11月28日，由北京醫(yī)學(xué)會(huì)主辦的“2020首都青年醫(yī)學(xué)創(chuàng)新與轉(zhuǎn)化大賽” 決賽在北京國(guó)際會(huì)議中心舉行。大會(huì)評(píng)委從臨床方法及創(chuàng)新價(jià)值等多個(gè)維度，對(duì)入圍的20余項(xiàng)覆蓋臨床創(chuàng)新研究、生物醫(yī)藥、醫(yī)療器械、醫(yī)療軟件的項(xiàng)目，進(jìn)行綜合評(píng)判。經(jīng)過(guò)激烈角逐，由我院副院長(zhǎng)盧潔牽頭、北京理工大學(xué)及數(shù)坤網(wǎng)絡(luò)科技有限公司合作項(xiàng)目“人工智能輔助診斷系統(tǒng)在腦血管疾病領(lǐng)域的研發(fā)與應(yīng)用”榮獲一等獎(jiǎng)。

腦血管病具有高發(fā)病率、高致殘率、高死亡率的特點(diǎn)，早期診斷對(duì)改善患者預(yù)后具有重要意義。頭頸動(dòng)脈CTA成像是無(wú)創(chuàng)診斷腦血管病的方法，但由于圖像后處理復(fù)雜、耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，難以滿足臨床日益增長(zhǎng)的患者需求。因此，如何實(shí)現(xiàn)快速、簡(jiǎn)便、精準(zhǔn)診斷是亟待解決的臨床痛點(diǎn)。

圖1. 人工智能輔助系統(tǒng)的骨分割和血管分割流程圖。a: 3D ResU-Net結(jié)構(gòu)單元實(shí)現(xiàn)頭頸CTA中骨和血管的自動(dòng)分割；b: 全系統(tǒng)流程圖，ResU-Net 1和ResU-Net 2用于實(shí)現(xiàn)骨分割，ResU-Net 3 實(shí)現(xiàn)血管分割，最后CGPM生長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)用于血管斷裂處的連接，完成圖像后處理。

圖2. AI重建和手動(dòng)重建圖像質(zhì)量的比較。第一列可見(jiàn)AI 重建圖像血管管壁更加光滑，分支顯示更遠(yuǎn)；第二列可見(jiàn)手動(dòng)去骨受掃描的影響較大，g圖可見(jiàn)血管周?chē)罅抗菤埩粲绊懫溆^察，對(duì)同一病例AI通過(guò)增強(qiáng)掃描完成去骨，去骨效果良好，同時(shí)避免進(jìn)行二次掃描。

該項(xiàng)目自主研發(fā)了獨(dú)有的深度學(xué)習(xí)算法，可對(duì)頭頸動(dòng)脈CTA影像數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)化分割、建模、并提取相應(yīng)管腔及斑塊信息，并基于多中心大樣本數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建了可實(shí)現(xiàn)全流程自動(dòng)化處理、無(wú)需人工干預(yù)的AI平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了快速（節(jié)約83%后處理時(shí)間）、簡(jiǎn)便（節(jié)省75%人力）、精準(zhǔn)（后處理圖像準(zhǔn)確率達(dá)92.8%）的研發(fā)目的，成果發(fā)表于Q1區(qū)雜志Nature Communication并已推廣應(yīng)用至全國(guó)100家以上醫(yī)院，具有良好的臨床應(yīng)用前景，可服務(wù)于公立醫(yī)院、第三方體檢及影像中心，為廣大腦血管病患者服務(wù)。

圖3 相關(guān)成果已在《Nature Communication》在線發(fā)表