湖北不断传来好消息。3月25日凌晨,除武汉外的离鄂通道解除了管控,各个行业也都在逐步复工。



人类和病毒的赛跑还远未结束。现在,凭借一个健康码,就能在一定程度上保证人们健康有序流动。但仅仅两个月前,大量涌入医院急诊科的病人,根本不允许医生一个一个手动完成肺部CT的定量评价。

是否感染了新冠肺炎病毒,这不是仅靠问诊就能得到的答案。疫情初期,每一秒钟的输赢都意味着生命。医生需要快速阅片,根据CT表现作出初步判断,进行分诊。

最重要的是,要快。人工智能辅助诊断新冠肺炎的系统,在一周内被开发上线,拥有惊人的准确率。在这背后,参与研发的人工智能公司,早在3年前就已经踏上赛道,开始抢跑。

发令枪响。1月24日,依图医疗CEO倪浩接到上海公共卫生临床中心(简称:上海公卫中心)副院长打来的电话,希望能合作开发一个辅助疫情诊断的系统。

虽然这天是除夕,但他丝毫没有过节的心情。这是武汉封城的第二天,钟南山院士证实存在“人传人”的第四天,春运开始的第15天。这一天,湖北、安徽、天津、北京、上海、重庆启动重大突发公共卫生事件一级响应。也是这天,515万人踏上回乡的火车,全国确诊了1287例新型冠状病毒感染肺炎。新增444例,是前一天259例的1.7倍。

接到倪浩电话的时候,依图医疗副总裁石磊正在网上查看最新发布的疫情相关的诊疗讯息。石磊是一名医生,步入医疗人工智能领域之前,曾担任浙江省肿瘤医院放射科副主任、科教科副科长。那几天,他的医生朋友们的话题越来越聚焦于新冠肺炎,大家会围绕肺炎的CT影像和临床诊疗展开讨论,多年的经验告诉他,此次的新冠肺炎非常特殊,而多地启动公共卫生事件一级响应,进一步印证了疫情发展的迅速和局面的严峻。

如果还在医院,作为医生可以志愿申请去一线支援,今天身在医疗人工智能科技创新企业,一定有新的方式为抗击疫情做贡献。春节假期前,石磊和倪浩一起讨论能为这次疫情做点什么。同样的讨论也发生在其他同事之间,在这之前,依图研发的AI影像辅助诊断系统已经在湖北的30家医院布局,本次疫情中武汉和湖北的大部分新冠肺炎定点收治医院都是这家医疗公司的合作伙伴。

(石磊博士在医院工作时的照片)

大家的想法很简单,“问题来了就解决问题。”

使用图像识别技术辅助来判断一位就医的人是否有肺炎,这是人工智能在2018年就能做到的事情。今天应对新冠肺炎需要明确的第一件事就是,这一次的肺炎有何不同?

普通肺炎患者常有明显的临床症状和检验指标异常,咳嗽、发热,白细胞升高等,这些可以直接帮助医生做出诊断。但对于新冠肺炎来说,截然不同。早期症状隐匿,确诊难,传染性强,进展快——这是石磊对这个疾病最初步的认识。

根据一线医生的经验分享,有些病人症状很轻,不易察觉,但多数病人都有肺炎表现,病变常累及多个肺叶,且进展非常快,两三天内肺内,部分患者肺炎可能会有大面积发展,从轻度感染转为重症。早诊是第一步,同时还要早期定量评价,准确快速的对比疾病发展变化和疗效,但临床缺乏有效的手段。

“要让早诊窗口前移到CT检查完的第一时间,并为临床分诊轻重症患者提供帮助。”石磊知道,在病人发病早期就给出提示,以便医生及早确认症状,及早排查,及早隔离,这个对传染病的防控来说极为重要。

在和上海公卫中心专家深入讨论的同时,依图的医疗研发团队已经快速集结。无论在国内还是海外的成员,一起开工。

(依图的系统在医院上线一周后,依图医疗团队员工去医院现场评估系统性能,并同医院专家商讨科研方案)

赛跑开始。“与其说是受命,不如说是信任。”几小时内,国内外度假的同事们收到了通知。不管他们的所在地是凌晨还是深夜,每个人听到集结号后都义无反顾地做好了备战。十几个工作群迅速成立,一百多人参与其中。有人在国外探亲,时差多达13小时,昼夜完全颠倒,连轴开启接力模式,工作群的信息接连不停。早晨七八点钟到凌晨一点,成为大家电话会议的热线时间。

响应几乎是即时的,只是通过电话讨论和语音会议,就最大程度地实现了信息的传递和理解。“你知道他能听懂你在说什么,接下来要去做什么。”

上下班的时间模糊了。在一线,医生们往往要忙到晚上才有时间提出功能需求,一个晚上十点多刚刚提出的需求,希望“大概第二天有空可以帮忙改一改”,常常在后半夜收到同事的回复,“已经改好”。

时差甚至也成了优势,几乎每个小时都有人醒着,下一班人上线的第一件事,就是细细读完上一班人留下的需求和叮嘱。

“早一天,甚至是早几个小时做出更精准的判断和治疗,对于患者的愈后是有明显意义的。”根据数据统计,石磊察觉到,一些重症患者从确诊到快速进展之间的时间窗仅有几天,同一时间段内,大量病人都需要做出检测和判断。

没有硬性的任务摊派、没有额外的奖励政策。4天,90个小时,依图医疗完成了这个看似不可能的任务。大年初四,第一版新型冠状病毒性肺炎智能影像评价系统,在上海市公共卫生临床中心正式上线。

系统能够在2-3秒内完成快速筛查、定量评价,初步的临床验证表明对于新冠肺炎病例的病情评估,系统的定量分析与医生的评价结果高度相似(相关性研究中R = 0.87,p < 0.001)。

而在湖北等更为严重的疫区,承担着大量肺炎疑似患者诊治的医院正急切等待着这套系统上线,“不管内科、外科、门诊、住院,首先都得扫一个肺。”一位一线医生反馈,“你们早几天来就更好了”,“以后每天靠依图活命了”。

(武汉大学人民医院放射科主任查云飞教授使用依图系统)

“病变发展的不同阶段,影像特征差异可能很大。”石磊知道,传统观念认为人工智能的基础是大数据。但这个概念在医疗领域并不绝对,虽然每天都有大量的患者接受诊疗,但细分到疾病种类、分期及不同的检查设备和方法,真正能够用于产品研发的同质化数据量其实并非海量。

在科技创新竞争日益激烈的今天,依图作为行业领军的企业,早已针对医疗“小样本”的现实困难做好了技术储备,不必等待传统意义上的海量大样本,充分利用技术优势和创新来实现产品研发的快速启动为企业带来新的竞争力。

人工智能这次之所以能够跑赢时间,得益于过去两年的“提前”抢跑。从2018年开始,医疗团队就已经在致力于解决这个问题。一方面,围绕小样本数据训练的关键困难,不仅基于迁移学习,更是通过AutoML平台等世界级技术,对算法架构进行优化,基于医疗图像算法的底层技术创新,提升跨模态算法能力。另一方面,自主研发了首款云端视觉AI芯片。

在当时,依图科技已经在智能城市、金融领域全面铺开,但他们追求的不仅是企业利润的增长,更多困扰他们的命题是,人工智能还能为人类做点什么?

他们试图布局医疗之初,没能获得行业外大多数人的理解。当时的人们只知道,最聪明的AI可以迅速识别一张图像和另一张图像的不同。但如何让它们“找到”病灶?医疗界的态度似乎不那么敞开。

依图医疗副总裁方骢至今记得,2017年她带着AI技术找医院谈合作的时候,人工智能在医疗界的应用还存在巨大的争议,很多城市的医院态度十分谨慎。“有医生说,人工智能是反人类的技术。”

但湖北的医生给她带来了很大的惊喜。他们对AI抱着批判的态度,但又愿意给方骢实验的机会,好不好用,让成果说话。研究取得实质性进展之后,依图医疗的care.ai®胸部CT智能4D影像系统落地使用,不仅能够检出单一肺结节,而且可以着眼于整个胸部CT影像。

这让医生们阅片不再完全依靠经验和大脑,而多了一个可以信赖的AI助手。截至2018年底,依图在武汉同济协和医院累计安装了100多个客户端,辅助诊断15万人次,100多个客户端的使用率达到了百分之百。这个案例也得到了国家层面的肯定,入选了2019年国家卫健委组织的“医疗健康人工智能应用落地30最佳案例”。

自主研发AI芯片的布局也在2019年看到了成果。2019年5月9日,依图科技CEO朱珑在发布会上向业界展示了依图求索,一款深度学习云端芯片,具备市面现有同类主流产品2~5倍的视觉分析性能,并且从设计到制造全部实现了国产化,让优秀算法不必受限于算力瓶颈。

随着服务的不断提升,医院对AI技术的依赖也在加深。

从开始接触到技术在武汉的五家带头医院落地,方骢只花了三个月的时间。她觉得自己遇到了最好的客户群,“我甚至没有请专家们吃过一顿饭。”

(医生使用该系统进行诊断)

因为前期已经有了合作,新冠肺炎爆发后,30多家医院除了一两家没有被列入定点收治的专科医院外,其他医院都顺利用上了新冠肺炎辅助诊断系统。

交通限制一度阻隔了依图员工带着服务器去现场实施的可能。为了方便医生升级系统,依图制作了演示视频,武汉一线的医生可以在没有专业人员的帮助下,自己照着视频完成系统的升级。

直到今天,程序员们也没有停下来休息。根据医生不断反馈的需求,他们仍然不断优化着系统,经常一天之内就迭代一个全新的版本。

2月5日,国家卫健委推出了《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案(试行第五版)》,规定将CT影像结果作为临床诊断病例的诊断标准(限湖北省)。这也意味着,对于新冠肺炎病情评估和疗效评价,开始更加信赖对CT影像辅助诊断系统的定量评价。

CT影像辅助诊断作为诊断疫情的第二道防线,能够确保第一时间发现无症状病人,对疑似患者进行比较准确的诊疗,“把50%的假阴性的概率也降下来。”

“我从来没有在这么短的时间内,面对过这么多熟悉的人消失在这个世界上。”虽然人在杭州忙碌,但方骢的父母和女儿都被疫情留在了武汉。一度,不断增加的死亡人数让父亲的情绪濒临崩溃。有一天,父亲因为吃不到想吃的蔬菜而发了脾气,方骢没办法,在电话那头拿出《论持久战》,一段一段给父亲念。以前她脾气急,父亲常拿这篇文章教育她。

唯一让方骢安慰的是,自己和所在的团队正在开足马力做能做的事情。在研究CT影像辅助诊断系统的同时,依图还开发了24小时在线的智能助手小依医生,帮助人们在手机端快速查询附近的发热门诊,进行同城患者查询和小区疫情查询,找到患者求助通道。

小依医生的开发也是一场闪电战。1月29日晚新冠肺炎小依医生项目启动,2月3日内部测试版交付,2月5日在第一家医院上线,与此同时,研发组在讨论过程中发现了更友好、更有话题感的游戏化产品形态之后,依图借调人员组建了另一支团队,启动了疫情知识达人项目,2月3日开工,2月6日内部测试版交付,2月8日正式上线,与小依医生实现双向打通。

(小依医生的使用界面)

方骢4岁的小女儿已经在武汉的家中住了一个月,乖乖地没有出门,方骢会让老人打开小依医生的游戏模块,念其中的选项给孩子按,答对疫情知识题目,会有一些声光效果和动画图案,孩子喜欢玩。

更让她觉得安慰的,是使用AI影像辅助诊断系统的前方医生不断发回的反馈,“你们依图早点来就好了。”

截至目前,依图的AI产品除了支援武汉一线,还驰援了上海市公共卫生临床中心、上海市第七人民医院、温州医科大学附属第一医院、荆州市第一人民医院、浙江大学医学院附属第二医院、四川省人民医院等全国100多个公共医疗机构,部署了超过20个省级行政区。且在疫情结束之前,小依医生对所有医疗机构和各级政府免费开放。

“不为良相,便为良医。”在家办公的日子里,平时就喜欢踩着拖鞋出现在办公室的程序员更加没时间顾及形象,拼命敲代码。这些平时不善言谈的理科生内心暗藏着一个朴素的想法,都是希望能为抗击疫情尽一份力,但很少有人宣之于口。

退回到三年前,没有人能够想到,那时候被医疗行业视作鸡肋的人工智能技术,会给今天的全球疫情防控带来如此巨大的帮助。就像《三傻大闹宝莱坞》里阿米尔•汗所扮演的兰彻,一直致力于做出最适合应用场景的机器,今天的人工智能公司,也正在手持技术重器,给人类提供最急需的帮助。

依图科技的医疗团队,也笃信电影主人公总挂在嘴边的那句话,“追求卓越,成功就会在不经意间追上你。”

(依图联合创始人、CEO朱珑博士在接受央视记者采访时对科技与时代的评价)

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