3秒內完成新冠肺炎定量篩查！全國首個抗疫AI影像系統是怎樣煉成的？_風聞

魚羊 發自 凹非寺

量子位 報道 | 公眾號 QbitAI

1月28日，大年初四，“胸部CT新型冠狀病毒肺炎智能評價系統”，正式在上海公共衞生臨牀中心上線。

這是抗疫大戰打響以來，全國第一個投入一線使用的AI影像系統。

它承載的是AI的技術、力量和希望。

其後，該系統的顯著效用得到驗證，於是又緊鑼密鼓地被迅速部署到武漢大學人民醫院、華中科技大學同濟醫學院附屬協和醫院、武漢大學中南醫院……都是最被需要的地方。

在往常，衡量AI影像系統的核心指標是效能比：降低多少成本、提高多少效率。

而這次，與之賽跑的是死神，這套AI影像系統節約的每一秒，都是生命呼吸的聲音。

打造這套AI系統的依圖專家團隊，自然也深知這一點，這是他們大年三十那晚吹響加班號角的原因。

依圖如何開啓戰疫模式？

戰“疫”第一槍，在大年三十打響。

石磊，依圖醫療副總裁，醫學博士、碩士生導師。上海市醫療圖像與醫學知識圖譜人工智能重點實驗室常務副主任、浙江省肺癌診治技術研究中心專家、原浙江省腫瘤醫院放射科副主任兼科教科副科長，曾任浙江省癌症中心肺癌篩查專家組組長。

他説，由於職業和經驗的原因，在疫情爆發後，他就判斷醫療資源會變得高度緊張，成為防控的重大挑戰之一。

而一個高效準確的AI系統，無疑能夠真正緩解一線醫生的疲憊高壓，幫助醫生以更高的效率實現診斷、評價。

“我們第一時間就在想可以為疫情做點什麼？”

而就在這個關口，一直都有合作的上海公衞臨牀中心，也找到了依圖。

並且帶來了更具體明確的需求：

讓AI影像系統，參與到新冠病毒病灶定量分析及療效評價中來，進一步提升評級的效率和準確率。

上海公衞臨牀中心，全稱是上海市公共衞生臨牀中心，是國內傳染病領域權威機構之一、上海區域新冠肺炎重點收治單位，身處一線，壓力如山。

CT是肺炎診斷最重要的檢查，當時已經被用於新冠病毒肺炎的篩查。

但現實困難也非常明顯：單人單次檢查至少會產生400幀左右的胸部CT影像，採用病灶定量評價的方法，涉及到病變累計的肺體積範圍、密度等多因素，目前缺乏統一標準。

為了準確定量分析，可以採用傳統手工勾畫ROI的方法，但這需要2-3小時，甚至更長時間，效率低，在當前一線醫生工作負荷極重的情況下，臨牀無法應用。

如果能讓AI在此發揮作用，對於疫情防控，無異於能提供一支穩定強悍的鐵軍。

只是當這個方案在除夕當晚被明確後，揹負着期望的鐵軍，還需要人肉一分一秒堆積。

戰鬥就這樣開始了。

假期中夜以繼日戰“疫”

大年三十開啓“戰疫模式”，並非易事。

石磊透露，戰“疫”第一槍打響時，依圖員工們基本都已經進入了假期狀態，有一些員工甚至人在國外。

但疫情緊迫，哪怕有時差，哪怕遠程辦公溝通效率打了折扣，戰“疫”團隊還是迅速組織了起來，首批規模就達上百人。

雖然臨時來重任，但依圖平時的技術底子打的穩，在此時發揮作用。

石磊説，因為依圖團隊平時積累了良好的協作默契，團隊之間分工明確，在遠程辦公受限的條件下，還是實現高效的信息傳遞。

不同地區、不同條件，不同崗位，沒有成為問題。

更大的挑戰，其實是在技術、產品層面。

那時疫情挑動了全社會的神經，AI產品投入一線，當然是越快越好。

但一方面相關數據有限，另一方面，醫院一線抗疫工作繁忙緊張，在高壓的工作態勢下，沒有時間留給AI系統在實踐中去打磨，更不能像日常產品研發一樣，指望醫生在工作之餘對產品設計進行指導反饋。

石磊提到，面對這樣艱鉅任務，依圖此前着力攻關的小樣本數據訓練技術就發揮了作用。

醫療場景本身就是一個樣本量相對小，個體差異比較大的特殊場景。依圖很早就開展了技術攻關，將小樣本數據訓練，遷移、增強算法作為技術攻關和技術儲備的重點。

另外，敏捷開發、快速迭代的開發模式，也給研發團隊提出了更高的要求：團隊必須具備快速學習的能力，在平時對臨牀需求的積累之上，跟上疫情發展的變化，快速迭代產品。

得益於依圖醫療團隊深厚的醫學背景——石磊本人就是醫學博士、肺癌診治技術研究中心專家——以及依圖在醫療AI領域的深厚積累，在醫生用很短的時間把關鍵信息傳達出來之後，依圖方面能快速理解領會，從而指導、迭代產品設計。

最終，短短4天之後，抗疫以來第一套AI影像系統，正式投入一線使用，而且效果卓絕、反饋很好。

但石磊也回憶説，疫情之下，產品打造之後的“部署”，一度也帶來新挑戰。

那時候，各地都已啓動疫情一級響應，交通管制給前場部署造成了一定的困難。特別像在武漢，依圖沒有辦法像往常一樣，把服務器拉到現場去部署。

幸好之前業務落地中積累的底子，再次發揮作用，讓依圖實現了快速部署、遠程部署。

主要從三大方面：

一是平台化方式部署；

二是集成功能，也就是説，新增的任何功能都必須和原有平台契合，像積木一樣能夠即插即用；

三是與醫院、政府緊密配合，最大化運用自身的異地部署和遠程維護能力。

在這樣的技術積累之下，疫情爆發後，依圖真正做到了把關鍵技術第一時間應用到急需的場景當中。

大年三十啓動緊急研發，正月初四即完成新冠肺炎智能評價系統的初版上線，在完成臨牀初步驗證後，將該系統部署到了疫情防控任務最為緊急的武漢大學人民醫院、華中科技大學同濟醫學院附屬協和醫院、武漢大學中南醫院、荊州市第一人民醫院4家醫院並上線使用……部署過程耗時不到24小時。

這都是疫情壓力最大一線醫院，那裏的醫護人員都在夜以繼日——用生命拯救生命。

石磊透露説，依圖醫療團隊常年與醫院打交道，對疫情一線的醫護壓力感同身受。

所以在戰疫模式下，團隊員工也像一線醫護人員一樣，夜以繼日。

研發、產品團隊每天最後的反饋信息，往往都是在後半夜發出的，戰鬥到後來，甚至變成了凌晨五六點鐘。

其後新一天太陽昇起，“戰友”補上，交接工作，繼續推進，整個項目夜以繼日，加上有些同事身處不同時區，堪稱“日不落”。

苦不苦？苦。累不累？累。

但石磊説，沒有同事多説過一句任務需求之外的話，“就像在做一件平常的事，每個人都想為抗擊疫情貢獻一份力量”。

而“貢獻之力”得到一線反饋後，才是更令人動容的時刻。

一線醫生：太有用了

這次依圖火線抗疫，最終提供的是三大產品方案。

除了依圖醫療影像AI，還有24小時在線、提供疫情知識科普和症狀自篩查等服務的小依醫生。

依圖方面解釋，影像AI不必多言，依圖的技術和產品落地之前已是業內公認領先，但出於疫情防控，依圖還想做得更多。

因為在整個防控場景中，疫情包括醫院內和醫院外兩個環節：

在院內，要幫助醫生提高診療環節效率、準確率；

在院外，也要考慮為健康人羣進行健康教育和宣講，幫助高危和疑似人羣進行自診和快速判斷，以及隔離管理數據的及時上報等等。

所以最終一線抗疫，依圖一體三用：一個AI引擎為核心，三大產品落地。

最終的落地效果和反饋，也讓公司上下激動不已。

首先是AI影像系統。

之前已經講過，對於新型冠狀病毒性肺炎嚴重程度的分級及療效評價是臨牀關注的重點。定量評價有利於醫生對於病人病情的評價。

而一個高效準確的AI系統，能夠真正緩解一線醫生的壓力，幫助醫生以更高的效率實現診斷、評價。

於是依圖AI影像系統部署後，通過AI圖像算法，實現了對新型冠狀病毒性肺炎CT影像的智能化診斷與定量評價，並對局部性病灶、瀰漫性病變、全肺受累的各類肺炎疾病嚴重程度進行分級。

利用這個新AI系統，醫院實現了病變區域的自動檢測，在2-3秒之內就能完成定量分析——極大提升了精準定量分析的效率 。

也就是説，AI不僅能做定量分析，並且在病人做完CT的第一時間，AI系統就能判斷出病患是否有肺炎可能，及時反饋給醫生。

如此一來，還避免了病人在醫院內活動造成的交叉感染，有利於疫情防控。

另一個顯著的優勢是，在實際治療當中，新冠肺炎患者2-4天就需要接受一次CT檢查，並進行前後CT圖像的比對，判斷病情發展。

對於醫生而言，這也就意味着要把全肺每一個病變進行前後對比，非常耗時費力。而AI，則能在很短的時間內完成精準定量，判斷總體病變變化情況。

當然，醫用系統，不僅要高效，更需要穩定可靠。

據上海市公共衞生臨牀中心反饋，將依圖AI影像系統與醫院70多例新冠肺炎病例的病情評估結果相比較，發現該系統的定量分析與醫生的評價結果接近（相關性研究中R = 0.87，p < 0.001），顯示出了高穩定性的診斷質量。

而來自一線醫生的反饋，則更為生動直接。

系統部署完成後，不少醫生興奮地給依圖反饋：“早來幾天就好了”、“終於等到你們了”。

甚至——

全靠依圖活命了。

目前，除了疫區一線裏的主要醫院，依圖為新冠病毒肺炎打造的AI影像系統，還在上海市公共衞生臨牀中心、上海市第七人民醫院、温州醫科大學附屬第一醫院、荊州市第一人民醫院、浙江大學醫學院附屬第二醫院、四川省人民醫院等近20個省級行政區50多個公共醫療機構完成部署，為每一個地區，派去最強醫療支援。

而小依醫生和智能刷臉終端，則主要針對醫院之外的防疫任務。

為了滿足爆發增長的健康知識宣教、症狀自測、在線分診掛號等需求，幫助人們快速獲取全面、權威的新冠肺炎疫情知識，及時進行自我健康評估，依圖醫療迅速研發上線了新冠肺炎智能鑑別服務——24小時在線的智能助手小依醫生。

小依醫生，主要將健康人羣中的健康教育和宣講，高危、疑似人羣的自診和快速判斷，社區隔離管理信息數據的上報，以及確診病患入院後的銜接，系統地串聯起來。

通過小依醫生，可以方便查詢疫情相關信息，進行新冠肺炎自診；有就醫需求時，能快速查詢附近發熱門診；還能進行同程患者查詢，小區疫情查詢，快速進入患者求助通道等。

並且，依圖已經免費開放接口，供醫療機構，尤其是重點疫區的醫療機構接入。

此舉亦贏得了各級政府及衞健委等主管部門的大力支持。

目前，小依醫生已經奔赴大江南北，遍及湖北、上海、遼寧、福建、四川、廣東、河南等十幾個省市，登陸數十個政府官方平台及幾十家各級醫療機構，助力疫情防控。

此外，依圖智能刷臉終端系列產品也陸續在各地“上崗”，無接觸式設備終端具備測温功能及增強戴口罩情況下的人臉識別，降低人們在公共場所中接觸傳播感染的可能性。

把社會擔當寫入每一行代碼

在採訪最後， 我們也問石磊博士——在這場特殊的項目中，有考慮過“成本”嗎？

畢竟雖然抗疫是大義，但公司發展有諸多因素要考量——特別是依圖還是一家創業公司。

石磊回答果斷：沒有。

他説甚至在我們提問之前，他和依圖內部，都沒有考慮過這個問題，在整個過程中，他們想的都是如何利用自己所學所能，為疫情抗擊提供幫助。

或許也正是這樣的出發點，讓依圖成為了第一家拿出AI影像方案的抗疫企業。

其後，阿里達摩院等更多組織也都參與進來，把AI技術的力量，部署到了更多醫院一線，部署到了更廣泛的抗疫防護中。

在此次疫情中，病毒無情肆虐，但也讓依圖等AI技術力量展現出平時鮮被關注的那一面。

更多時候，他們是學術的一面、技術的一面，用產品改變世界的那一面。

但疫情之下，他們把平時紮實的技術快速部署到醫護一線，把社會責任和道義寫入每一行代碼。

抗疫需要什麼，他們就打造什麼，國家需要什麼，他們就貢獻什麼。

AI大者，為國為民。

如果你還知道此次抗疫中其他技術之力的故事，也歡迎留言告訴我們。抗疫一定會勝利，終會春暖花開，致敬所有為抗疫貢獻的人們~