3D打印、人工智能打開腫瘤精準(zhǔn)診療的“黑匣子”

來(lái)源：MESEA

當(dāng)前，隨著人工智能與醫(yī)療產(chǎn)業(yè)的加快融合發(fā)展，醫(yī)療人工智能已經(jīng)成為一種解放臨床生產(chǎn)力的重要工具。它不僅讓醫(yī)生們從機(jī)械重復(fù)的工作中釋放出來(lái)，也讓全球各地的患者享受到“人機(jī)合一”的規(guī)范化醫(yī)療服務(wù)。

尤其是在講究循證醫(yī)學(xué)的腫瘤學(xué)領(lǐng)域，人工智能正讓人們獲得更準(zhǔn)確的診斷、更規(guī)范的治療、更安全的微創(chuàng)手術(shù)以及更短的手術(shù)時(shí)間，也讓醫(yī)生面對(duì)癌癥這一醫(yī)療難題時(shí)更有信心。正如ALGOL語(yǔ)言和計(jì)算機(jī)科學(xué)的“催生者”艾倫·佩利曾經(jīng)提到的：“在人工智能上花一年時(shí)間，足以讓人相信上帝的存在�！�

如何讓外科腫瘤手術(shù)更精準(zhǔn)？
一直以來(lái)，在腫瘤學(xué)領(lǐng)域，要有足夠的證據(jù)支持開刀手術(shù)才是正確的選擇。但在實(shí)戰(zhàn)之中，醫(yī)生難以對(duì)眼前的病灶進(jìn)行橫向比較，當(dāng)他們根據(jù)經(jīng)驗(yàn)感覺這是可以切除的，那么就動(dòng)手了。

在這一過(guò)程中，由于無(wú)法對(duì)所有病變組織附近的血管都進(jìn)行精確定位，也無(wú)法精細(xì)地區(qū)分癌變部位與正常部位的邊界，醫(yī)生只能在手術(shù)之后，通過(guò)觀察患者后續(xù)的表現(xiàn)而得知手術(shù)進(jìn)行的成敗。

吳文韜博士曾是華西醫(yī)院的一名神經(jīng)外科醫(yī)生，談起手術(shù)經(jīng)歷，他也十分感概：“過(guò)去骨科醫(yī)生做骨瘤手術(shù)時(shí)，只能在手術(shù)中憑著感覺去切，由于醫(yī)生們?cè)谟跋裆峡吹降娘@著邊界是由造影劑產(chǎn)生的，而在實(shí)際操作時(shí)，肉眼是分辨不出來(lái)邊界的。就觀察而言，明顯隆起的地方必然是腫瘤，但是周邊許多看似健康骨頭，內(nèi)部也早已被腫瘤侵犯的。從表面上，我們看不出來(lái)任何的差別。”

“原來(lái)的骨科醫(yī)生就只能嘗試性的切除一段，然后取切緣組織送去術(shù)中冰凍病理檢查。這個(gè)過(guò)程需要花費(fèi)半個(gè)小時(shí)，待半個(gè)小時(shí)后發(fā)現(xiàn)，這個(gè)切緣還有殘余的腫瘤細(xì)胞，骨科醫(yī)生就再往外切一點(diǎn)——如此這樣一步一步的往下切。”

“你可以想像，第一，每次切一點(diǎn)，送去冰凍就要等半個(gè)小時(shí)，這個(gè)時(shí)間消耗是非常大的。第二骨創(chuàng)面的出血量大，難以止血。如果手術(shù)時(shí)間長(zhǎng)，造成了各種各樣的滲血以及蒸發(fā)，會(huì)讓這個(gè)病人出現(xiàn)非常大量的失血和血液濃縮，甚至導(dǎo)致肺栓塞等并發(fā)癥。所以，傳統(tǒng)骨科腫瘤手術(shù)的手術(shù)時(shí)間一般是在十個(gè)小時(shí)，出血量一般是在一萬(wàn)多毫升。這類手術(shù)只能在華西這樣的大院做，普通醫(yī)院根本不敢接。”

那么，如果我們能夠?qū)�骨頭組織進(jìn)行精確區(qū)分與勾畫呢？前沿科技便在這里派上了用場(chǎng)。

當(dāng)前沿科技介入手術(shù)治療
人工智能在醫(yī)學(xué)中早已有了非常廣泛的應(yīng)用，我們能夠看到面向各類癌癥的AI技術(shù)從基層出發(fā)提高早期癌癥的發(fā)現(xiàn)率，并已取得顯著效果。但對(duì)于缺乏早癌篩查的中國(guó)，仍有大量患者需要通過(guò)手術(shù)的方式獲取治療。
所以，吳文韜博士選擇加入百洋智能科技，擔(dān)任首席醫(yī)療官，嘗試運(yùn)用人工智能、3D打印、VR等技術(shù)輔助癌癥治療。

“腫瘤治療是一場(chǎng)拉鋸戰(zhàn)。術(shù)前規(guī)劃，術(shù)中操作，術(shù)后康復(fù)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都對(duì)癌癥治療至關(guān)重要。而百洋擁有集成千萬(wàn)醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的Waston for Oncology（Watson腫瘤解決方案）為腫瘤治療提出解決方案及方案來(lái)源，符合循證醫(yī)學(xué)，能夠?qū)δ[瘤治療制定個(gè)性化方案。其最新開發(fā)的百洋智能影像解決方案（簡(jiǎn)稱：BïSO）則可幫助醫(yī)生在術(shù)前進(jìn)行規(guī)劃，可對(duì)神經(jīng)、骨科等手術(shù)進(jìn)行術(shù)前手術(shù)計(jì)劃，術(shù)中定位導(dǎo)航，并在手術(shù)結(jié)束后進(jìn)行療效評(píng)估�！边@些技術(shù)能夠顛覆性的改變外科醫(yī)生手術(shù)質(zhì)量。

“以骨瘤切除手術(shù)為例，通過(guò)BïSO的CT-MR多模態(tài)影像融合術(shù)前輔助系統(tǒng)，我們可在術(shù)前通過(guò)分析影像了解腫瘤的范圍，判斷腫瘤組織與正常組織的邊界，精確判斷了手術(shù)的切除范圍。圖像上的灰色和紫色部分是手術(shù)導(dǎo)板。當(dāng)BïSO 對(duì)患者骨頭進(jìn)行掃描后，便可通過(guò)3D打印技術(shù)迅速生成相應(yīng)的手術(shù)導(dǎo)板。現(xiàn)有技術(shù)之下，這一導(dǎo)板的個(gè)性化精準(zhǔn)設(shè)計(jì)，針對(duì)骨頭契合的位置，大大減小外科醫(yī)生的手術(shù)難度�！�

據(jù)實(shí)際操作統(tǒng)計(jì)，通過(guò)BïSO的術(shù)中定位導(dǎo)航技術(shù)，骨瘤手術(shù)可縮短至2-3個(gè)小時(shí)，相應(yīng)的出血量明顯減少，從上萬(wàn)毫升降至2-3千毫升。在這種情況下，患者無(wú)需在術(shù)后進(jìn)入ICU，相應(yīng)的醫(yī)療成本也隨之減小。

受益方不僅僅是醫(yī)生與醫(yī)院，如果醫(yī)生能在術(shù)前便把患者的腫瘤狀況以精確的影像方式表現(xiàn)出來(lái)，便能更加生動(dòng)地為患者描述每一種手術(shù)方案的操作方式及對(duì)應(yīng)結(jié)果。通過(guò)這種方式，整個(gè)手術(shù)過(guò)程將更加透明，醫(yī)患共同決策也將由夢(mèng)想走向現(xiàn)實(shí)。

更為重要的一點(diǎn)在于醫(yī)療資源的賦能。過(guò)去只有華西醫(yī)院能進(jìn)行的復(fù)雜腫瘤手術(shù)，如今在縣級(jí)醫(yī)院也能通過(guò)BïSO系統(tǒng)進(jìn)行，更多的普通患者也將由此重獲新生。

結(jié)構(gòu)化報(bào)告解決數(shù)據(jù)標(biāo)注問(wèn)題
研究表明，規(guī)范化治療可以有效延長(zhǎng)腫瘤患者的5年生存期。如今癌癥治療已經(jīng)進(jìn)入“慢病化”時(shí)代。但是癌癥的規(guī)范化治療在不同地區(qū)參差不齊，其中重要的一部分便是影像報(bào)告的非結(jié)構(gòu)化。

對(duì)于這一問(wèn)題，BïSO系統(tǒng)整合了基于放射語(yǔ)言和知識(shí)圖譜體系的影像結(jié)構(gòu)化報(bào)告系統(tǒng)，著力于解決影像科報(bào)告不規(guī)范不標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題。

為了方便醫(yī)生識(shí)別與醫(yī)學(xué)生學(xué)習(xí)，影像結(jié)構(gòu)化報(bào)告多采取圖文并茂的方式。醫(yī)生在撰寫報(bào)告時(shí)只需要在有問(wèn)題的地方進(jìn)行標(biāo)注，就可以直接把相應(yīng)的量化的測(cè)量結(jié)果導(dǎo)入報(bào)告。

同時(shí)，這一系統(tǒng)基于影像診斷知識(shí)圖譜和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)放射語(yǔ)言體系，包含了現(xiàn)有醫(yī)療體系下的放射診斷思維邏輯，能夠自動(dòng)關(guān)聯(lián)影像數(shù)據(jù)。比如，當(dāng)醫(yī)生勾選“淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移”選項(xiàng)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)通過(guò)影像的方式表現(xiàn)展示轉(zhuǎn)移情況，并將其植入報(bào)告；而對(duì)于胃癌，該系統(tǒng)能自動(dòng)計(jì)算分期分型，填入符合國(guó)際規(guī)范的量化數(shù)值，以便于醫(yī)生準(zhǔn)確追蹤治療效果。

無(wú)遠(yuǎn)弗屆
截止4月，百洋智能科技推出BïSO系統(tǒng)半年有余，已協(xié)助醫(yī)生完成一千多例神經(jīng)外科手術(shù)，220例骨科手術(shù)。而在肝、胰、膽等場(chǎng)景下的相關(guān)產(chǎn)品也已成熟，并處于迅速推進(jìn)之中。

這僅僅是一個(gè)開始，在吳文韜博士看來(lái)，這套產(chǎn)品仍然不夠自動(dòng)化，還需醫(yī)生偶爾對(duì)其進(jìn)行校正，而在他的眼中，一個(gè)成熟的產(chǎn)品應(yīng)該實(shí)現(xiàn)完全的自動(dòng)化和智能化，這將是他深入研究的方向。

此外，BïSO系統(tǒng)更大的價(jià)值在于提升一、二級(jí)醫(yī)院的外科醫(yī)生手術(shù)能力，并通過(guò)其可視化的報(bào)告與操作過(guò)程為醫(yī)生提供更為生動(dòng)的教學(xué)影像，從設(shè)備與人力兩個(gè)方向齊頭并進(jìn)。

對(duì)于未來(lái)，吳文韜認(rèn)為手術(shù)導(dǎo)航以及手術(shù)機(jī)器人將是醫(yī)學(xué)科技發(fā)展的大方向，更為智能化的手術(shù)機(jī)器人、混合現(xiàn)實(shí)在手術(shù)中的定位導(dǎo)航都將具備非常大的市場(chǎng)。

而BïSO作為百洋智能醫(yī)生云平臺(tái)BSmartD的一部分，未來(lái)將與Watson腫瘤解決方案、基因解決方案產(chǎn)生更為深入的聯(lián)系，或許，我們可以在未來(lái)通過(guò)AI處理基因信息，為手術(shù)制定更為詳細(xì)的規(guī)劃。畢竟在人工智能時(shí)代下，又有什么是不可能的呢？我們不妨給百洋一點(diǎn)時(shí)間。