真菌AI识别系统
在自然界150多万种真菌中,有400多种会引起人类不同的疾病。而全世界每年有数千万医学真菌感染者,由病原导致的真菌深部感染每年导致150万人死亡,威胁人类健康。如何快速准确鉴别医学真菌感染,尤其是致命真菌感染是世界医学急待攻克的难题。 医库云率先和廖万清院士团队/上海医学真菌分子生物学重点实验室合作,依靠廖万清院士团队精湛的医疗技术和真菌检测的经验,结合医库云雄厚的AI工程师技术资源,在廖万清院士领衔下,以AI和大数据为核心,用计算机视觉,自然语言处理,真菌知识库,着重解决医学真菌种类鉴别、真菌辅助诊断、真菌质谱数据库的建立和真菌大数据临床科研及智能方案管理。集聚足够多的医生,释放他们的专业经验,打造全球首个医学真菌AI辅助预警系统。 医学临床辅助诊断真菌AI识别系统包括医学真菌图像识别系统、医学真菌蛋白质图谱数据库和深部真菌感染的电子病案辅助预警系统三项内容。 医学真菌检测对于全国9000余家一级医疗机构和8000余家二级医疗机构是刚需,未来引入该系统后,相当于引进一名高年资感染科医生和检验技师,患者不必到大城市大医院拥挤不堪就医,在家门口县级医院就能明确深部真菌感染及感染的病株,获得精准医疗,降低医疗服务成本和风险,很大程度上解决了看病难问题。
中药AI鉴别师
中医药发展已经上升到国家战略高度,中医药AI创新是五千年中医瑰宝的传承利器。2018年我国中药市场规模达到2700亿元,未来5年将达到2万亿元。国内原料药和制剂厂有3994家,其中中药企业2080家。中药强调“道地药材”,经调查药用植物有383科,2039属,11146种。在今年9月18日中华药学会大数据与人工智能基地成立大会上,“中医或死于中药”已成为热门话题,与会者担心的是现今中药存在大问题,品种基源混乱,野生资源匮乏,栽培引种质量差异;假冒伪劣问题严重;炮制不环保,辅料不标准;二氧化硫,农残,重金属等安全性问题;在药典中的品种,质量规格欠稳定性。 医库云率先和蔡同德合作,从药材识别切人,涵盖真伪辨识、产地溯源、品质预测。AI复合型中药材鉴别师在两家企业的合作下孕育而生。 AI复合型中药材鉴别师算法核心是运用卷积神经网络提取图像特征,然后再用SVM技术训练各任务的分类器。具体来说,对于输入的每一张待鉴定图片,算法会首先识别背景颜色并剔除其影响,再通过医库云算法团队基于Dense-Net和Mobile-Net自主开发的深度卷积神经网络得到一个1024维的向量,最后将其传送到训练好的SVM分类器获得预测结果。 为了给AI药材鉴别师提供“教材”,上海蔡同德堂制药厂提供了数百种中药材上百个批次样本(包括正品药材,伪品药材,不同产地的药材以及不同采收时间批次的药材等),算法团队基于上述药材样本构建了上万张的标注训练样本。通过对已开发的模型在剩余样本上进行算法测试,本APP提供的多个不同任务分类器的分类精度均达到90%以上,平均每次鉴别仅耗时2秒,已经达到行业专家的水平。 2019年医库云将深耕中医行业,从药材识别扩大到中药精细化制造,计划为广大制药企业推出制药工艺仿真,能源优化等系统服务,该技术依托于医库云智能决策平台,采用RSM响应曲面法和遗传算法,结合现代深度学习反向传播提高精准度,为生产过程中错综复杂的参数条件找到最优方案。
肝癌最佳治疗方案预测系统 CDSS
原发性肝癌是我国第四位的常见恶性肿瘤,每年约有 38.3 万人死于肝癌。目前肝癌的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。我国肝癌在发病原因,分子生物学特征和流行病学特点,临床表现与分期,甚至治疗的策略与手段上,都与国外不同,是具有“中国特色”的肿瘤之一。 医库云与华西医院合作,基于华西医院在肝癌多年的病例资源,在华西医院肝病泰斗严律南教授的指导下推出全国肝癌AI研发平台,意在借助最新的人工智能技术为肝癌患者推荐最佳的治疗方案。 在技术方案层面,清华大学教授,第三军医大学教授均有参与。并制定了多种技术路线,通过多角度,深层次的尝试,致力于开发出效果最好,实用性最强的医疗决策系统。医库云在算法方面采用可解释性较强的基于决策树的GBDT(Gradient Boosting Decision Tree)算法。同时受Siamese Net启发,采用共享权值的方式,模拟同一个病人不同决策方案的结果,从而为患者挑选最佳治疗方案。 2019年医库云将更深入的与各医院肝病专家合作,进一步提升AI推荐模型的性能。并在医院实际应用中进行验证测试,确保产品的准确率,做到真正的造福于肝癌患者。
帕金森疾病语音早期识别诊断系统
帕金森病是一种常见的神经功能障碍疾病,虽然无法治愈,但早期诊断对患者非常重要。语音障碍是帕金森病的早期症状之一。本专案采用一段话,针对不同的语音样本进行采集,并从周期变化特征、峰值变化特征、谐波信噪比以及非线性动力学等几方面进行语音特征分析后, 以梯度提升决策树(Gradient Boosting Decision Tree,GBDT)算法作为学习鉴别诊断结果, GBDT集合Decision-tree, Gradient Boosting, Shrinkage 三种思想于一身,具有相对更好的泛化能力以及鲁棒性是目前在集成学习中使用率较高的算法。在语音特征用于帕金森病早期诊断准确率达85%,有效性的同时也发现不同特征下不同语音的类间分离度提供了客观指标并有助于后续评价治疗效果, 为基于语音障碍的帕金森病诊断奠定基础。
肝脏AI移植
肝移植是治疗终末期肝病的有效方法, 但是各种原因导致的肝移植早期移植肝失功是肝移植领域目前面临的一大难题, 严重影响到肝移植患者的生存率。 早期肝功能失功的影响因素可分为三大部分——供体特征、受体特征、手术特征,供/受体特征大概包括血检指标,肝功能指标,CT影像,以及其它基础指标等,手术特征包括了供体切/取肝手术和受体肝移植手术的术中指标;我们希望通过数据挖掘与机器学习的方式找出影响到肝移植后早期肝功能失功的重要因素,以及在受体接受移植前,为医生提供选择最佳的供体肝脏的临床建议。 医库云与华西医院合作,在严律南教授的医学指导和数据支持下,医库云团队对肝移植数据做了进一步的清洗和挖掘,并最后选择了随机森林算法,通过供体,受体指标对肝功能早期失功做到了良好的预测效果,目前我们的准确率在94.73%。 2019年医库云将更深入的与各医院肝病专家合作,进一步提升AI模型的预测性能。并在医院实际应用中进行验证测试,确保产品的准确率,做到真正的造福于肝病患者。
医生合理用药AI助手
淋巴瘤虽然恶性程度高,却有潜在的治愈可能性,如果接受到合理治疗,非霍奇金淋巴瘤患者平均可以收获5~10年,甚至更长的生存期。可以说淋巴瘤患者的生存关键,就在于治疗方案是否合理。 由罗氏制药研发生产的利妥西单抗(美罗华)是一种鼠/人嵌合的单克隆抗体,能够与跨膜CD抗原特异性结合,有效地清除异常的B细胞克隆,疗效显著。但是该药品被证实可能引发的不良反应多达500多种,甚至有严重不良反应致死的情况,这无疑对临床医生的经验与应对提出极大的挑战。实践过程中医生首次遇到罕见不良反应,往往只能求助药品生产厂家给出相关文献参考。药品厂家由于产品众多,人力有限,需要1~3个工作日给出答复。结合前文淋巴瘤恶性程度高发展快的特点,治疗的机会随时间推移而减少,每个患者都在与时间赛跑,3个工作日的时间显然不能满足需求,患者和医生都盼望着更快捷的新模式诞生辅助传统模式。 为解决上述问题,医库云在罗氏中国医学部的指导下,研发了合理用药AI助手,合理用药AI助手,构建出庞大的知识图谱,同时引入深度学习技术,采用孪生长短记忆神经网络来识别并匹配医生提出的问题,经过意图识别和指代消解,从知识图谱中提取出逻辑结构清晰的知识链路从而准确直接的给出问题答案,并推荐关联问题。系统采用双向循环神经网络,条件随机场算法,等自然语言处理技术,结合词向量库,定期自动从杂乱无章医学文献中,学习新的知识完善知识图谱。该系统经历海量数据学习,平均单药会学习500篇医学论文,衍生出3万个实体词汇,产生1GB词向量,可以覆盖美罗华90%的常见问题,即时给出答案,大大缩短了医患等待的时间,让患者能及时接受正确的治疗,同时能有效减少药厂的重复性工作,提高整体服务水平。