目前醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)超過90%的數(shù)據(jù)都來自醫(yī)學(xué)影像，傳統(tǒng)模式下放射科醫(yī)生對機(jī)器拍出的影像片子進(jìn)行閱片、分析和報告。人工讀片的弊端之一，就是經(jīng)驗(yàn)不足的醫(yī)生可能會誤判。當(dāng)前中國醫(yī)療影像片子的數(shù)量每年以30%的速度增長，而全國每年放射科醫(yī)生的增長率只有4%，放射科醫(yī)生的負(fù)擔(dān)日益加重。善用人工智能可以極大的提高醫(yī)生的工作效率和判斷的準(zhǔn)確性。

數(shù)坤冠脈AI產(chǎn)品CoronaryGo 是一款對心臟冠狀動脈血管增強(qiáng)造影CTA的DICOM圖像進(jìn)行自動后處理重建處理操作，可獲得患者冠狀動脈血管容積重建VR圖像、CPR、拉直、探針重建圖像等相關(guān)各個角度的血管內(nèi)腔曲面二維重建圖像。這些后處理重建的圖像可以輔助醫(yī)生評估患者的冠狀動脈損傷程度，狹窄程度以及對心肌供血造成的影響程度。因可全自動完成冠脈CT影像智能圖像后處理、膠片自動打印，并與AI輔助自動輸出結(jié)構(gòu)化報告，可謂冠脈CTA影像“拍立得”。產(chǎn)品特點(diǎn)體現(xiàn)如下：后處理全自動化，1小時縮減至1分鐘；智能化冠脈診斷，輸出結(jié)構(gòu)化報告，達(dá)到臨床可用標(biāo)準(zhǔn)。臨床優(yōu)勢表現(xiàn)在：全自動化，加速流程；改善流程，解放人力；精準(zhǔn)診斷，提升效率；結(jié)構(gòu)化報告一鍵輸出，標(biāo)準(zhǔn)化診斷報告。

本案例的核心是利用海量大數(shù)據(jù)，通過不斷訓(xùn)練，將人工智能深度學(xué)習(xí)技術(shù)，應(yīng)用于心血管疾病醫(yī)療影像方面的人工智能輔助診斷產(chǎn)品。產(chǎn)品的服務(wù)對象包括：放射科醫(yī)生和臨床開具冠脈CTA檢查的醫(yī)生。

冠脈CTA檢查的患者和冠心病體檢篩查的增量人群：

冠心病病死率逐年增加，心血管疾病已成為中國居民疾病死亡的首要死因?！吨袊难懿蟾?017》的數(shù)據(jù)顯示，中國心腦血管患病人數(shù)超過2.9億，每年死亡人數(shù)高達(dá)300萬。每5例疾病死亡病例中就有2例死于心血管疾病。我國人口基數(shù)巨大，冠心病高危人群眾多，其患病年齡趨于年輕化，自40歲開始，每增加10歲，冠心病的患病率增加1倍。

目前，我國有2.9億心血管病患者和1100萬的冠心病患者。作為需要全民“用心”對待的“心血管病”，診斷和治療方法的進(jìn)步，早發(fā)現(xiàn)早治療，很大程度上決定了患者的生存率和生存質(zhì)量。

隨著人民生活水平的提高和對健康需求的提升，心血管病的體檢篩查具有巨大的市場增量，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)潛力、放射科醫(yī)生數(shù)量及對冠心病CT診斷的效能直接影響著廣大醫(yī)療機(jī)構(gòu)對開展冠心病體檢篩查的動力與效力，如何釋放醫(yī)生資源，如何開發(fā)設(shè)備潛力，如何更好地為廣大患者和有需求的體檢篩查人群服務(wù)，善用人工智能技術(shù)可解決此問題。

冠脈CTA作為簡單有效而無創(chuàng)的冠狀動脈早期疾病診斷和預(yù)測的方法之一,其中大多數(shù)檢查來自于心內(nèi)科、心外科和體檢中心等。目前我院放射科每天的冠狀CTA檢查大概在10-40例左右，后處理圖形重建和診斷報告由血管組的5位醫(yī)生完成。由于我院每天患者量較多，預(yù)約一個冠脈CTA檢查要大概提前3-4天，做完檢查正常需要等待4-5天才能拿到片子和報告，前后時間跨度長。每一個醫(yī)生從病人檢查完進(jìn)行原始圖像的三維重建后處理到出具診斷報告需要花費(fèi)大概30分鐘以上的時間，如果遇到患者呼吸配合不好、心率不齊的情況，更是耗時。隨著老齡化現(xiàn)象和人民的健康意識越來越高，冠脈CTA作為一種有效篩查，檢查需求和數(shù)量逐年增加，而醫(yī)生數(shù)量短缺，極大地增加了醫(yī)生們的工作負(fù)擔(dān)。

冠脈計(jì)算機(jī)輔助診斷軟件是目前為止國內(nèi)唯一將人工智能深度學(xué)習(xí)技術(shù)，應(yīng)用于心血管疾病醫(yī)療影像方面的人工智能輔助診斷產(chǎn)品。軟件基于冠狀動脈CCTA影像數(shù)據(jù)，利用人工智能（AI）技術(shù)，自動進(jìn)行影像后處理重建并生產(chǎn)可供臨床診斷使用后處理影像序列，并自動檢測管腔內(nèi)的狹窄情況，并生成輔助診斷的結(jié)構(gòu)化報告?；谌斯ぶ悄艿墓诿}CCTA影像的自動后處理可以大量減少醫(yī)生手動后處理的工作量，同時其智能化的冠脈狹窄輔助診斷功能和結(jié)構(gòu)化報告功能起到了極大的輔助診斷作用。

1.基于深度學(xué)習(xí)的血管分割提取技術(shù)

血管分割是后處理圖像重建、診斷等的重要基礎(chǔ)。由于病例成像的復(fù)雜性、傳統(tǒng)血管分割技術(shù)在很多情況并不理想，需要借助人工輔助手段完成。深度學(xué)習(xí)可提供完全自動化的分割結(jié)果，并能應(yīng)用于更加的復(fù)雜情況，提供更完整、更準(zhǔn)確、更光滑的血管分割。通過自主研發(fā)的最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)探尋技術(shù)(Optimal path detection)，得到解決血管分割任務(wù)的最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)；并針對冠脈血管特性，設(shè)計(jì)了獨(dú)特的Loss函數(shù)(Loss function)?；谏鲜霆?dú)創(chuàng)技術(shù)使得血管分割模型的魯棒性和泛化性能表現(xiàn)非常卓越, 形成了目前的業(yè)界技術(shù)壁壘（圖1）。

圖1

2.基于深度學(xué)習(xí)的斑塊和狹窄檢出技術(shù)

利用深度學(xué)習(xí)可以提供精準(zhǔn)的斑塊和狹窄檢出。人眼識別時會在復(fù)雜情況下混淆血管的情況，致使一般方法的檢測假陽性嚴(yán)重偏高。通過自主研發(fā)的多源圖像病灶檢測技術(shù)，使假陽性得到非常好的控制。在該技術(shù)框架下，通過基于深度學(xué)習(xí)的檢出技術(shù)和基于深度學(xué)習(xí)的分類技術(shù)和3D檢出技術(shù)的最優(yōu)配合即保證了檢出率，又保證了準(zhǔn)確率。該獨(dú)創(chuàng)性技術(shù)也形成了目前的業(yè)界技術(shù)壁壘。

數(shù)坤科技開創(chuàng)性地研發(fā)出的全球首個，也是目前為止世界上唯一針對心血管疾病的人工智能輔助診斷產(chǎn)品。該系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)視覺和深度學(xué)習(xí)技術(shù)，通過對臨床數(shù)十萬份病例進(jìn)行學(xué)習(xí)，對冠心病進(jìn)行診斷。目前，該人工智能輔助診斷系統(tǒng)已進(jìn)入包括首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院、重慶西南醫(yī)院、武漢中心醫(yī)院、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院、北京協(xié)和醫(yī)院、上海交通大學(xué)附屬第一人民醫(yī)院等全國近百家知名醫(yī)院，極大地提高了醫(yī)生的工作效率和診斷效能（圖2）。

數(shù)坤冠脈輔助診斷軟件自進(jìn)入我院，從掃描到報告，覆蓋冠脈CTA的全流程，到目前為止，已經(jīng)高效地智能處理了超過上千個病例，據(jù)統(tǒng)計(jì)，診斷性能達(dá)到敏感性>95%，特異性>90%，準(zhǔn)確性>98%，陽性預(yù)測值>85%，陰性預(yù)測值>98%，醫(yī)生的使用率>95%，得到用戶的高度認(rèn)可。基于軟件的快和準(zhǔn)的優(yōu)點(diǎn)，醫(yī)生通過使用數(shù)坤軟件從后處理到出具報告時間縮短到10分鐘以內(nèi)，醫(yī)生對數(shù)坤冠脈AI的高使用黏性，使整個流程更快，患者從檢查到拿到結(jié)果無需等待太久，當(dāng)天可取，一定程度上能夠允許預(yù)約更多的檢查。同時通過自動生成的重建圖像能夠?qū)υ紙D像質(zhì)量起到質(zhì)控，也可以督促和加強(qiáng)掃描技術(shù)人員的操作能力和專業(yè)技能，嚴(yán)格把控圖像質(zhì)量的優(yōu)劣。醫(yī)生的工作效率顯著提高，真正釋放醫(yī)生的雙手，有效彌補(bǔ)醫(yī)生資源緊缺的不足，可以把更多的時間投入到科研和與患者溝通交流等更有意義的地方。對于經(jīng)驗(yàn)不足的年輕醫(yī)生，也可以通過學(xué)習(xí)使用該軟件，加強(qiáng)自己的專業(yè)知識能力，更好地提高診斷水平（圖3、圖4）。

圖3

圖4

可見使用數(shù)坤冠脈輔助診斷軟件可以做到：

省時：迅捷完成復(fù)雜的冠脈處理及診斷，一小時變?yōu)橐环昼姡?/p>

省力：無需人工干預(yù)，一鍵完成三維后處理，直接生成冠脈狹窄判斷及斑塊性質(zhì)辨別的定性和定量結(jié)果；

省心：AI與人“雙腦診斷”，減少漏診誤診率，降低醫(yī)療風(fēng)險。

利用人工智能深度學(xué)習(xí)技術(shù)，全流程完成冠狀動脈CTA的自動后處理及輔助診斷，輸出結(jié)構(gòu)化報告并自動打印，為醫(yī)生提供更高效的圖像處理方式，釋放醫(yī)生資源。結(jié)構(gòu)化報告為臨床提供更標(biāo)準(zhǔn)的同質(zhì)化診斷結(jié)果，對質(zhì)量控制亦起到良好的示范作用。

基于云平臺的智慧影像，智慧醫(yī)療：

現(xiàn)有的冠脈CTA影像AI系統(tǒng)，結(jié)合自身的大數(shù)據(jù)平臺和人工智能平臺，數(shù)坤科技可以提供基于私有云，公有云和混合云的高度靈活的云端智慧醫(yī)療解決方案。整個云平臺將提供完整的醫(yī)療數(shù)據(jù)存儲服務(wù)。同時，云平臺可以提供基礎(chǔ)的AI 能力和基于該基礎(chǔ)能力延伸出的在醫(yī)療領(lǐng)域的專有技能。不僅可以進(jìn)行當(dāng)下AI主流技術(shù)-機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)的快速訓(xùn)練，還可以基于生成模型進(jìn)行大規(guī)模并發(fā)的數(shù)據(jù)預(yù)測。結(jié)合存儲云的數(shù)據(jù)流，訓(xùn)練過程可以高度的自動化并讓模型進(jìn)行自我優(yōu)化。

數(shù)坤診療云將提供現(xiàn)代化的“醫(yī)療大腦”。未來在數(shù)坤診療云上不僅可以隨時查閱某一病人某次的檢查影像，相關(guān)的后處理重建影像或AI給出的輔助診斷報告，還可以將術(shù)后的恢復(fù)情況，用藥數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)分析。目前診療云已經(jīng)用于心腦血管和大血管相關(guān)的CTA后處理重建工作，自動檢測病灶和報告的生成，提供更加及時、高效率的后處理和輔助診斷依據(jù)。