全球领先AI肝癌临床决策系统服务健康中国

2019-11-09 来自:中国财经报告

人工智能已经成为国家发展战略,肿瘤防治是人工智能重要研究和应用领域。11月9日在四川成都召开的第十届全国肝胆胰疾病高峰论坛会上,由中国医促会肝胆分会主委、四川大学华西医院严律南教授和医库云CEO张群华教授共同发布了“AI肝癌临床决策支持系统”和“AI肝移植临床决策系统”。来自全国各地的五百多位专家共同见证了AI在肝胆医疗领域的创新发展。

          (从左至右为:文天夫教授、李晓石教授、张群华教授、程南生副院长、严律南教授、田德英教授、程树群教授、刑卉春教授)

自2018年10月28日,在成都召开的第九届全国肝胆胰疾病高峰论坛上,“全国肝癌人工智能研发平台启动”。四川大学华西医院率先和医库云合作研发肝癌人工智能临床应用项目,历经一年的共同研发,全球领先“AI肝癌临床决策支持系统”和“AI肝移植临床决策系统”脱颖而出。肝癌俗称“癌中之王”,我国肝癌发病数每年新增病例40多万,占全世界肝癌总数的50%,但预后差,术后五年生存率仅30%左右。华西医院严律南教授强调:“目前,我国的肝癌治疗方法包括手术切除、肝移植、局部消融、介入治疗、放疗、靶向治疗、免疫生物治疗等。各种治疗路线交叉庞杂,尽管国内外发布了相关治疗指南,但在实际的临床决策中仍严重依赖于主治医生的临床经验和判断。尤其对于基层医院和年轻医生而言,治疗经验的匮乏会影响他们做出最合适的决策,从而影响患者的预后。另一方面,医院的数据系统中沉淀大量的病例数据,凝聚了医院医生的经验和智慧,如果能合理利用这些资源,为医生的临床决策给予支撑和支持,无疑具有巨大的价值。针对临床需求,研究一套基于数据的可用于原发性肝癌治疗的AI临床辅助决策系统开发有显著的临床价值和现实意义。”


我国在肝癌诊治领域拥有海量的大数据,从而为AI技术再现人类医生的诊疗过程提供数据支撑。医库云CEO张群华教授介绍:鉴于华西医院提供了标准的、规范的近万例完整肝癌病案大数据才拥有了高质量的人工智能产出,围绕医生和患者关心的诸多问题,通过大数据分析和AI计算提供了一套可行的解决方案。诸如治疗方案推荐、方案对比、生存周期预测、复发率和复发周期预测、相似病例推荐、用药推荐、治疗历史追溯、指南推荐等功能。可辅助医生帮助患者解决所关注的问题。这正是“AI+医疗”造福人类的完美诠释。

1) 该怎么治?提供了基于数据和基于指南的两套推荐方案。前者建立在大量的医疗数据基础上,利用大数据分析和AI算法,从中训练并学习到既往医生的治疗经验,然后给出相应的治疗建议;后者建立在最新的原发性肝癌治疗指南和专家共识基础上,通过建立肝癌治疗知识逻辑框架,根据患者输入的数据实现治疗判断的自动化。

2) 治疗效果怎么样?基于大量的医疗随访数据,利用大数据分析和AI算法,给出患者在不同治疗方案下的生存周期、复发概率和复发周期等预测值,帮助患者形成对治疗预后的预期。

3) 有没有跟“我”类似的患者,他们怎么治的?通过降维算法实现患者高维信息在低维空间内的映射,并实现患者间的相似度计算,从而为患者推送相似的患者。

4) 治疗后该如何用药?建立原发性肝癌用药知识图谱,根据患者输入的信息自动寻找推导链路,实现对疾病用药的推荐。

5) 病情是如何发展的?自动对比患者的过往医疗数据,实现对患者历史数据的纵向观察和对比。”

清华大学人工智能科学家宋森教授参与和指导本项目研发后认为,本系统广泛采用先进的人工算法进行决策支持,在治疗方案智能预测中采用首创的“GBDT+Siamese-Net”混合模型, 准确性达到95.03%;在生存周期和复发预测中,采用基于决策树的集成模型,平均分类准确率达85%,平均回归均方根达0.5年以内;在相似病例推荐中,采用“降维+相似度计算”的方式实现了患者高维信息在低维空间的映射和距离计算。开发出了一套面向临床医生、可为医生和患者提供辅助功能的AI肝癌临床决策支持系统。

华西医院肝外科主任文天夫教授表示:“经过近一年医库云与华西医院跨界学习的深入沟通和不断研发,AI肝癌临床决策支持系统功能得到不断丰富,可提供循证、个性化、多层次、长周期、有优先顺序的治疗方案和策略,从而帮助肝癌医生或临床团队做出更快速、更精准的治疗决策。基层医院未来接入该系统后,相当于引进一名肝癌领域拥有国内领先技术的专家,为肝癌患者造福,而且对商业保险开发路径的能力具有深远影响。”

                                                         (图为医库云自主研发的肝癌人工智能肿瘤医生助理机器人)

国家癌症中心中国肿瘤登记年报相关数据显示,中国疾病谱中恶性肿瘤死亡率居首位,且高于世界平均水平。我国每年所需肿瘤医疗费用2200亿元。全国每年新发恶性肿瘤病例约309万,死亡病例196万,肺癌、胃癌、食管癌、肝癌和结直肠癌居前五位。在医疗和公共卫生服务相关费用和资源投入比率中,癌症疾病已成为政府健康工程中最大投资项目之一,更是癌症患者家庭的长期经济负担。


最新一期《新英格兰医学杂志》刊发一篇述评,他们梳理了美国国家癌症中心等多位专家观点,癌症流行病学40年发病率变化:提示癌症治疗出现了过度治疗。

IBM沃森健康(Watson Health)抓住了这个临床痛点,斥巨资研发了IBM沃森健康AI肿瘤机器人。旨在辅助医生决策时专业知识不断更新,给患者恰当治疗。而在中国,针对县域肿瘤学科的建科比例不足50%,即使已经有肿瘤学科建科的能够掌握达到的诊疗水平和能力还远远不能解决现状需求,所以癌症的科学防治任务更为迫切,医库云对标IBM沃森,取长补短。除了覆盖沃森46个指标外,又增加了具有中国肝癌特色的AFP、乙肝、丙肝等指标和海量病例及早期肝癌五年生存随访数据,比沃森肿瘤AI肝癌系统更符合中国临床痛点和刚需。开创了具有中国特色的AI肿瘤机器人的先河。

今年9月,医库云和中国医促会妇儿保健分会主委、中国工程院马丁院士共同启动妇科肿瘤AI的研发,标志着医库云在肿瘤防治AI研发领域全面展开。为医库云计划三年完成首部中国AI肿瘤临床决策支持系统奠定了基础。医库云CEO张群华教授在本次会上首次公布了一轴三横的重点布局。一轴是指聚焦AI赋能肿瘤医生的垂直领域,包括肺癌、胃癌、肝癌、食管癌、结直肠癌、乳腺癌、子宫颈癌、卵巢癌、脑肿瘤十大癌症,占全部恶性肿瘤的76%。及时抓住肿瘤领域最新热点,在国际肿瘤治疗指南和专家共识的基础上,结合中国实情,研发完整的中国AI肿瘤临床决策支持体系。三横是指一要用AI技术对肿瘤患者实施慢病全生命周期精细管理。二要依靠AI数据平台,和药企等展开AI+药物研发。三要构建AI科研平台让医生使用最新AI技术开拓未知的科学领域,以期AI在肿瘤防治领域产研结合的产品落地,助推健康中国建设。



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