3秒内完成新冠肺炎定量筛查！全国首个抗疫AI影像系统是怎样炼成的？

鱼羊 发自 凹非寺
量子位 报道 | 公众号 QbitAI

1月28日，大年初四，“胸部CT新型冠状病毒肺炎智能评价系统”，正式在上海公共卫生临床中心上线。

这是抗疫大战打响以来，全国第一个投入一线使用的AI影像系统。

它承载的是AI的技术、力量和希望。

其后，该系统的显著效用得到验证，于是又紧锣密鼓地被迅速部署到武汉大学人民医院、华中科技大学同济医学院附属协和医院、武汉大学中南医院……都是最被需要的地方。

在往常，衡量AI影像系统的核心指标是效能比：降低多少成本、提高多少效率。

而这次，与之赛跑的是死神，这套AI影像系统节约的每一秒，都是生命呼吸的声音。

打造这套AI系统的依图专家团队，自然也深知这一点，这是他们大年三十那晚吹响加班号角的原因。

依图如何开启战疫模式？

战“疫”第一枪，在大年三十打响。

石磊，依图医疗副总裁，医学博士、硕士生导师。上海市医疗图像与医学知识图谱人工智能重点实验室常务副主任、浙江省肺癌诊治技术研究中心专家、原浙江省肿瘤医院放射科副主任兼科教科副科长，曾任浙江省癌症中心肺癌筛查专家组组长。

他说，由于职业和经验的原因，在疫情爆发后，他就判断医疗资源会变得高度紧张，成为防控的重大挑战之一。

而一个高效准确的AI系统，无疑能够真正缓解一线医生的疲惫高压，帮助医生以更高的效率实现诊断、评价。

“我们第一时间就在想可以为疫情做点什么？”

而就在这个关口，一直都有合作的上海公卫临床中心，也找到了依图。

并且带来了更具体明确的需求：

让AI影像系统，参与到新冠病毒病灶定量分析及疗效评价中来，进一步提升评级的效率和准确率。

上海公卫临床中心，全称是上海市公共卫生临床中心，是国内传染病领域权威机构之一、上海区域新冠肺炎重点收治单位，身处一线，压力如山。

CT是肺炎诊断最重要的检查，当时已经被用于新冠病毒肺炎的筛查。

但现实困难也非常明显：单人单次检查至少会产生400帧左右的胸部CT影像，采用病灶定量评价的方法，涉及到病变累计的肺体积范围、密度等多因素，目前缺乏统一标准。

为了准确定量分析，可以采用传统手工勾画ROI的方法，但这需要2-3小时，甚至更长时间，效率低，在当前一线医生工作负荷极重的情况下，临床无法应用。

如果能让AI在此发挥作用，对于疫情防控，无异于能提供一支稳定强悍的铁军。

只是当这个方案在除夕当晚被明确后，背负着期望的铁军，还需要人肉一分一秒堆积。

战斗就这样开始了。

假期中夜以继日战“疫”

大年三十开启“战疫模式”，并非易事。

石磊透露，战“疫”第一枪打响时，依图员工们基本都已经进入了假期状态，有一些员工甚至人在国外。

但疫情紧迫，哪怕有时差，哪怕远程办公沟通效率打了折扣，战“疫”团队还是迅速组织了起来，首批规模就达上百人。

虽然临时来重任，但依图平时的技术底子打的稳，在此时发挥作用。

石磊说，因为依图团队平时积累了良好的协作默契，团队之间分工明确，在远程办公受限的条件下，还是实现高效的信息传递。

不同地区、不同条件，不同岗位，没有成为问题。

更大的挑战，其实是在技术、产品层面。

那时疫情挑动了全社会的神经，AI产品投入一线，当然是越快越好。

但一方面相关数据有限，另一方面，医院一线抗疫工作繁忙紧张，在高压的工作态势下，没有时间留给AI系统在实践中去打磨，更不能像日常产品研发一样，指望医生在工作之余对产品设计进行指导反馈。

石磊提到，面对这样艰巨任务，依图此前着力攻关的小样本数据训练技术就发挥了作用。

医疗场景本身就是一个样本量相对小，个体差异比较大的特殊场景。依图很早就开展了技术攻关，将小样本数据训练，迁移、增强算法作为技术攻关和技术储备的重点。

另外，敏捷开发、快速迭代的开发模式，也给研发团队提出了更高的要求：团队必须具备快速学习的能力，在平时对临床需求的积累之上，跟上疫情发展的变化，快速迭代产品。

得益于依图医疗团队深厚的医学背景——石磊本人就是医学博士、肺癌诊治技术研究中心专家——以及依图在医疗AI领域的深厚积累，在医生用很短的时间把关键信息传达出来之后，依图方面能快速理解领会，从而指导、迭代产品设计。

最终，短短4天之后，抗疫以来第一套AI影像系统，正式投入一线使用，而且效果卓绝、反馈很好。

但石磊也回忆说，疫情之下，产品打造之后的“部署”，一度也带来新挑战。

那时候，各地都已启动疫情一级响应，交通管制给前场部署造成了一定的困难。特别像在武汉，依图没有办法像往常一样，把服务器拉到现场去部署。

幸好之前业务落地中积累的底子，再次发挥作用，让依图实现了快速部署、远程部署。

主要从三大方面：

一是平台化方式部署；

二是集成功能，也就是说，新增的任何功能都必须和原有平台契合，像积木一样能够即插即用；

三是与医院、政府紧密配合，最大化运用自身的异地部署和远程维护能力。

在这样的技术积累之下，疫情爆发后，依图真正做到了把关键技术第一时间应用到急需的场景当中。

大年三十启动紧急研发，正月初四即完成新冠肺炎智能评价系统的初版上线，在完成临床初步验证后，将该系统部署到了疫情防控任务最为紧急的武汉大学人民医院、华中科技大学同济医学院附属协和医院、武汉大学中南医院、荆州市第一人民医院4家医院并上线使用……部署过程耗时不到24小时。

这都是疫情压力最大一线医院，那里的医护人员都在夜以继日——用生命拯救生命。

石磊透露说，依图医疗团队常年与医院打交道，对疫情一线的医护压力感同身受。

所以在战疫模式下，团队员工也像一线医护人员一样，夜以继日。

研发、产品团队每天最后的反馈信息，往往都是在后半夜发出的，战斗到后来，甚至变成了凌晨五六点钟。

其后新一天太阳升起，“战友”补上，交接工作，继续推进，整个项目夜以继日，加上有些同事身处不同时区，堪称“日不落”。

苦不苦？苦。累不累？累。

但石磊说，没有同事多说过一句任务需求之外的话，“就像在做一件平常的事，每个人都想为抗击疫情贡献一份力量”。

而“贡献之力”得到一线反馈后，才是更令人动容的时刻。

“全靠依图活命了”

这次依图火线抗疫，最终提供的是三大产品方案。

除了依图医疗影像AI，还有24小时在线、提供疫情知识科普和症状自筛查等服务的小依医生。

依图方面解释，影像AI不必多言，依图的技术和产品落地之前已是业内公认领先，但出于疫情防控，依图还想做得更多。

因为在整个防控场景中，疫情包括医院内和医院外两个环节：

• 在院内，要帮助医生提高诊疗环节效率、准确率；
• 在院外，也要考虑为健康人群进行健康教育和宣讲，帮助高危和疑似人群进行自诊和快速判断，以及隔离管理数据的及时上报等等。

所以最终一线抗疫，依图一体三用：一个AI引擎为核心，三大产品落地。

最终的落地效果和反馈，也让公司上下激动不已。

首先是AI影像系统。

之前已经讲过，对于新型冠状病毒性肺炎严重程度的分级及疗效评价是临床关注的重点。定量评价有利于医生对于病人病情的评价。

而一个高效准确的AI系统，能够真正缓解一线医生的压力，帮助医生以更高的效率实现诊断、评价。

于是依图AI影像系统部署后，通过AI图像算法，实现了对新型冠状病毒性肺炎CT影像的智能化诊断与定量评价，并对局部性病灶、弥漫性病变、全肺受累的各类肺炎疾病严重程度进行分级。

利用这个新AI系统，医院实现了病变区域的自动检测，在2-3秒之内就能完成定量分析——极大提升了精准定量分析的效率 。

也就是说，AI不仅能做定量分析，并且在病人做完CT的第一时间，AI系统就能判断出病患是否有肺炎可能，及时反馈给医生。

如此一来，还避免了病人在医院内活动造成的交叉感染，有利于疫情防控。

另一个显著的优势是，在实际治疗当中，新冠肺炎患者2-4天就需要接受一次CT检查，并进行前后CT图像的比对，判断病情发展。

对于医生而言，这也就意味着要把全肺每一个病变进行前后对比，非常耗时费力。而AI，则能在很短的时间内完成精准定量，判断总体病变变化情况。

当然，医用系统，不仅要高效，更需要稳定可靠。

据上海市公共卫生临床中心反馈，将依图AI影像系统与医院70多例新冠肺炎病例的病情评估结果相比较，发现该系统的定量分析与医生的评价结果接近（相关性研究中R = 0.87，p < 0.001），显示出了高稳定性的诊断质量。

而来自一线医生的反馈，则更为生动直接。

系统部署完成后，不少医生兴奋地给依图反馈：“早来几天就好了”、“终于等到你们了”。

甚至——

全靠依图活命了。

目前，除了疫区一线里的主要医院，依图为新冠病毒肺炎打造的AI影像系统，还在上海市公共卫生临床中心、上海市第七人民医院、温州医科大学附属第一医院、荆州市第一人民医院、浙江大学医学院附属第二医院、四川省人民医院等近20个省级行政区50多个公共医疗机构完成部署，为每一个地区，派去最强医疗支援。

而小依医生和智能刷脸终端，则主要针对医院之外的防疫任务。

为了满足爆发增长的健康知识宣教、症状自测、在线分诊挂号等需求，帮助人们快速获取全面、权威的新冠肺炎疫情知识，及时进行自我健康评估，依图医疗迅速研发上线了新冠肺炎智能鉴别服务——24小时在线的智能助手小依医生。

小依医生，主要将健康人群中的健康教育和宣讲，高危、疑似人群的自诊和快速判断，社区隔离管理信息数据的上报，以及确诊病患入院后的衔接，系统地串联起来。

通过小依医生，可以方便查询疫情相关信息，进行新冠肺炎自诊；有就医需求时，能快速查询附近发热门诊；还能进行同程患者查询，小区疫情查询，快速进入患者求助通道等。

并且，依图已经免费开放接口，供医疗机构，尤其是重点疫区的医疗机构接入。

此举亦赢得了各级政府及卫健委等主管部门的大力支持。

目前，小依医生已经奔赴大江南北，遍及湖北、上海、辽宁、福建、四川、广东、河南等十几个省市，登陆数十个政府官方平台及几十家各级医疗机构，助力疫情防控。

此外，依图智能刷脸终端系列产品也陆续在各地“上岗”，无接触式设备终端具备测温功能及增强戴口罩情况下的人脸识别，降低人们在公共场所中接触传播感染的可能性。

把社会担当写入每一行代码

在采访最后， 我们也问石磊博士——在这场特殊的项目中，有考虑过“成本”吗？

毕竟虽然抗疫是大义，但公司发展有诸多因素要考量——特别是依图还是一家创业公司。

石磊回答果断：没有。

他说甚至在我们提问之前，他和依图内部，都没有考虑过这个问题，在整个过程中，他们想的都是如何利用自己所学所能，为疫情抗击提供帮助。

或许也正是这样的出发点，让依图成为了第一家拿出AI影像方案的抗疫企业。

其后，阿里达摩院等更多组织也都参与进来，把AI技术的力量，部署到了更多医院一线，部署到了更广泛的抗疫防护中。

在此次疫情中，病毒无情肆虐，但也让依图等AI技术力量展现出平时鲜被关注的那一面。

更多时候，他们是学术的一面、技术的一面，用产品改变世界的那一面。

但疫情之下，他们把平时扎实的技术快速部署到医护一线，把社会责任和道义写入每一行代码。

抗疫需要什么，他们就打造什么，国家需要什么，他们就贡献什么。

AI大者，为国为民。

如果你还知道此次抗疫中其他技术之力的故事，也欢迎留言告诉我们。抗疫一定会胜利，终会春暖花开，致敬所有为抗疫贡献的人们~

— 完 —