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人工智能和3D打印如何帮助患者?

时间:2017-03-31 08:43 来源:未知 作者:中国3D打印机网 阅读:

     每个人都拥有独一无二的身体,每个人发病的原因同中有异。我们每一个人都渴望“精准医学”,通过诊断精确找到病在何处、如何发生、如何治疗。医学的历史就是不断走向精准:100年前,是听诊器、三大常规手术刀、止血钳;80年前,有了可见肺部和关节变化的X光;40年前,演进到CT;如今,则有核磁彩超、机器人、PET-CT、微创、手术导航、远程医疗等。数字医学带来的精准治疗无疑将成为新的生长点。

    当我们拥有了数字化人体,国内数字医疗影像市场的中高端份额目前多被跨国企业所垄断,随着青岛数字医学在山东的崛起和推广,我们拥有了走向世界的发端。那么?青岛数字医学和3D打印领域,医生是如何运用人工智能,为患者诊断和治疗的呢?3月15日,首届青岛大学附属医院数字医学与临床3D打印学术研讨会召开,在青岛大学附属医院副院长董蒨,青岛大学附属医院院长助理、科研管理部主任牛海涛,青岛大学附属医院院长助理、医务部主任李环廷等专家主持下,首次系统生动地阐述了数字医学在青岛乃至山东的应用。

数字医学绘制精准“军用地图”

卢云——青岛大学数字医学与计算机辅助手术研究院副院长山东省数字医学与计算机辅助手术重点实验室副主任青岛大学附属医院普外科副主任

青岛大学附属医院与海信医疗联合研制的海信虚拟内窥镜显示系统(HisenseENDO)是结合CT影像数据,通过对胃肠道肿瘤进行虚拟内镜系统三维数字模拟成像,实现对胃肠道肿瘤发生部位进行早期精准“定位”,同时通过大量数据分析智能比较良恶性肿瘤CT图像特征间的差别,帮助临床医生对肿瘤进行更为客观的定性乃至定量分析,来实现肿瘤的自动检测及良恶性判别,实现胃肠道肿瘤良恶性自动识别,并对肿瘤实现无创性的“定性”诊断,已取得了良好的临床效果。卢云教授已收到国际“第十二届世界胃癌年会”(the12thInternationalGastricCancerCongress,IGCC)的正式邀请,将在今年四月份举行的世界胃癌大会上就该项研究做主题发言。

同时卢云教授带领的科研团队通过应用海信CAS系统对胃肠道肿瘤的相应HENLE血管进行可视化三维重建模拟,可以在手术前精准判断肿瘤周围血管走行及变异,并依据周围血管的精细三维重建结果决定胃癌根治术、右半结肠癌根治术等手术的手术方式及清扫范围,这好像在手术之前给主刀医生绘制了一幅精准的“军用地图”,在保证安全切除的基础上,尽可能保留正常组织,减少术中创伤,以期达到精准手术,真正实现“微创”治疗,有效加快患者术后康复。目前他们团队对胃肠道肿瘤HENLE干的细致分型,已被国际著名医学杂志收录并应用。

人工智能实现精准手术

陈永健——海信医疗研发部副部长、医学影像所所长青岛大学数字医学与计算机辅助手术研究院副院长

现在去医院看病,如果病情稍微复杂点,医生都会让去拍个片。这些片子就是患者个体的身体截图,很抽象。一般影像科医生在学校里培训五年,还要在医院影像科培训多年才具有独立诊断能力。而且临床医生现在也要求能够看懂这些片子。这就带来一个问题,大家都愿意去有名的医院找有名的医生,但好医生的资源毕竟是有限的,而依靠深度学习、大数据分析的人工智能技术却能够完美地解决这些问题。

一个肝胆肿瘤要确定手术方案,医生需要清楚地知道肿瘤的边界,与血管是压迫、侵犯,还是仅仅只是挨着,这些都将导致不同的手术方案。人工智能系统,根据大数据分析的结果从这些抽象的影像中来提取出肿瘤的具体边界在哪儿、肿瘤的体积,以及肝脏的体积、肝脏的边界、周边的血管如静脉、门脉、动脉走形,还有胆道等各个方面跟肿瘤的关系,就像黑匣子一样的东西变成完全透明化地展示在了医生面前。它自动计算出来的残肝体积和占肝的百分比都是相符的,符合手术要求,而这些指标对是否能做手术,手术后是否有严重的并发症,都是非常相关的重要参数。

这就是青大附院与海信医疗合作研发的CAS计算机辅助系统。所谓的精准外科手术,就是通过基于人工智能的计算机辅助手术技术,辅助医生规划最优的手术路径,实现对病人最小的创伤,最大程度加速病患的康复。

数字化影像时代到来

徐文坚——青岛大学附属医院放射科主任山东省医学会数字医学分会副主委

现在的医学检查,主要是在细胞病变或癌变之后,而细胞癌变之前的医学诊断,需要更加数字化的精准检查和诊断。这也是徐文坚对数字化医学影像时代的期盼。

伦琴发现X线为放射学的发展奠定了基础,在其后的100余年中,随着各种新型成像技术不断出现及改进,放射学由单纯的X线成像发展到包括CT、MRI、超声、核医学、计算机放射成像(CR)、数字放射成像(DR)等各种数字化成像技术的现代影像学阶段。成像技术的改进,同时也引起了包括思维模式、工作流程、管理方式等一系列改变与挑战,20世纪70年代初期CT的问世,成为传统放射学步入现代影像学时代的革命性标志,在其后的时期里逐渐出现了各种各样的成像技术,但根本进展为影像医学的数字化,后者使得医学影像学进入了迅猛发展的时期。

徐文坚说,医学影像学的发展进步大大提高了医生的诊断水平,而根据影像进行初步诊断直接影响手术方案设计、关乎预后。而目前常用的不同成像数据只能反应不同层次的信息,不同影像学检查各有优缺点,单一模态成像精确诊断困难。以分子化影像学等为代表的数字化影像医学则是影像学的未来,将能做到早期精准检出、定位、定性、分期、分级,可将现有信息进行再挖掘,实现高度敏感、特异、准确的影像,助推精准医学时代到来。

(责任编辑:中国3D打印机网)