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不必苦等“专家号”!武汉自主创新的“内镜精灵”获批上市

来源:欧宝体育加群    发布时间:2024-03-19 03:03:59

  2022年5月,胡珊博士将父母从湖南老家接来武汉玩,顺便去武汉市中心医院做了胃肠镜检查,“正好医院有人工智能检查,让爸妈也做下胃肠体检,好放心”。

  胡珊说的人工智能检查是消化道早癌智能筛查技术,业内称其为“内镜精灵”。在智能识别诊断下,胡珊的父亲体内检测出一个3毫米的小腺瘤,有发生癌变的可能,医生及时进行了切除。

  看到自己的家人以及慢慢的变多的人因更精准的筛查而尽早得到治疗,胡珊感到无比欣慰。他介绍,截至2023年5月,“内镜精灵”已在全国680余家医疗机构临床应用,协助医师发现15720例消化道早癌及癌前病变。

  “内镜精灵”是基于深度学习技术的人工智能消化内镜质量控制和辅助诊断系统,也被称为内镜医生的“第三只眼”。今年5月12日,“内镜精灵”正式获批国家药品监督管理局创新医疗器械三类注册证,这是国内首个消化内镜实时质控与辅助诊断软件三类证,该产品也是湖北省第一个人AI辅助诊断的产品。

  胡珊是“内镜精灵”核心研发团队的技术带头人,也是武汉楚精灵医疗科技有限公司(下称“楚精灵”)的总经理。5月24日,长江日报记者在位于洪山区珞喻路的公司里见到他,戴着眼镜的胡珊文质彬彬。他介绍,公司里“80后”“90后”成员占九成,主要毕业于武汉大学、华中科技大学、武汉理工大学等国内知名高校。

  6年前,武汉大学人民医院消化内科主任于红刚教授找到他,跟他聊起AI医疗,那时候胡珊正在武汉大学参与国家重大科学技术攻关项目。

  当时,从事临床工作20余年的于红刚教授被一个揪心的事实困扰。消化道肿瘤是全球高发恶性肿瘤,在中国,该肿瘤发病率占癌症总发病率的43.5%。内镜检查是发现早期消化道肿瘤最有效的方法,但仍存在内镜检查覆盖不全、病灶隐蔽识别困难等“看不全”“看不准”的问题,不少患者的早癌病灶容易从仪器的眼皮底下“溜过”。

  若能在癌前病变和早期癌筛查出病灶,并及时进行干预,将大幅度的提升患者生存几率。

  “测绘和遥感一直是武汉大学传统优势学科,通过AI去识别胃、肠的各部位,减少检查盲区,应该也像地图扫查一样。”胡珊觉得能够把有关技术运用到医学“非常有意思”。

  2017年,他们组建一支30余人的研究团队,成员涵盖医学和人工智能等学科背景。

  于红刚教授提出首先要解决漏诊问题,要把消化道的“地形图”画出来,标识出必查的“坐标点”。胡珊带计算机团队白天开发产品,晚上到医院做测验,小组成员经常一起通宵开展研发。

  近一年后,第一台模型完成,屏幕上显示出消化道“地形图”,有26个点位,医生在操作时检测到的地方就会点亮,没检测到的地方呈灰色。这项首创成果的论文发表在行业顶刊《Endoscopy》上。

  2018年11月,有投资人关注到这项成果,团队开始筹备成立楚精灵公司,开始商业化运作。筹备过程中在经费紧张时,他们得到了湖北省科技厅拨付的200万元重大专项资金支持,以及武汉市科技成果转化平台、相关科技基金的支持。

  “当时真是雪中送炭”,胡珊感慨,在研发过程中,他们一直受益于武汉出台的各类政策。2022年,楚精灵还获得武汉市重点研发计划项目AI创新专项项目支持,加速了公司基于国产AI芯片医用新设备落地。后来还成功获得武汉市科技局人工智能创新应用场景项目的200万元资金支持。

  在武汉,仅东湖高新区就集聚120余家AI企业,AI核心产业规模占全市82%。武汉获批建设国家新一代AI创新发展试验区后,《试验区建设工作要点》等一系列政策文件先后发布,为全市AI创新发展提供咨询评估和智力支持。

  原以为只有市县级医院才能做的手术,饶先生没想到在家门口的乡镇医院就能做。52岁的饶先生肠胃不舒服好几年了,去年10月,他到乡镇医院做了一次结肠镜检查。术中,在“内镜精灵”辅助诊断下,医生实施了内镜下电凝电切手术,不到半个小时,腺瘤性肠息肉圆满切除。

  这家位于长沙宁乡市的乡镇医院是“内镜精灵”覆盖到的最基层的医院之一,当地患者不用辗转省城大医院,也不必苦等“专家号”,就可获得最客观和权威的内镜检查报告。

  “在许多偏远地区,消化道的早癌筛查还比较落后。‘内镜精灵’的普及,助力基层医疗机构提高消化道早癌筛查水平。这样,也为分级诊疗助推了一把力。”于红刚教授认为。

  随着“内镜精灵”逐渐完备和优化,慢慢的变多的医疗机构开始借助它提升内镜诊疗水平。如今,“内镜精灵”已覆盖包括新疆、西藏在内的全国600余家医疗机构。

  与此同时,这个具有“湖北省自主创新”特质的发明,也先后在美国长岛、意大利米兰、德国杜塞尔多夫、埃及开罗等城市进行展示或手术直播。

  在AI辅助医疗的研发道路上,胡珊博士团队仍旧享受着突破一个个技术关卡、坚持自主创新的乐趣和成就感。一款胃癌的辅助诊断产品正在做临床试验,预计明年6月可以拿到证。除了辅助诊断,他们还计划探索AI在辅助治疗中的作用,让整个手术过程能够最终靠AI进行引导。

  胡珊博士带队突破一个个技术关卡,研发出“内镜精灵”。这是胡珊博士参加全国早期胃癌诊断大赛。

  “内镜精灵”是基于深度学习技术的人工智能消化内镜质量控制和辅助诊断系统,也被称为内镜医生的“第三只眼”。5月24日上午,记者在武汉大学人民医院看到“内镜精灵”正在投入到正常的使用中,一台约一米高的白色台车上有一台主机,这个就是“内镜精灵”的大脑。屏幕左侧,有一个类似“仪表盘”的测速器,它能实时监测肠镜退镜速度,指针转到红域代表速度过快,仪器会报警提示。

  “内镜精灵”核心研发团队的技术带头人胡珊介绍,这个类似“仪表盘”的测速器,也是一个重要技术突破。

  内镜检查是发现早期消化道肿瘤最有效的方法,但仍存在内镜检查覆盖不全、病灶隐蔽识别困难等“看不全”“看不准”的问题,不少患者的早癌病灶容易从仪器的眼皮底下“溜过”。2018年,早期消化道肿瘤漏检的问题基本解决后,武汉大学人民医院消化内科主任于红刚教授又提出“如何规范化”的考题:需要找一个方法来进行量化,不管谁来检查都要按照标准操作,就能进一步解决“看不全”的问题。

  团队又开启打怪升级模式,每周“头脑风暴”,提出通过医疗镜头数结肠带、用刻度量等方案,但可操作性都不强。

  三个月后的一天,正在开会时,胡珊看见墙上的白板上有几张纸,风一吹,跟翻书一样动起来。他突然想到,能够最终靠监测和算法把这样的一个过程评估出来,“镜头推快了,就等于翻书快了,画面就会模糊;画面越相似,代表推镜速度越快”。

  当晚他们便开始研究,一晚上时间,就做好了测速的模型,后面通过大量数据和临床试验调整、设置参数,到定型花了两个多月。

  这个模拟汽车测速的仪表盘,于红刚教授非常满意,检测速度变得可视化,能保证规范化操作,这一成果在国际顶级期刊《Lancet Gastroenterol Hepatol》发表后,引起国际同行高度关注。

  AI强大的数据分析能力能胜任这一点。胡珊解释:“要训练AI系统通过影像迅速分析出不一样的颜色的皮层有什么隐患,而后将分析信息输入到专家系统中,给出治疗方案。”

  3年里,胡珊和团队重复实验,不断搜集数据、临床试验、观测……让机器能学习到的样本足够多。

  在提炼了上千次临床实试结果后,胡珊博士团队推出了“内镜精灵”的诊断功能。“它相当于一个高级专家,以前只有医生看,现在是系统里面加了AI,集成了很多专家的知识,可以帮你发现、提示病灶。”

  但同时他们也遇到技术难题,胃肠镜检查的视频由每秒25到30帧的图片构成,医生检查的时候,系统马上要给出一个结论,这对“内镜精灵”的性能要求非常高,既要保证精度,又要保证速度。

  为把模型一直在优化下去,团队每两周更新一次,把每一块处理的时间都压缩到极致。经过400多次迭代,“内镜精灵”由最初每秒处理4帧图片升级到处理30帧图片,检测的灵敏度提高了,看得也更准了。这样,医生们在自己判断之余,能获得可靠的参考。