联影智能AI入驻火神山、雷神山医院，分析肺段以搜寻新冠病毒特征 | 科技战疫
有一种责任感，叫做理性。
越是在重大灾害面前，
我们越应该冷静、镇定、客观，
踏踏实实做好手里的事情。
武汉，加油！中国，加油！
自疫情拉响警报以来，科技战疫力量纷纷涌入武汉，临时搭建的火神山医院、雷神山医院既是疫情防控的中枢所在，也是十年来医疗科技力量从蓝图走向现实的试炼场。
人工智能技术在此次防疫战之中应用非常广泛，从基于知识图谱的居民自省自查，到医疗影像的辅助，再到疾病预防中心的大数据监控，其中均不乏人工智能的身影。
联影智能的AI系统则聚焦于影像科，火神山医院、雷神山医院、武汉同济、协和、中南医院等一线战场早已部署完成了针对于新冠病毒的uAI新冠肺炎智能辅助分析系统，战疫初期5-10分钟的CT阅片现已缩短为1分钟，大部分影像报告的撰写工作已经转交给了AI这位不知疲倦的助手。
同时，部分影像科技师的任务也交予人工智能处理。以“智能之眼”为例，该系统360度人体全动捕捉、自动生成3D人像功能，能够让影像科技师无需频繁出入隔离间调整患者体位，便可远程完成扫描。而对于每日工作超过12小时的影像科技师而言，不仅感染风险因此减小，其中带来的体力节省同样弥足珍贵。
所有的研发与优化始于2020年春节的第一天，团聚之时，逆行者已悄然上路。
战役前夕，上海成为联影研发根据地
大年初一，没有往日的串门，也没有热闹的团年饭，数位联影智能员工自发联系了武汉的新冠肺炎定点医院，主动了解影像科医生的需求，并希望能为之提供帮助。
情况比想象中的还要严重。由于剧增的医疗需求，许多患者即便来到了医院，也因缺乏护士的指导和医生的救治而在门诊等地焦急等待。
影像科的情况稍微好一些：隔离间内，身穿厚重防护服的医生有条不紊地为患者摆正姿势进行CT照片；隔离间外，负责影像分析的医生防护相对轻松，但却需要长时间集中精力，用以寻找数百层影像之中的可疑“白点”。
武汉同济医院：一位影像科医生还未脱下防护服便睡着了
与医生初步沟通之后，他们发现同济医院影像科的需求没有那么复杂。从两个方面来谈，一是物资缺乏，医院过去没有进行大量的防护服储备，物资的调度又需要时间；二是患者太多，医生希望能够在患者患病初期就将其诊断出来，但即便很多医生通宵达旦的工作，仍有数不清的患者影像需要审阅。联影智能公司COO詹翊强告诉动脉网，“我们的人工智能应该可以很好地解决第二个问题。”
确立目标后，联影团队多次前往上海公共卫生中心，这里聚集了上海一流的医学科研力量，收纳了上海大部分新冠肺炎病例。在这里，联影智能在已有的“AI+CT”技术之上，依托于联影集团自研“天眼”CT，开始了针对性的研发。
2月8日，联影第一版“AI+CT”新冠肺炎智能辅助分析系统正式完成，在最初的版本之中，这款软件能够精准识别微小病变并自动勾勒；运用深度学习算法对肺部CT影像进行分割、自动为医生生成报告等，贯穿诊断到治疗全流程。
“除了提高效率之外，人工智能也能帮助医生提高诊断的准确性。在实际之中，部分患者感染早期便查出存在流行病史，有明显临床指征，但可能没有足够的核算试剂盒让他做检测，也可能初次核酸检验呈阴性。这种情况下，我们希望能够用CT手段进一步确定患者情况。但在实际诊断之中，早期新冠患者肺部CT影像中常常会出现小的磨玻璃影，这些容易被医生所忽视的地方恰恰是AI所擅长的。”
磨玻璃影勾画图
“其次，AI可以帮助医生评估病人的病程并优化医疗资源。当前在新冠肺炎高发地区，医疗资源（如核酸检测设备、病床等）还很紧张——我们需要辅助医生将确诊健康或已经治愈的人们尽快送出去。”
“要确诊患者的情况，一种主要手段是用试剂盒进行反复检测；但鉴于CT和核酸检测在检验效果上的互补性，CT影像诊断已被列入《卫健委新冠肺炎诊疗指南（第五版）》中。引入CT影像，除了可以提高诊断的准确性，还可以观察病灶是否发生变化，比如毛玻璃病灶是否被吸收。就后者而言，AI能够定量地对病灶进行分析，直观比较患者多次CT影像之中病灶的变化，这比过去仅用肉眼眼辨别、比较要精准很多。”
从上海市三甲医院、武汉前线医院的使用状况来看，联影智能的新冠肺炎AI系统已经能够以超过90%的准确度检测患者CT影像的疑似病灶，并对其进行勾画（勾画误差<1%）。但是，这仅仅完成了挑战中的第一步，更多的困难接踵而至。
进军武汉，将AI推上云端
新年以来，全国各省虽已陆续架起层层关卡，但回望武汉，其人员的流动管制严格程度无出其右。
“如何快速支援武汉，是我们遇到的第一个问题。面对严格的‘封城令’,我们的同事经过多次申请才拿到了进城的通行证。第二个问题是服务器物流的问题。因为疫情，物流的时间比之前长很多。为了能及时向武汉发送服务器，我们的同事亲自跨省驾车，到供应商那里提货，保证装有uAI新冠应用的服务器在第一时间到达疫情最紧急的地方。”
“随后面临的是部署问题。不同于以往，我们必须采取不同的方式对医院进行部署。对于一部分信息化系统比较完善的医院，工作人员可以直接将工作站安装至医院院内，这是一种比较传统的方式。但就方舱医院这类临时搭建的医院而言，它的信息化系统还没有完全建立，又是传染高危地点，我们则依托联影云进行云端部署，将软件参数的调试、影像数据的储存、计算、分析功能全都转移至云端。这样可以很大程度上规避部署工程师的安全风险，也可以让我们算法工程师将最新、最好的模型在第一时间送到前线。”
云端部署方式有许多优势，但对于联影来说，这个时期采用云端模式可以很大程度上规避工作人员的安全风险。如果是在现场部署，工作人员难免会因医生需求变化而反复调试设备，这需要他们频繁出入各个医院，而云端部署则只需在首次部署时前往医院，有限的工作人员无需在多个医院来回穿梭便可完成调试。
对于医院而言，这样的模式风险与收益并存。收益来源于便捷，当许多新医院（尤其是基层医院）想要部署时，该模式可以大幅加速部署过程。
风险则来自于数据安全，直至今日，很多医院依旧只愿意将数据留在医院的机房内，不愿上云管理，这中间的迟疑来源于对数据泄漏的担忧。
2月11日，联影uAI新冠肺炎智能辅助分析系统率先落地武汉火神山医院，并迅速投入使用。截至2月19日，该系统已在武汉同济医院、武汉协和医院、武汉中南医院、雷神山医院等武汉抗疫一线医院完成安装。
战役之间，新需求与新发现
如果仅仅是为了提升医生工作效率、降低医院影像科压力，联影智能的人工智能的确交出了令人满意的答卷。但是，医生希望能有一种更为精确的方式，及早发现患者感染与否。
2月3日，一篇争议核酸肺炎检验与CT检验孰是孰非的文章在业界迅速引发争议，究竟哪一种方式能够更好地判断新冠病毒感染状况，专家学者各抒己见。
武汉同济医院影像科夏黎明主任曾告诉动脉网：“尽管核酸检查是新冠病毒肺炎诊断的金标准，但咽拭子检测只有30-50%阳性率。此外，现有的医疗水平同样一定程度上限制了核酸检验的作用。由于医护人员试剂盒使用经验有限，很难采集到上呼吸道附近的唾液样本，造成患者假阴；如果病人刚患病，样本中病毒载量过低，也可能出现假阴性（漏诊）的情况。此外，PCR 检测方法对实验场地、检验仪器以及操作人员的要求都非常高。在许多基层医院，即便有试剂盒输送，医护人员也可能因为能力限制而无法采集到有效的样本。”
“相比之下，CT影像图像清晰度高，能够诊断早期轻微病变，如果当病变局限在咽喉部、气管、支气管时，肺实质与间质病变不明显，此时的胸部CT检查可能就是阴性；另外，新冠病毒肺炎也是一种病毒性肺炎，在这个季节常常也有其它的病毒性肺炎的可能。”
因此，无论那种方式，都不是十全十美，更好的方法是让两种办法协同。所以，影像科的医生希望CT能够在抗疫之中发挥一些新的作用。
2月14日湖北首次将临床诊断病例纳入新冠肺炎新增病例，将湖北省内具有影像学特征的疑似病例定义为“临床诊断病例”，但透过CT影像，医生仍不能直接判断患者是否感染新冠病毒。
那么，AI有可能直接帮助医生通过CT影像直接判断肺炎类别吗？很遗憾，目前为止，市面上的AI产品均不足以完成此重任。不过，联影智能已在后续的数据分析之中发现了一些不易察觉的规律。如今，uAI新冠肺炎智能辅助分析系统已经具备一定程度区分“病毒性肺炎”与“细菌性肺炎”的能力。
“新冠病毒患者的CT 影像中，磨玻璃较多，而细菌性肺炎CT影像中实性病变较多且经常有胸腔积液的情况。从这一点出发，我们通过处理大量数据，已经能够给出一个肺炎类型的概率结果。在这个特殊时期下的武汉，在排除细菌性肺炎前提下，剩下的病毒性肺炎是新冠肺炎的概率就比较高了。”詹翊强对近期的研究结果进行了简单的总结。
此外，还有一些有趣的细节同样也值得推敲。“我们的AI辅助分析系统能够将肺部分成不同的肺段，把其中的病灶勾勒出来，计算每一个肺段病灶区的感染比例，从而为诊断感染情况提供参考。”
虽然目前还没有一个区分新冠肺炎和其他病毒性肺炎的明确标准，但是如果AI算法可以精准地计算感染区域在不同肺叶、肺段的分布，通过大数据分析，也许我们能够找到某些鉴别诊断的规律。
另外通过这种精准的量化分析，也有望对新冠肺炎患者进行轻中重病情程度划分，制定个体化的隔离、治疗方案，对紧缺医疗资源的调度以及患者治疗进行一定程度上的优化——这正是人工智能的潜在价值所在。
疫区影像科的问题不止精准诊断
疫情的特殊性使得社会救援也变得同样特殊。截至2月15日，武汉九个方舱医院已经开放，这里不仅需要诊断的医生，还需要诊断设备以供医生使用。
在过去，医院准备CT机房往往需要一个月以上的时间，对环境也有着非常严格的要求，不仅要有足够的射线屏蔽措施和承重基础，还要考虑到周围的信号干扰等各种复杂问题。
方舱医院作为临时改建的民用场所，并不具备符合要求的现成房间。这个时候，联影的方舱CT“应急放射科”就派上了用场。
“这个“应急放射科”是联影为方舱医院量身定制的放射科全流程整体解决方案。它包含了独立扫描间、操作间、紫外线消毒装置等一系列必备设施。独立于医院的“箱体式”设计不仅便于快速拆装及运输转移，且插电即用。此外，防水、隔热、四季恒温的设置让它能够在极限环境下应对自如，随时可赶赴疫情现场或抢险救灾第一线。同时，CT均配备了‘天眼智能平台’，无需患者取下口罩，即可智能识别人脸及全身位置信息，实现智能定位和摆位，医生无需与患者接触便可完成扫描。”
在传统扫描过程中，放射科医生在体位选择、完成患者摆位、确定扫描范围等多环节上都需和患者密切接触。
而“天眼智能平台”可自动定位，实时追踪患者的移动轨迹，动态调整定位方案，让医生无需进入操作间即可进行精准CT扫查，对于每日工作超过12小时的影像科技师而言，不仅感染风险因此减小，其中带来的体力节省同样弥足珍贵。
另外，“天眼智能平台”也缩短了每个CT扫描的时间，减少了病人等待的时间和交叉感染的几率。
通过提高CT设备移动性的方式，再借助于影像平台的远程智能阅片功能，联影能够在疫区迅速赋予方舱医院有效的影像诊断能力，武汉医疗资源短缺、影像科人才缺失的问题也因此得到缓解。
逆行者不容忘记
回顾整个流程，调研需求、产品研发、设备安装、参数调用虽遇到诸多困难，但联影智能终究挺了过去。在詹翊强面前，更关心员工的安全。
“武汉本身是一个高危之地，许多员工本身在湖北，他们主动参与到抗疫之中；还有一部分员工虽不在湖北，也自愿跟随设备从外地进入到了疫区中心，他们的牺牲精神真的非常可贵。”
“这里还有一个更大的挑战：在全国各地采取严格隔离措施的情况下，我们的部署队伍一旦去了武汉，就很难再去别的地方；大受影响的物流也导致我们无法尽快将设备送到医院之中，对此我们也启动紧急物流预案，自发运送设备。好在疫情正逐渐得到控制，希望这种趋势能够一直持续下去。”
春意已经慢慢在行道之间蔓延，即便是疫情也不能阻碍生命的延续。科技也有相似之处，每次我们所遭受苦难，都有抱薪者为我们收集经验，撑起抗疫的大旗。医护人员在一线为我们筑起安全线，而科技工作者用通宵达旦为他们锻造利器，抗疫之战中每一份力量，都值得铭记。
*封面和文章图片由受访企业提供。
文 | 赵泓维
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