大學附屬醫院院長助理、科研管理部主任牛海濤,青島大學附屬醫院院長助理、醫務部主任李環廷等專家主持下,首次系統生動地闡述了數字醫學在青島乃至山東的應用。

數字醫學繪製精準「軍用地圖」

盧雲——青島大學數字醫學與計算機輔助手術研究院副院長山東省數字醫學與計算機輔助手術重點實驗室副主任青島大學附屬醫院普外科副主任

青島大學附屬醫院與海信醫療聯合研製的海信虛擬內窺鏡顯示系統(HisenseENDO)是結合CT影像數據,通過對胃腸道腫瘤進行虛擬內鏡系統三維數字模擬成像,實現對胃腸道腫瘤發生部位進行早期精準「定位」,同時通過大量數據分析智能比較良惡性腫瘤CT圖像特徵間的差別,幫助臨床醫生對腫瘤進行更為客觀的定性乃至定量分析,來實現腫瘤的自動檢測及良惡性判別,實現胃腸道腫瘤良惡性自動識別,並對腫瘤實現無創性的「定性」診斷,已取得了良好的臨床效果。盧雲教授已收到國際「第十二屆世界胃癌年會 」 (the 12th InternationalGastric CancerCongress, IGCC)的正式邀請,將在今年四月份舉行的世界胃癌大會上就該項研究做主題發言。

同時盧雲教授帶領的科研團隊通過應用海信CAS系統對胃腸道腫瘤的相應HENLE血管進行可視化三維重建模擬,可以在手術前精準判斷腫瘤周圍血管走行及變異,並依據周圍血管的精細三維重建結果決定胃癌根治術、右半結腸癌根治術等手術的手術方式及清掃範圍,這好像在手術之前給主刀醫生繪製了一幅精準的「軍用地圖」,在保證安全切除的基礎上,儘可能保留正常組織,減少術中創傷,以期達到精準手術,真正實現「微創」治療,有效加快患者術后康復。目前他們團隊對胃腸道腫瘤HENLE乾的細緻分型,已被國際著名醫學雜誌收錄並應用。

人工智慧實現精準手術

陳永健——海信醫療研發部副部長、醫學影像所所長青島大學數字醫學與計算機輔助手術研究院副院長

現在去醫院看病,如果病情稍微複雜點,醫生都會讓去拍個片。這些片子就是患者個體的身體截圖,很抽象。一般影像科醫生在學校里培訓五年,還要在醫院影像科培訓多年才具有獨立診斷能力。而且臨床醫生現在也要求能夠看懂這些片子。這就帶來一個問題,大家都願意去有名的醫院找有名的醫生,但好醫生的資源畢竟是有限的,而依靠深度學習、大數據分析的卻能夠完美地解決這些問題。

一個肝膽腫瘤要確定手術方案,醫生需要清楚地知道腫瘤的邊界,與血管是壓迫、侵犯,還是僅僅只是挨著,這些都將導致不同的手術方案。人工智慧系統,根據大數據分析的結果從這些抽象的影像中來提取出腫瘤的具體邊界在哪兒、腫瘤的體積,以及肝臟的體積、肝臟的邊界、周邊的血管如靜脈、門脈、動脈走形,還有膽道等各個方面跟腫瘤的關係,就像黑匣子一樣的東西變成完全透明化地展示在了醫生面前。它自動計算出來的殘肝體積和占肝的百分比都是相符的,符合手術要求,而這些指標對是否能做手術,手術后是否有嚴重的併發症,都是非常相關的重要參數。

這就是青大附院與海信合作研發的CAS計算機輔助系統。所謂的精準外科手術,就是通過基於人工智慧的計算機輔助手術技術,輔助醫生規劃最優的手術路徑,實現對病人最小的創傷,最大程度加速病患的康復。

數字化影像時代到來

徐文堅——青島大學附屬醫院放射科主任山東省醫學會數字醫學分會副主委

現在的醫學檢查,主要是在細胞病變或癌變之後,而細胞癌變之前的醫學診斷,需要更加數字化的精準檢查和診斷。這也是徐文堅對數字化醫學影像時代的期盼。

倫琴發現X線為放射學的發展奠定了基礎,在其後的100餘年中,隨著各種新型成像技術不斷出現及改進,放射學由單純的X線成像發展到包括CT、MRI、超聲、核醫學、計算機放射成像(CR)、數字放射成像(DR)等各種數字化成像技術的現代影像學階段。成像技術的改進,同時也引起了包括思維模式、工作流程、管理方式等一系列改變與挑戰,20世紀70年代初期CT的問世,成為傳統放射學步入現代影像學時代的革命性標誌,在其後的時期里逐漸出現了各種各樣的成像技術,但根本進展為影像醫學的數字化,後者使得醫學影像學進入了迅猛發展的時期。

徐文堅說,醫學影像學的發展進步大大提高了醫生的診斷水平,而根據影像進行初步診斷直接影響手術方案設計、關乎預后。而目前常用的不同成像數據只能反應不同層次的信息,不同影像學檢查各有優缺點,單一模態成像精確診斷困難。以分子化影像學等為代表的數字化影像醫學則是影像學的未來,將能做到早期精準檢出、定位、定性、分期、分級,可將現有信息進行再挖掘,實現高度敏感、特異、準確的影像,助推精準醫學時代到來。