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哈尔滨:30秒出结果 AI自动标注新冠肺炎病灶点

2020-04-24 12:57:28 来源:哈尔滨新闻网   记者:万佳

 

5人,14天,30秒。

  15名科研人员用14天的时间研发出的AI(人工智能)识别系统,能在30秒内准确标注出新冠肺炎影像中的炎症。

  在这组惊人的数字背后,是哈尔滨高校老师邱兆文带领平均年龄只有28岁的科研团队,在科技抗击新冠肺炎战“疫”中奋力疾驰的缩影。

  从2月1日陆续接到几家医院的求助电话,到2月12日自主研发的黑龙江省医学影像远程会诊系统上线,到4月15日新冠肺炎CT影像智能标注与定量分析系统第一次运行,东北林业大学信息与计算机工程学院副教授邱兆文和科研团队刷新了自身科研攻关的最快速度。

  搭建专家与基层医生的医疗影像云服务平台

  面对新冠肺炎疫情发展的形势,如何排除、确认疑似病例成为基层医疗单位遇到的难题。有的病人核酸检测结果为阴性,但胸部CT影像高度疑似新冠肺炎,特别是对早期患者来说,及时确诊、尽早确定治疗方案显得尤为重要,因此CT成像已被用作确认新冠肺炎的主要诊断手段。但是医生阅片工作量大,而且患者的胸片都不一样,即便是同一人的胸片,不同医生也可能得出不同的结论。

  今年1月末,泰来县人民医院崔院长向东北林业大学信息与计算机工程学院副教授邱兆文发出求助。早在2016年,由邱兆文创办的黑龙江拓盟科技有限公司就在国内上线一款医疗影像云服务平台,使用该套系统的医生戴上MR眼镜,可以观看虚拟的器官3D模型,用于复杂手术规划和导航。

  截至2019年,该系统已经在广东省人民医院、北京安贞医院、哈医大一院等50家医院应用推广。

  此次,崔院长希望邱兆文创办的云平台,为县级医院与大城市三甲医院搭建医生间的互助通道。“这次增加的是在线音视频问诊、会诊的功能。”邱兆文说,研发团队在升级系统后,基层医生在上传影像的同时,可以跟专家开通语音,详细汇报该病例的问诊过程、可疑之处,还可以跟多家医院的专家开视频会议,集中讨论疑难病例。这样,专家在会诊时就会有更多更详尽的辅助信息进行研判。

  团队24小时工作不断 攻克移动会诊难题

  邱兆文说,给系统增加语音、视频会诊功能,从技术层面看并不复杂,难点在于移动端的系统访问。过去医生只有坐在电脑前,打开云平台才能进行远程会诊,可是顶级医院的专家太忙了,尤其是在新冠肺炎期间,很难拿出固定的整块时间坐下来会诊。因此通过手机、平板电脑等设备,实现移动会诊是此次研发的关键点。

  在开工复产之前,邱兆文团队一直进行居家云办公。为让新程序尽早上线,从1月起,他每天工作到凌晨1点,早上5点多又投入到工作中。“在最艰苦的时候,团队研发工作24小时不间断,两组人员日夜交替工作。”邱兆文说,经过反复研发和测试,邱兆文团队选用使用效果相对较好的浏览器,以实现移动端稳定接入,进而实现快速问诊、会诊,程序快速应用。

  如今,使用该系统的医生只要拿出手机,就能随时登录系统,上传影像资料或发起会诊请求。“事实证明,早期快速确诊,有助于治疗过程少走弯路,节省医护成本。”邱兆文说,目前已有十几家医院的30多名影像科专家入驻该云平台,累计会诊100多个疑似新冠病例,会诊服务全部免费。

  从“在线等专家”到“30秒系统全自动识别”

  邱兆文把科研方向迅速锁定最具有难度和技术含量的AI自动识别技术上。4月15日,经过14个日夜的奋战,邱兆文团队研发的新冠肺炎自动标注系统上线。这套系统只需要30秒左右,就能自动识别上传影像中可疑的病灶点,实现全自动新冠肺炎影像标注,进而辅助医生判断该病例是否为新冠肺炎。

  “它的技术难度在于,要在大量的影像资料中精准标注关键病灶点。”邱兆文说,精确标注病灶至少要经过两个过程,首先是技术人员把影像资料中的病灶点一一标出,然后再由医疗影像专家进行审核。影像标注是非常严谨的过程,由于工作量巨大,邱兆文团队中14个技术人员每天只能标注20个病例,共同没黑没夜地干了一个星期,才把140例新冠肺炎影像数据全部标注出来。“这套系统能够快速上线,我们前后邀请了3位主任级影像专家对标注结果进行审核。”邱兆文说,各大医院的医生都处于满负荷工作状态,为了不影响专家日常工作,多选择晚7点以后与专家们沟通、对所标数据进行审核。专家会指出哪些标注点标的不对、不精确或少标了。

  其次,跟专家沟通后,邱兆文马上联系技术人员,连夜把错误标注点修正过来。在标注数据的同时,邱兆文团队科研人员搭建深度学习模型。“这种新的深度学习算法,将三维分割问题分解为3个二维问题,使模型复杂度降低了一个数量级,同时大大提高了分割精度。”邱兆文说。

  目前,拓盟科技已向哈尔滨医科大学附属第一医院等多家医院捐赠了7套总价值336万元的诊断图像处理软件(拓影系统),用于疫情防控期间混合现实全息影像阅片和远程会诊。

  哈医大附属第一医院肖喜刚主任说,拓盟科技研发和捐赠的系统可以对新冠肺炎CT影像进行快速、精准、自动标注,辅助基层影像科医生快速诊断,标注的结果能自动生成3D模型,可进行自动精准定量分析,辅助临床诊疗。目前应用远程会诊平台有12家医院,已累计完成100多例疑似新冠肺炎病例的会诊。

 

[责任编辑:高宝玲]

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