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| 本文作者： AI掘金志 | 編輯：李雨晨 | 2020-04-17 10:31 | 專題：雷鋒網公開課 | 醫療 AI 云課堂 |
近期，雷鋒網AI掘金志邀請數坤科技副總裁劉建，做客雷鋒網公開課，以“醫療影像AI的應用價值探討”為題，對影像AI的商業化背景、數坤科技的布局情況、以及行業的未來發展路徑做了解析。
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劉建做了7年的放射科醫生、在醫療行業任職14年，對于醫療行業的技術需求具有充分的了解。他認為，醫療行業的實際用戶有兩類：一類是真正的用戶（決策者），一類是使用上的用戶。一個產品能不能有生命力， 首先要符合既能滿足使用用戶的需求，還要滿足決策用戶的要求。
滿足這兩點要求的解決方案就是人工智能化。“只有AI化，我們的場景才能自動化，報告才能結構化，完成標準化后，才能把人力成本大大的降低。”
以數坤研發的——CTA- CoronaryDoc冠脈AI產品為例，從掃描后處理、病灶量化AI檢測分析、到判斷疾病程度輸出結構化報告、甚至膠片的打印都可以實現自動化，醫生僅需要負責審查糾錯。
劉建認為，影像AI發展到現在只是1.0階段，2.0時代的影像AI應該能夠為臨床診斷產生新的數據，這些數據可以對原來的疾病進行高于形態的判別，在風險預測、預防，乃至最后的療效評估等環節，均可以發揮價值，對影像的幫助也應實現多任務處理，解決過去一個人只能看一類片子的問題。
以下為劉建演講全文內容，雷鋒網做了不改變原意的編輯
今天介紹的內容是醫療影像AI應用價值，副標題是影中萬象，數蘊乾坤，影像學包含了整個臨床醫學的所有內容和學科，最終將臨床內容數據化，因此在影像學內蘊藏著很多數據。
我畢業于首都醫科大學，師從放射界的大咖李坤成教授，做腦部這方面的神經影像，在宣武醫院工作7年，然后到GE。在GE我是從應用培訓開始，到教育培訓管理，直至2018年加入數坤科技，主要負責市場醫工結合和戰略方向。
臨床從業7年，醫療行業工作14年，加起來21年。所以今天我分享一下在工作中的體會。
分享的內容主要是三個方面：
1、從醫工的視角理解影像AI價值；
2、數坤科技的影像AI布局，以及臨床應用實例和未來進展；
3、從我個人的視角看待影像AI的發展前景。
這個問題之前，首先回顧一下醫療客戶和普通用戶的區別。to B模式和to C不太一樣，有兩類的客戶，一類是 “決策者”，還有一類是終端使用者。
這兩類客戶的需求和視角完全不同。產品實際是終端用戶在用，但是決策者才是真正的用戶，所以一個產品能不能有生命力， 首先要符合既能滿足使用用戶的需求，還要滿足決策用戶的要求。
接下來看看醫院里誰最能用上AI產品，這是原來億歐智庫里的一個調查。可以看到其實所有的應用都集中在兩方面：一個是疾病風險管理，另一個是醫學影像。
這兩個應用場景公司數量最多，那就代表調查中的應用公司就做得很好么？
AI技術涉及的領域非常多，包括計算機視覺、機器人、自動駕駛、自然語言處理，情感計算和語音識別。
其實，影像AI大部分都集中在計算機視覺，也就是現在積極推廣的人臉識別技術，有些醫學影像分析實際也是基于這個技術。
首先，醫學影像遵循了醫學的特征，它是邏輯歸納、循證應用的一門科學。
第二，醫學影像是一個標準化的數據，它很早的在國際上用DICOM形式標準化了，這樣才能保證我們在圖像視覺上可以做很多的數據標注。因為只有標注標準化了，我們才能運用深度學習技術。
第三，大家可以看到，大部分AI產品是應用在放射科，再有一部分就是眼底和病理。乳腺、核磁、前列腺以及胸部的這些應用，都是在放射科領域。為什么放射科是技術和商業落地的最好的選擇之一。
為了實現放射科的自動化，幾大廠商一直在努力，但是真正要解決這個問題，還要考慮放射科的診斷以及復雜的過程。所以真正要解決問題就需要AI化，只有AI化，場景才能自動化，報告才能結構化，完成標準化后，才能把人力成本大大的降低。
經濟利益最簡單的是機器本身，是不是時間可以更快：掃描時間更快，檢查時間更快。檢查的病人越多，收益就越多。不管是從放射科帶來的收益，還是讓患者入院后得到的收益是雙重的，所以加快檢查時間是他們非常關注的。
臨床利益
臨床利益分兩塊：第一個是針對病人，如果速度很快是不是病人就能較快預約，并進入下一個流程當中，
第二個是對學科的建設，是不是能提高科研能力、學科地位，最后才是醫學的診斷和輔助治療。
我們可以看到，決策者關注的角度和使用者是不一樣的。
那么使用者能關注什么呢？使用者是關注影像行業本身的應用價值。
不外乎這么幾方面：精準診斷、疾病檢出、良惡性鑒別、療效評估等等，還有就是減負。
在一些大醫院里，影像醫生的負擔非常重，不僅要處理大量的影像診斷任務，而且還要快速處理，因為我們知道病人是等不起的。
疫情發生以來，大家可以看到，病人短時間、大量地涌入醫院后，沒有發生擠兌現象，AI在這樣的情況下發揮了非常重要的作用：
首先，快速檢出病灶，減輕了影像科的負擔，讓病人快速得到確診，進行隔離或進行下一步檢測，直接減少病人跟其他人的接觸時間。
其次，就是輔助科研，醫學影像一直是由形態學慢慢向功能學轉化。這里面就決定了會有定量數據，而定量對于下一步的精準治療非常有幫助。定量能幫助我們對腫瘤和卒中進行分期、分級，臨床上都可以給出不同的治療方案。
最后，報告標準化，大家可能沒有感覺，但是有一個概念“報告互認”，現在有一個問題是重復檢查、難以互認。
為什么底級醫院報告大醫院不認可，因為他的報告沒有結構化，沒有把所有真相都描述出來，可能會丟掉一些重要信息，臨床上會造成漏診，所以大醫院不相信，造成要讓病人必須再做一次檢查。
國家前幾年一直在推行結果互認，實際推行起來也是有些困難。
我相信隨著AI報告結構化以后，大家就能做到報告標準化，因為它在結構下每個地方都有提示，都有診斷要求和標準，這樣就能保證報告做到標準化。
通過疾病看到，將來應用場景最廣泛的儀器：第一個是CT、MRI掃描腦部；第二，因為缺血性心臟病是一個大病，CT對心臟的應用也會成為重要的場景；再就是由于肺癌高發，CT和肺的結合。我覺得這三個場景可能最優先。通過上面的分析，影像 AI對我們的價值是如何呢？
首先是三甲醫院主要解決人力不足的瓶頸問題。
現在大家就診都喜歡去三甲醫院，而一級、二級醫院病人就診非常少，很多三甲醫院病例是做不完的。
我們做過調研，心臟的冠脈CT，他們的預約時間最長會到一個月。對于像一些頭頸CTA和腦部相關的這些，最長預約到三個月時間，所以里面最突出的問題就是檢查做不完。
對患者來說，患者最痛苦的就是等待預約時間長，醫院里預約時間最長的就是影像學檢查了。首先做的時候要預約，做完后報告等待還要時間，所以基本上影像檢查可能是很多醫院的一個重大的瓶頸。
第二個作用和價值是對基層醫院。
基層和三甲醫院是不一樣的，基層醫院是解決人能力不足問題。所以AI可以幫助醫生完成處理不了的病例，因為基層醫院的現實情況是一些醫生能力缺失，很多疾病看不全、或者不會看，所以這個層面AI能輔助醫生一起做醫療決策，更可能是提升醫生的診斷水平，提升醫院的診斷水平，也是報告標準化了才能留住病人。
另一方面，對患者來說，因為得到了一些標準化的報告，如果是復雜疾病，到上級醫院再去就診就避免了重復檢查，現在基層醫院設備檔次已經不是問題，真正的問題在于寫報告的能力提升。
如果報告達不到上級醫院要求，檢查就要重新再做一遍。所以AI可以幫助基層醫院去解決這方面的問題。
最后是針對所有醫院：解決目前醫生能力之上的問題。
第一個是做做不完的病歷，第二是診不會診的病例，第三個層次就是診不能診的病例。
我們設計產品應該從兩個維度去想：
第一、醫生為中心設計產品。把產品運輸到工作場景當中，再觀察醫生的工作場景使用習慣。同時觀察全流程是什么樣子，才能抓住醫生的痛點，最終是幫助醫生提高診斷效率和準確率。
第二、是以患者為中心設計產品。因為患者是我們醫生的最終客戶，提高患者就醫體驗才是產品設計的終點，如果患者沒有受益，只是醫生受益，產品實際上生命力也不強。
數坤公司2017年成立，2018年開始研發產品，選擇了比較獨特的冠脈CTA作為一個頭牌產品，2019年我們也取得非常好的成績，這是一個成績表。
如何看待這些醫學影像，理念或規劃是什么？
我們的愿景，包括價值觀，都是以患者為中心，著眼于重大疾病。中國最大的疾病其實是心腦，然后是肺，這三個是我們目前困擾中國人最大的三類疾病。
我們從影像開始，逐漸過渡到臨床，打造更多的數字化醫生。
數字是AI的一個最大的特征，提供更多的數字化、多維的、定量的數據，不管對醫生還是對病人都非常有幫助。我們的場景現在側重于影像，慢慢向臨床或向健康管理場景進發。
現在的產品還是挺多元化的，我們列舉了有心臟影像的數字，頭頸、胸部疾病、腫瘤、胸痛中心和卒中中心，提到的胸痛中心和卒中中心是比較特殊的，可以看到中國目前為了提高效率，胸痛中心和卒中中心是一些三甲醫院必備的，而且是重點建設的兩個中心條件之一。
他們不同于專門影像科流程，胸痛中心和卒中中心有不同的工作解決流程，所以針對他們也提供了不同的方案。
下面是我們的單個產品，首先是明星產品“冠脈CTA- CoronaryDoc”這個產品是真正深入醫生場景當中，實際場景就是上面看到的掃描之后需要人工去做圖像和處理，做出很多三維圖像，再開始寫報告。
報告寫完以后還要審核醫生審核，中間參雜著膠片打印、報告打印環節。其實AI介入以后，我們把這所有的流程都給AI化了。
什么叫AI化？就是無需人工干預，從掃描到報告，覆蓋了全流程，我們稱Scan to Report。我們在掃描后的處理，整個過程都不需人為干預，可以直接生成想要診斷的數據，這個過程中，可以檢測到病灶，把病灶進行定量化，然后生成結構化報告。
同時我們也可以自動打印膠片，把打印習慣到個性化機器當中，就會自動輸出。所以我們整個的產品覆蓋了疾病場景的全流程，他在這個過程中就感覺應用特別順手。
因為這個場景是符合現在場景的，我們把這個場景完全自動化了，但是每個場景醫生都可以去審核或審校。
因而我們才真正達到醫生和AI輔助相結合的狀態，而沒把醫生拋在之外，不是報告一下都出來，醫生也不管。其實每個環節我們雖然都能自動化，但是我們都留給醫生去check，去審校，去檢查。
我們的產品運用了很多AI，一共有三層AI。我們用了三個步驟AI，第一是后處理的提取，第二檢測需要AI，還有判斷疾病程度，也需要AI，實際上我們還可以生成這種計劃報告打印膠片。
AI可以實現診斷效率的顯著提升，和穩定性、一致性。這句話的理解，實際大家都有一些體會，上午精力充沛的時候，寫報告效率非常高，錯誤率也低，過了兩個小時以后，精力會快速下降，尤其到下午，錯誤率和漏診率會大幅升高。但AI不會存在這個問題，穩定性一直平穩。
再最重要的就是AI診斷準確性，這是很多人要問的問題。
AI準確性到底如何，我們也做了大量的多中心研究，目前得到的結果跟三甲醫院高年資醫生相近。所以我們可以看到這三個加起來，AI加醫生是遠遠優于醫生的。
我們做多中心驗證目的是效率有沒有提升？診斷是否精準？是否有普適性？
我們選了全國共42家醫院，分布25個省區，選取1000例有金標準的病例，就是血管造影，也做了標準化的規矩或規則，里面所有都是三甲醫院的專家最后診斷為主。
做完這個標準以后，就得到上面的結論“AI的診斷性能和高年資醫生相近”。
胸部影像我們跟其他廠家的方式也不同。這里面其實叫“四合一”解決方案。
第1、最常見肺結節。找結節，是跟腫瘤相關的。
第2、非門控鈣化積分。他可以應用于早篩，篩查有沒有冠心病，不是確診，只是篩查的手段。鈣化積分越高，冠心病發生率也增高，這點在國外已經有大宗病例證實。
第3、肺氣腫。肺氣腫可以看看肺的變化。
第4、新冠肺炎的評估。
大家會問，為什么叫四合一，這不是四個單獨的東西嗎？實際上四合一是，一次CT掃描，就能得到四種結果，這對于病人是非常受益的，是非常好的AI手段，我們說兩分鐘可以做到，然后可以覆蓋四大類最大疾病，這是它的特點。
首先看肺結節，相關產品市面上有很多家，多的時候可能有上百家，因為入門門檻比較低，但是做得精做得好，也有一定難度。
第1、是不是快？第2、你是不是準？第3、你是不是有規范的報告？是不是可以做隨訪和對照？這些都是肺結節的一些要求。
新冠肺炎這次發生的比較突然，我們也是在春節短短的20多天中，基于肺結節和肺炎原來的經驗基礎之上，快速迭代了這樣的產品，已經安裝在武漢中南醫院、武漢人民醫院、武漢中心醫院、武漢中醫院，還有雷神山醫院，發揮了非常大的作用。
數坤新冠肺炎AI產品特點
第一、快。因為疾病傳染性非常強，越快診斷越能避免病人和其他人接觸。我們2~3秒就可以解決病變的檢出。
第二、可以量化。因為疾病本身從第7版或第6版開始，已經分成輕型、中型、重型，還有極重型分級，不同分級給的方法是不一樣的。
所以在里面需要量化，這些量化人眼看不出來，沒法去評估，只能是大概的評估，每個人看的差異度太大，會造成有偏差。而機器本身在這方面有天然的優勢，它能快速的檢出到并能測量病變的體積、密度和大小。
第三、前后對照。這非常重要。有的患者轉歸越來越重，有的轉歸痊愈，這個過程需要多次評價、多次評估，工作量對醫生來說非常大，用了機器以后，能快速、準確幫助到他們。
這是我們北京安貞醫院使用的應用案例，安貞醫院、阜外醫院都是我國冠心病的專科醫院，病人非常多。機器可以快速把所有檢查項都給做出來，并且可以看到這些病變的檢測部位，告知病變程度。
在安貞醫院每天掃描量大約200個心臟，用了我們機器以后，極大改善了他們的工作勞動量。200多個病人一個哪怕是10分鐘、20分鐘，對他們來說壓力是蠻大的，而機器本身可以無間歇24小時為醫生工作。
對新冠肺炎的應用。我們做了一個布置，這發揮了非常大的作用。這個就是明顯關注疾病的一個轉歸變化過程，從輕度到中度后來又減輕了，所以能看到全程，可以自動去匹配前一次、后一次或下一次的檢查圖像，而且去定位，大大的減緩靠人工檢索對比對照的時間。
從使用者角度說明，使用起來幫助是非常大的，剛才也講，對于決策者他們關注點是不一樣的。
使用了AI以后，在沒有設備增加和其他任何條件不增加的情況下，冠脈的自然檢查量都大幅提升。這是我們不同醫院的結果，當然每個醫院提升的不一樣，經濟效益還是蠻可觀的。
當然這些經濟效益也不是AI產生的，但沒有AI，這些經濟效益就變得沉默或者沒有。所以，AI可以幫助CT發揮最大的價值。
目前看到，整個檢查過程中的瓶頸不是在掃描端，現在的機器非常高端，有128排、256排、還有512排很高端的CT。瓶頸在后處理和寫報告，只有用AI解決這部分問題，掃描另一端才能釋放，才能提升效率，增加流通量。
最典型的上海的一家三甲醫院，他們原來預約時間最長要一周。通過AI沒有任何其他設備人員變化情況下，現在預約時間可以改為兩天，他們院長對AI技術非常贊許，因為就可以把病人真正留在醫院中。
還有一家醫院，病人量并不多，在應用AI以后，原來隔天取報告，現在當天就能可以，上午做完，下午取報告。這對病人特別友好，有些病人千里迢迢來看病，就能直接把病看完。
如果隔天再取，他們還要住宿或再預約醫生，能大幅度提升患者滿意度。
而困難在于，這種報告不容易標準化，都是手寫模板，但結構化以后就好多了，上面是文字，底下是結構化內容。
CT/MR影像是由數字通過算法生成的圖像，這些圖像可以由AI解析出各種像素點的矢量大小，從而形成各種醫生想要的各種數據：大小、方向、位置、密度等這些定量化數據，并在此基礎之上行程結構化數據庫。
冠周脂肪與冠脈粥樣硬化斑塊在人體內是個脂肪生態代謝環境，所以通過測量冠周脂肪可以來預測冠心病發生概率以及心血管事件。
這是FFR-CT，它從原來形態學轉化功能學，中國市場做的廠家也有很多，并得到美國商保的支持，可以決定我們在放支架時候什么時候放、什么時候不放，尤其在臨界病變的時候。
再看斑塊，斑塊實際是做CT優于DSA的一個最主要特征，因為斑塊一旦破裂，就會造成冠心病事件，人就會發生意外，所以中間斑塊的判別非常重要。
AI特別好的點在于，可以把斑塊具象化，或者剝離出來。對斑塊可以進行分析，包括面積、大小、程度等等，統統可以做數據化的分析，對個人的愈合或風險就能做很好的評估。
還有主動脈，主動脈夾層也是高血壓非常大的并發癥，如果得了，死亡率非常高。用AI可以快速進行三維重建變成構建，也可以做這種功能學的變化。
還有頭頸，不管解決的是形態學還是功能學。
過去傳統的工作方式就是人對圖像閱片，然后根據經驗做疾病的診斷。
其實AI的1.0，一些場景可以通過AI+人做一些協制，提供工作量，創造經濟價值，AI走到2.0時代，它能產生一些新的臨床數據。
這些臨床數據對原來的疾病能高于原來通過形態進行判別。其次，可以做預測評估，或者疾病的風險預測、預測預防，這非常重要，包括對療效進行預測，所以2.0是AI真正發揮重要能力的時候。
行業發展趨勢
因為全球的醫療設備上升通道已經變窄，它是依賴于這種技術的。目前來看，影像沒有發生突破性技術，所以影像技術都開始向數字化轉型。
所以醫療設備的智能化、物聯化、信息化，是他們最大的核心。可能形成一種設備上下游生態合作的狀態，尤其是GPS或AI廠家進行合作，是一個發展趨勢。
數字化影像和大數據庫
影像AI能把這個數據影像都讀懂，讀懂的前提是都變成數據了，所以我們可以做動力學的評估，做數字化的成像，把斑塊進行多維的結構，可以做脂肪代謝的生態評估。
這里面著名的雜志Circulation，還有柳葉刀，還有ECS都是在這方面做了大量的研究。
影像向解剖學向功能學轉化：
過去關注的都是人眼直接讀片，通過圖像像福爾摩斯一樣去分析，辨別、假想、推斷，從而做成邏輯化推理。
現在通過影像可以做功能學，這些是原來人不能做的，通過人眼不能看出血流變化。通過我們的算法，可以看血流信息的變化，層流的樣子，和分岔處的情況，可以對斑塊造成的層流和分流現象的關系進行分別探討。
疾病的風險預測
像主動脈虛擬支架，動脈瘤破裂風險，我們可以對動脈瘤進行破裂風險的血流動力學預測，紅點是容易破裂地方，在原來形態學很難發現，幾十年去研究是很難，但動力學功能學上就可以清楚的看清。也可以做組學來預測冠心病事件的發生率。
從影像向臨床轉化
影像是可以向多病種，從心、腦、肺，包括將來腹部進行全病種覆蓋。但是光服務影像不能解決全部的問題，還需要向臨床去做檢出、診斷、量化、治療、評估。
最簡單的一個實例，可以看到術前可以做診療規劃，把所有數據都測量出來；也可以做虛擬支架規劃，術中可以跟DSA做融合指導手術方案；術后可以去看哪個是薄弱點，不容易破裂和功能學追蹤。
所以AI是慢慢從影像向臨床不斷轉化、延伸、服務。其實是將來影像AI的重大發展，因此影像在臨床上的診斷作用是非常大的。
預防
冠心病高發人群非常多，是不是能做篩查，但是篩查帶給醫生負擔特別重。本身來說，大量的病人來以后，醫生是缺失的，這里運用AI以后，可以通過人工AI進行分流。
假如說做CT，陰性就非藥物治療，如鍛煉等；斑塊很小就一級預防，可以降脂；輕度病變內科治療，對臨界病變有FRCT可以看是不是應該放支架，或者是進行內科治療；
對嚴重病變我們可以做介入治療或手術治療，所以對于冠心病可以從猝不及防，到防患于未然。
而腦血管強調的是防治，將是未來AI的一大趨勢。因為腦血管病致殘性非常高，另一個特點是腦血管病轉診不容易，出血是不能轉診，因為風險很高；缺血發生很快，是進展性的，又來不及轉診，所以（腦血管病）大都是發生在二級，到不了三級。
這里就有矛盾，很多醫生不知道檢查方法是什么？或者能力缺失，包括康復也會缺失，這中間AI+醫療解決方案都可以做一些定量化，或者遠程幫助。
新冠肺炎診斷相對沒有那么復雜，但是真正的是早篩、精準、快速，也就是盡快建立起防控體系，對新冠肺炎很重要。所以，我們可以用CT做早篩——篩查階段；放到市屬發熱門診——做診斷階段；放到專科醫院——做診治階段。
在北京像地壇、小湯山、佑安醫院都是這樣，我們通過AI提供早篩、診斷、救治、復診全鏈條閉環式輔助服務。大家也期望產品越來越豐富，從形態到功能，從影像到臨床，從非定量向定量，能走向風險預測或者更高的標準，現在的產品，實際就是樣的狀態。
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