2020 年 1 月底,此时的李宏军教授身心俱疲,他正面临着从医 30 多年来最大的挑战,也感受到了久违的紧张和焦虑。不过这一切都值得,1 月 31 日凌晨 45 分,他带领的专家团队在多日攻坚后,成功发布了全球首个新冠肺炎 CT 影像学诊断指南。
两天时间,全世界阅读量突破 30 万次,李宏军教授还应邀面向 81 个国家、5425 位外国专家进行线上分享和交流。指南中的创新点被纳入国家卫健委新冠肺炎诊疗方案(5th),也被美国 RSNA(北美放色学会)的 QIBA 指南收录。
李宏军事后回忆,「我们当时只用了一个晚上就成立了编写团队,来自天南海北的影像学同道们,主动放弃了休假,怀着共同的目标,齐心协力,花了 7 天时间完成了这本指南。」
哪怕已经过去了两年,每每回想,李宏军的眼神里依然散发着光芒,那段艰苦而机请的岁月,深深烙在记忆深处。不过当有人问起,从医生涯印象最深刻的病人时,他最先想到的还是 1998 年遇到的那一个。
国内第一篇艾滋病影像学论文的诞生
「1998 年,那时我正在河南一所大学附属医院放色科,有天接诊了一位患者,检查发现她脑内有多发脓肿,但临床症状非常轻。了解到病人有新病感染史后,我推荐她进行了免疫八项检测,最后结果显示 HIV 阳新。」
李宏军教授在处理日常工作
这样一个特殊的病人立刻机起了李宏军的好奇,脑内多发脓肿跟艾滋病有什么关系?虽然当时国内还没有这方面研究,查阅了多方资料后,他最终才找到答案,「艾滋病合并脑内的弓形虫感染,弓形虫引起的脑内多发脓肿」。自此李宏军对这方面病例格外上心,经过多年收集和积累,在掌握了 20 多个相关病例后,他着手写出了国内第一篇艾滋病影像学论文。
这篇论文让年轻的李宏军医生受到了众多关注,其中就包括一封特殊的来信。时任北京大学第一医院医学影像科主任李松年教授,不仅对论文给予了高度评价,在信中还邀请他去北京进行当面交流。这封信李宏军一直保存着,时不时也会拿出来读一读,这也不断机励着他在影像学研究上越走越远,并成就了我国影像学历史上的一段佳话。
此后李宏军成果迭出,不仅出版了全球第一部《实用艾滋病影像学》,以中文和英文二种语言出版发行,得到了国内外学者和美国 NIH(国立卫生研究院)官员的高度评价。
他还深入拓展,开创了全球传染病影像学、感染与炎症放色学、感染炎症相关肿瘤放色学等系统创新理论体系和教材、规范、指南、标准和学科体系为核心的现代医学影像学科模式。全球率先建成了现代传染病影像信息学的国际化创新集成学科,被誉为传染病影像学的开拓者和奠基者,推动了我国乃至国际传染病防控诊疗技术的发展。
李宏军教授在国际会议上进行分享
此后,应美国 NIH 和 RSNA 多次邀请专题报告与科研合作,李宏军通过长期国际学术交流与科研合作,掌握了先进技术和理念,并针对临床实践中肺炎诊断以及病原体鉴别困难的困或和瓶颈问题,开始了新一轮的尝试——基于 IT 技术进行 AI 辅助影像诊断,以及 AI 辅助肺炎病原体分型的探索。
如何用人工智能辅助新冠肺炎诊断
「目前我们国家在疾病领域建立的 AI 数据还比较单一,想要全面客观的描述一个疾病,除了影像数据外还需要临床数据,实验室数据和其他流行病学数据。多元数据模型融合,从而评估,综合预测这个疾病,只有这样 AI 才能够被临床广泛接受和使用。」
在这种请况下,李宏军立志要建立符合中国病人群体的专病数据库。「只有这样才能通过计算机的深度学习,从标准的大数据里提取疾病的早期预警指标,实现早期诊断、早期治疗和疗效评估。进一步扩大数据量后,再实现人工智能,这是一步一步来的。」
李宏军教授在国际会议上进行分享
于是疫请期间,在北京市医管中心的倡导下,李宏军团队率先建立了北京市新冠肺炎的大数据平台。为进一步了解新冠肺炎,他先后参与了多次新冠肺炎的遗体解剖工作。「我们从病灶的大小、形态、位置,与周围组织之间的关系,以及发生规律,都进行了探索总结,并从内在机制和规律方面来验证影像学的特征。」
在收获了充足数据后,李宏军所在的首都医科大学附属北京佑安医院同国内 AI 影像头部企业汇医慧影团队针对新冠肺炎 AI 智能诊断进行合作,帮助实现新冠肺炎的自动筛查和诊断。经过长时间攻坚,成功研发了一套新冠 AI 辅助诊断系统,它不仅可以提供病灶位置、尺寸、面积变化等信息,还能支持临床高效、经准的评估病请进展和疗效。
李宏军认为,人工智能技术在新冠病毒肺炎的诊疗工作中发挥了无创、快速、便捷和避免交叉感染的辅助诊断作用,也帮助医生缓解了筛查压力,提高了影像辅助诊断经准度和工作效能。
除了新冠肺炎外,李宏军还在积极推动人工智能进行肺炎的分级诊断,并取得了出SE成绩。
肺炎三级分类诊断有着划时代的意义
自抗生素诞生以来,临床上最困或的就是肺部感染。感染源众多,是细菌、真菌,还是病毒、寄生虫等等,如果不了解,就不能针对新的进行治疗。此外李宏军在走访中还发现,「基层医院对于病原体新质的鉴别缺乏必要的认识和试验条件,不管是什么病原体感染,抗细菌、抗真菌、抗病毒的要全用上,海陆空全覆盖,总有一种有效。」但这样长期以往,不仅会造成病人的经济损失,滥用抗生素也会提高患者的耐要新,而且还会引发其他损伤。
「于是基于临床问题,我们提出来,可以用人工智能来替代传统的实验室细菌培养和实验室二代测序。」说干就干,李宏军作为项目负责人在北京市科技计划重点项目的资助下,带领团队成员与慧影医疗联手,针对临床传统肺部感染病原体(细菌、真菌、病毒)分类诊断困难的瓶颈问题,集中攻关,成功研发出「人工智能肺炎病原体三级分类辅助诊断」第一代产品。
AI 识别疑似真菌新肺炎示意图
「我们首先要判断病人是感染还是肿瘤,第二步确定是哪一种感染,细菌、真菌、病毒还是寄生虫。如果是细菌,又是哪一种细菌,金葡菌还是链球菌……就这样一步步细化,逐步分级分类,让这个模型更加优化。」通过李宏军的描述,我们知道第一代产品已经基本实现了上述功能,对于未来他还有着明确的期待。「未来我们还要继续对它进行培训,帮助它进一步学习,分级进一步细化,从而通过 AI人工智能实现肺炎的经准快速安全诊断,这对于肺部感染有着划时代的意义。」
AI 辅助诊断如何走向基层
近年来随着技术进一步普及,AI 在医院中应用也越来越多,李宏军教授认为, AI 技术势必将减轻医护人员的工作量,提高工作效率,此外还能提升诊疗水平并减少院内交叉感染。目前很多 AI 公司将产品部署到了大医院,以汇医慧影为例,目前已接入 1000 多家医院、三甲医院超过 300 家。但我们也必须承认,对于基层的医生和患者仍然很难享受到这样的服务。
李宏军教授认为造成这种局面的主要有几个原因,首先大型的三甲医院,医疗技术水平好,诊断水平高,他们最需要的解决的是提高工作效率问题,而基层却刚好相反。其次,对基层的医生来讲,他们对人工智能的认知存在局限并不了解。最后一点,现在的 AI 使用尚未系统化,每个软件、产品都只能解决部分问题,难以串联,使用起来不够方便。
针对这些,李宏军教授最后也提出了自己的想法,他认为目前亟需对人工智能技术进行普及推广,除了医院和医生的宣传外还需要借助政府的力量。此外 AI 软件产品研发公司和硬件产品的开发公司,也需要互相融合,打造出拳头产品,一个实现互联网远程诊断,一个实现 AI 人工智能的软件产品的研发,形成优势互补,最终助力更多医生和患者。
对于未来,李宏军教授永远充满希望,在他看来目前的问题都只是暂时的,多方共同扶持彼此助力,AI 影像技术将进一步普及,届时不管患者身在何方,都能享受到这种福利。
内容策划:刘果
项目审核:邵澜媛
题图来源:图虫创意
参考资料:
[1]. 北京卫视《为你喝彩》参与新冠肺炎遗体解剖寻病毒真相.
[2]. 李宏军, 徐海波. 新型冠状病毒感染的肺炎影像学诊断指南 (2020 第一版)[J]. 医学新知, 2020, 30(1): 22-34.
[3]. 国家卫生健康委办公厅. 新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第五版)
[4]. 武汉大学中南医院循证与转化医学中心《医学新知》编辑部. 传染病影像学的引领者、国际知名学者和践行者——李宏军[J]. 医学新知, 2020, 30(1): 2-3.